KR102109164B1 - 피부 미용 기기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

피부 접촉에 따른 전압 변화량을 근거로 피부 미용 기기의 러빙(Rubbing) 여부를 판단하고, 설정 시간 이상 러빙이 발생하지 않으면 전극을 통한 전류 출력을 차단하도록 한 피부 미용 기기 및 이의 제어 방법을 제시한다. 제시된 피부 미용 기기는 접촉 전극을 통해 피부로 교류 전류를 출력함에 따른 변압 모듈의 전류 변화에 대응하는 감지 전압을 근거로 피부 미용 기기의 상태를 판단하고, 피부 미용 기기가 고정 상태이면 전극 모듈의 전류 출력을 차단한다.

Description

피부 미용 기기 및 그 제어 방법{SKIN CARE DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREFORE}

본 발명은 피부 미용 기기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과열을 방지할 수 있는 피부 미용 기기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 피부 미용기기는 사용자의 피부에 초음파를 전달하는 피부 미용기기(이하, 초음파 방식 피부 미용기기)와 전류를 인가하는 피부 미용기기(이하, 전류 방식 피부 미용기기)로 구분할 수 있다.

초음파 방식 피부 미용기기는 초음파를 통해 물리적 진동을 통해 피부를 마사지한다. 전류 방식 피부 미용기기는 사용자의 피부에 교류 전류를 인가하여 피지, 노폐물 등을 제거하거나 피부 영양 물질들을 피부에 깊숙이 흡수되도록 한다.

전류 방식 피부 미용 기기는 케어를 받고자 하는 피부 측에 전극을 접촉시킨 후에 전류를 인가하여 피부의 전기적 환경을 변화시킴으로써 피부의 탄력을 개선하거나, 피부에 도포된 앰플의 흡수를 촉진한다.

하지만, 종래의 전류 방식 피부 미용기기는 가동 상태에서 일정시간 이상 동일한 위치에 머물러 있는 경우 피부와 접촉하는 부분(이하, 접촉부)의 온도가 과도하게 상승하여 사용자가 불쾌감을 느끼거나, 피부에 경미한 화상이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

한국공개특허 제10-2017-0103597호(명칭: 피부 미용기기)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 피부 접촉에 따른 전압 변화량을 근거로 피부 미용 기기의 러빙(Rubbing) 여부를 판단하고, 설정 시간 이상 러빙이 발생하지 않으면 접촉 전극을 통한 전류 출력을 차단하도록 한 피부 미용 기기 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 피부 미용 기기는 접촉 전극을 통해 피부로 교류 전류를 출력함에 따른 변압 모듈의 전류 변화에 대응하는 감지 전압을 근거로 피부 미용 기기의 상태를 판단하고, 피부 미용 기기가 고정 상태이면 전극 모듈의 전류 출력을 차단한다.

피부 미용 기기는 변압 모듈의 1차 측의 전류를 감지하여 감지 전압으로 변환하며, 감지 전압의 변동 크기 및 설정 크기를 근거로 러빙 상태 및 고정 상태 중 하나를 피부 미용 기기의 상태로 판단한다. 이때, 피부 미용 기기는 감지 전압의 변동 크기가 설정 크기 이상이면 피부 미용 기기의 러빙 상태로 판단하고, 감지 전압의 변동 크기가 설정 크기 미만이면 피부 미용 기기의 고정 상태로 판단한다. 피부 미용 기기는 교류 전류 출력을 차단한 후 설정 시간이 경과하면 전류를 재출력하도록 제어한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 피부 미용 기기 제어 방법은 한 쌍의 접촉 전극을 통해 피부로 교류 전류를 인가하고, 교류 전류 인가에 따른 전압 변동을 근거로 피부 미용 기기의 고정 상태로 판단하면, 피부로 인가되는 교류 전류를 차단한다.

피부 미용 기기 제어 방법은 변압 모듈의 1차 측에서 전류를 감지하고, 전류를 감지 전압으로 변환하여 전압 변동을 감지한다. 피부 미용 기기 제어 방법은 감지 전압의 변동 크기 및 설정 크기를 근거로 러빙 상태 및 고정 상태 중 하나를 피부 미용 기기의 상태로 판단한다. 이때, 피부 미용 기기 제어 방법은 감지 전압의 변동 크기가 설정 크기 이상이면 피부 미용 기기의 러빙 상태로 판단하고, 감지 전압의 변동 크기가 설정 크기 미만이면 피부 미용 기기의 고정 상태로 판단한다. 피부 미용 기기 제어 방법은 교류 전류를 차단한 이후 설정 시간이 경과하면 피부로 교류 전류를 재출력한다.

본 발명에 의하면, 피부 미용 기기 및 그 제어 방법은 피부 접촉에 따른 전압 변화량을 근거로 피부 미용 기기의 러빙(Rubbing) 여부를 판단하고, 설정 시간 이상 러빙이 발생하지 않으면 접촉 전극을 통한 전류 출력을 차단함으로써, 피부 미용 기기의 접촉 전극이 피부의 한 곳에 장시간 머물러 있는 경우 발생할 수 있는 피부 화상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 피부 미용 기기 및 그 제어 방법은 접촉부의 온도를 감지하기 위한 온도 센서 또는 피부와의 접촉 여부나 피부 미용 기기의 움직임을 감지하기 위한 근접 센서, 자이로 센서 등을 이용하지 않고 피부 미용 기기의 전극과 피부가 접촉되었을 때 변화하는 임피던스를 측정하여 피부 미용 기기의 러빙 여부를 판단함으로써, 피부 미용 기기의 회로 구성을 단순화하고, 제조 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 피부 미용 기기를 설명하기 위한 도면.
도 3 내지 도 7은 도 2의 제어 모듈을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 피부 미용 기기를 구현하기 위한 회로도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 피부 미용 기기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 10은 도 9에서 피부 미용 기기의 상태 판단 단계를 설명하기 위한 흐름도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 피부 미용 기기(100)는 본체의 외부에 한 쌍의 접촉 전극(142)이 노출된다. 피부 미용 기기(100)는 한 쌍의 접촉 전극(142)과 피부가 접촉함에 따라 교류 전압을 피부로 인가한다. 그에 따라, 한 쌍의 접촉 전극(142)과 피부 사이에는 교류 전류가 흐른다. 여기서, 피부 미용 기기(100)는 한 쌍의 접촉 전극(142)이 외부로 노출된 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 두 쌍 이상으로 구성될 수도 있다.

피부 미용 기기(100)는 접촉 전극(142)과 피부 사이에 흐르는 교류 전류에 따른 전압의 변동(Fluctuation) 크기(즉, 변화량)를 감지한다. 피부 미용 기기(100)는 전압의 변동 크기와 설정 크기를 비교하여 피부 미용 기기(100)의 러빙(Rubbing) 여부를 판단한다.

피부 미용 기기(100)는 전압의 변동 크기가 설정 크기 이상이면 러빙 상태로 판단하여 교류 전원을 출력한다. 피부 미용 기기(100)는 전압의 변동 크기가 설정 크기 미만이면 고정 상태로 판단하여 교류 전원의 출력을 정지시킨다. 피부 미용 기기(100)는 교류 전원의 출력을 정지시킨 후 설정 시간이 경과하면 교류 전원을 재출력한다.

이를 위해, 도 2를 참조하면, 피부 미용 기기(100)는 제1 입력 모듈(110), 제2 입력 모듈(120), 변압 모듈(130), 전극 모듈(140), 감지 모듈(150) 및 제어 모듈(160)을 포함한다.

제1 입력 모듈(110)은 제1 교류 전압을 출력한다. 제1 입력 모듈(110)은 사이클을 갖는 제1 교류 전압을 출력한다. 제1 입력 모듈(110)은 대략 1㎒ 정도의 사이클을 갖는 제1 교류 전압을 출력하는 것을 일례로 한다.

제2 입력 모듈(120)은 제2 교류 전압을 출력한다. 제2 입력 모듈(120)은 제1 교류 전압과 동일한 사이클을 갖는 제2 교류 전압을 출력한다. 제1 입력 모듈(110)은 대략 1㎒ 정도의 사이클을 갖는 제2 교류 전압을 출력하는 것을 일례로 한다.

제2 입력 모듈(120)은 제1 입력 모듈(110)에서 출력되는 제1 교류 전압과 180도의 위상차를 갖는 제2 교류 전압을 출력한다. 제2 입력 모듈(120)은 제1 교류 전압의 파형을 반전한 반전 파형을 갖는 제2 교류 전압을 출력한다.

변압 모듈(130)은 제1 입력 모듈(110) 및 제2 입력 모듈(120)에서 출력되는 교류 전압들을 합산하여 합산 교류 전압을 생성한다. 변압 모듈(130)의 1차 측은 제1 입력 모듈(110) 및 제2 입력 모듈(120)과 연결된다. 변압 모듈(130)은 1차 측을 통해 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압이 입력된다. 변압 모듈(130)은 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압을 합산하여 합산 교류 전압을 생성한다.

변압 모듈(130)은 합산 교류 전압을 설정 전압을 갖는 출력 교류 전압으로 증폭한다. 변압 모듈(130)은 출력 교류 전압을 전극 모듈(140)로 출력한다. 이때, 변압 모듈(130)의 2차 측은 전극 모듈(140)과 연결된다. 변압 모듈(130)은 2차 측을 통해 출력 교류 전압을 전극 모듈(140)로 출력한다.

전극 모듈(140)은 변압 모듈(130)에서 출력된 출력 교류 전압을 입력받는다. 전극 모듈(140)은 출력 교류 전압의 입력(인가)시 사용자의 피부에 전위차를 발생시켜 피부의 전기적 환경을 변화시킴으로써 피부의 탄력을 개선하기 위한 것이다.

전극 모듈(140)은 사용자의 피부에 접촉되는 한 쌍의 접촉 전극(142)을 포함한다. 한 쌍의 접촉 전극(142)은 본체의 동일면 상에 이격 배치된다. 한 쌍의 접촉 전극(142)은 양극성(bi-polar) 방식으로 구현된다.

한 쌍의 접촉 전극(142)은 공지의 이온토포레시스의 기능을 구현한다. 한 쌍의 접촉 전극(142)은 변압 모듈(130)을 통해 교류 전원이 공급(인가)됨에 따라 사용자의 피부와 폐회로를 구성한다. 한 쌍의 접촉 전극(142) 및 피부 사이에는 폐회로를 통해 교류 전류가 흐른다. 한 쌍의 접촉 전극(142)과 피부 사이에 흐르는 교류 전류는 피부의 진피층까지 인가된다. 이로 인해, 진피층 내의 물 분자가 회전하여 진피층이 무너짐을 방지하고, 사용자의 피부 주름을 개선하는 효과가 발생하게 된다.

감지 모듈(150)은 변압 모듈(130)의 전류량을 감지한다. 한 쌍의 접촉 전극(142)과 피부 사이에 교류 전류가 흐름에 따라 변압 모듈(130)의 1차 측에 전류량의 변화가 발생한다. 변압 모듈(130)의 1차 측에서의 전류량은 변압 모듈(130)의 2차 측에 흐르는 전류에 비례하여 결정된다. 이에, 감지 모듈(150)은 변압 모듈(130)의 1차 측에 연결되어 전류 신호를 감지한다. 감지 모듈(150)은 전류 신호를 전압 신호로 변환하여 출력한다. 즉, 감지 모듈(150)은 변압 모듈(130)의 1차 측에서 감지한 전류를 감지 전압 신호로 변환하여 출력한다.

한편, 도 3을 참조하면, 감지 모듈(150)에서 감지한 전류 신호(즉, 아날로그 전류 신호)에는 많은 노이즈가 포함되어 있다. 전류 신호에 노이즈가 포함된 경우 후술한 제어 모듈(160)에서의 피부 미용 기기(100)의 상태 판단시 오차(오판단)가 발생할 수 있다.

이에, 감지 모듈(150)은 전류 신호에서 노이즈를 필터링하여 정제된 전류 신호(이하, 정제 전류 신호)를 생성한다. 감지 모듈(150)은 전류 신호에서 설정 주파수 대역의 신호를 필터링하여 정제 전류 신호를 생성한다. 일례로, 사용자가 1초에 20번 이상 접촉 전극(142)를 흔드는 것은 물리적으로 불가능하므로, 감지 모듈(150)은 20Hz 이상의 주파수 대역의 전류 신호를 노이즈로 판단한다. 감지 모듈(150)은 전류 신호에서 노이즈(즉, 20Hz 이상의 주파수 대역의 전류 신호)를 필터링하여 정제 전류 신호를 생성한다. 감지 모듈(150)은 정제 전류 신호를 감지 전압 신호로 변환하여 출력한다.

제어 모듈(160)은 감지 전압 신호를 근거로 피부 미용 기기(100)의 러빙 감지 모드 진입 여부를 판단한다.

제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 기울기를 근거로 피부 미용 기기(100)의 러빙 감지 모드 진입 여부를 판단할 수 있다. 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기를 산출한다. 제어 모듈(160)은 산출한 기울기와 설정 기울기(즉, 최소 설정 기울기, 최대 설정 기울기)를 비교하여 러빙 감지 모드 진입 여부를 판단한다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기가 최소 설정 기울기 이하이면, 피부 미용 기기(100)의 접촉 전극(12)은 피부의 한 곳에 머물러있거나, 매우 천천히 이동할 가능성이 높다.

이에, 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기가 최소 설정 기울기 이하이면 러빙 감지 모드 진입으로 판단한다.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기가 최소 설정 기울기를 초과하고 최대 설정 기울기 미만이면, 피부 미용 기기(100)의 접촉 전극(12)은 정상적으로 러빙할 가능성이 높다.

이에, 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기가 최소 설정 기울기를 초과하고 최대 설정 기울기 미만이면 러빙 감지 모드로 진입하지 않고, 피부 미용 기기(100)의 러빙 상태로 판단한다.

도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기가 최대 설정 기울기 이상이면, 사용자가 낼 수 있는 러빙 속도가 아니므로 노이즈로 판단한다.

이에, 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기가 최대 설정 기울기 이상이면 해당 신호 전압 신호를 노이즈로 판단하여 러빙 감지 모드로 진입하지 않고, 다음 구간의 감지 전압 신호의 기울기를 근거로 러빙 감지 모드 진입 여부를 재판단한다.

한편, 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 진폭을 근거로 러빙 감지 모드 진입 여부를 판단할 수도 있다. 제어 모듈(160)은 설정 진폭 미만인 감지 전압 신호의 진폭이 설정 시간 이상 지속되면 러빙 감지 모드 진입으로 판단한다. 이때, 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 진폭이 설정 진폭 이상이면 러빙으로 판단한다.

제어 모듈(160)은 러빙 감지 모드 진입으로 판단하면 감지 모듈(150)에서 출력되는 감지 전압 신호를 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단한다. 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호를 근거로 러빙 상태 및 고정 상태 중 하나를 피부 미용 기기(100)의 상태로 판단한다.

도 5를 참조하면, 감지 모듈(150)에서 출력되는 감지 전압 신호는 사용자의 피부에 한 쌍의 접촉 전극(142)이 접촉된 상태에서 러빙되는 경우 설정 크기 이상의 변화량(즉, 변동(Fluctuation) 크기)을 갖는다.

반면, 도 6을 참조하면, 감지 모듈(150)에서 출력되는 감지 전압 신호는 사용자의 피부에 한 쌍의 접촉 전극(142)이 접촉된 상태에서 고정된 경우 설정 크기 미만의 변화량을 갖는다.

이에, 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호를 설정 크기와 비교하여 피부 미용 기기(100)의 상태(즉, 러빙, 고정)를 판단한다. 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 변동을 모니터링한다. 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 변화량을 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단한다. 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 변화량을 근거로 러빙 상태 및 고정 상태 중 하나를 피부 미용 기기(100)의 상태로 판단한다.

일례로, 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 변화량 및 설정 크기를 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단한다. 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 변화량이 설정 크기 이상이면 피부 미용 기기(100)의 러빙 상태로 판단한다. 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 변화량이 설정 크기 미만이면 피부 미용 기기(100)의 고정 상태로 판단한다.

다른 일례로, 제어 모듈(160)은 제1 설정 시간 동안 설정 크기 이상인 감지 전압 신호의 횟수를 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단할 수도 있다. 제어 모듈(160)은 제1 설정 시간 동안 설정 크기 이상의 변화량을 갖는 감지 전압 신호의 횟수를 카운트한다. 제어 모듈(160)은 제1 설정 시간 동안 카운트한 횟수가 설정 횟수 이상이면 피부 미용 기기(100)의 러빙 상태로 판단한다. 제어 모듈(160)은 제1 설정 시간 동안 카운트한 횟수가 설정 횟수 미만이면 피부 미용 기기(100)의 고정 상태로 판단한다.

또 다른 일례로, 제어 모듈(160)은 제1 설정 시간 동안 설정 크기 미만인 감지 전압 신호의 변화량이 감지된 시간을 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단할 수도 있다. 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 변화량이 설정 크기 미만인 시간을 카운트한다. 제어 모듈(160)은 감지 전압 신호의 변화량이 연속적으로 설정 크기 미안인 시간을 카운트한다. 제어 모듈(160)은 카운트한 시간이 제1 설정 시간 이상이면 피부 미용 기기(100)의 고정 상태로 판단한다. 제어 모듈(160)은 카운트한 시간이 제1 설정 시간을 미만이면 피부 미용 기기(100)의 러빙 상태로 판단한다.

제어 모듈(160)은 피부 미용 기기(100)의 상태를 근거로 한 쌍의 접촉 전극(142)을 통한 전류 출력을 차단한다. 이때, 제어 모듈(160)은 피부 미용 기기(100)의 상태에 따라 제1 입력 모듈(110) 및 제2 입력 모듈(120)의 교류 전압 출력을 제어한다.

피부 미용 기기(100)가 러빙 상태인 것으로 판단하면, 제어 모듈(160)은 교류 전압(즉, 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압)의 출력 상태를 유지하도록 제1 입력 모듈(110) 및 제2 입력 모듈(120)을 제어한다.

제어 모듈(160)은 피부 미용 기기(100)의 고정 상태인 것으로 판단하면, 제어 모듈(160)은 교류 전압 출력을 정지하도록 제1 입력 모듈(110) 및 제2 입력 모듈(120)을 제어한다. 제어 모듈(160)은 교류 전압 출력을 정지시킨 후에 제2 설정 시간이 경과하면 교류 전압을 재출력하도록 제1 입력 모듈(110) 및 제2 입력 모듈(120)을 제어한다.

도 7을 참조하면, 제어 모듈(160)은 제1 설정 시간(t1~t2) 동안 감지 전압 신호의 변화량이 설정 크기 미만이므로 교류 전압의 출력을 정지하도록 제1 입력 모듈(110) 및 제2 입력 모듈(120)을 제어한다. 제어 모듈(160)은 제2 설정 시간(t2~t3) 동안 출력 정지 상태를 유지한다. 제어 모듈(160)은 제2 설정 시간이 경과한 시점(즉, t3)부터 교류 전압을 재출력하도록 제1 입력 모듈(110) 및 제2 입력 모듈(120)을 제어한다.

한편, 접촉 전극(142)과 피부가 완전이 접촉되지 않은 상태에서 피부 미용 기기(100)에서 교류 전압이 출력되면, 접촉 전극(142)과 피부 사이에 순간적으로 고주파의 교류 전류가 생성되어 스파크가 발생하고, 스파크에 의해 사용자가 따가움을 느낄 수 있다.

이를 방지하기 위해서, 피부 미용 기기(100)는 고주파인 교류 전압의 출력 전에 상대적으로 낮은 전압을 갖는 미세 교류 전압을 피부로 출력하여 접촉 전극(142)과 피부의 접촉 여부를 감지할 수 있다.

일례로, 피부 미용 기기(100)는 접촉 전극(142)를 통해 미세 교류 전압을 출력한다. 한 쌍의 접촉 전극(142)은 사용자의 피부와 폐회로를 구성한다. 한 쌍의 접촉 전극(142) 및 피부 사이에는 폐회로를 통해 교류 전압을 인가할 때보다 상대적으로 낮은 미세 교류 전류가 흐른다.

피부 미용 기기(100)는 미세 교류 전류에 의한 전압 변화를 근거로 접촉 전극(142)과 피부의 접촉 여부를 감지한다. 피부 미용 기기(100)는 미세 교류 전류에 의한 감지 전압이 설정값 이상이면 접촉 전극(142)와 피부의 접촉으로 판단한다. 피부 미용 기기(100)는 접촉 전극(142)이 피부에 접촉된 것으로 판단되면, 접촉 전극(142)를 통해 교류 전류를 출력한다.

도 8은 상술한 피부 미용 기기(100)를 구현하기 위한 회로도의 일례이다.

제1 입력 모듈(110)은 입력단(RF_N), 복수의 저항(R39, R36, R41), 다이오드(D3), 트랜지스터(Q13) 및 커패시터(C33)로 구성된다.

입력단(RF_N)은 피부 미용 기기(100)의 전원부(예를 들면, 배터리)로부터 제1 교류 전압을 입력받는다. 저항(R39)의 일단은 입력단(RF_N)에 연결된다. 저항(R39)의 타단은 트랜지스터(Q13)의 게이트에 연결된다. 이때, 다이오드(D3)는 저항(R39)에 병렬로 연결된다. 저항(R39)의 타단과 트랜지스터(Q13)를 연결하는 선로에는 저항(R41)의 일단이 연결되며, 저항(R41)의 타단은 그라운드(GND)에 연결된다. 트랜지스터(Q13)의 드레인은 변압 모듈(130)의 1차 측에 연결된다. 이때, 저항(R36)의 일단은 트랜지스터(Q13)의 드레인과 변압 모듈(130)의 1차 측을 연결하는 선로에 연결된다. 저항(R36)의 타단은 커패시터(C33)의 일단에 연결된다. 트랜지스터(Q13)의 소스 및 커패시터(C33)의 타단은 그라운드(GND_A)에 연결된다.

여기서, 제2 입력 모듈(120)에 포함되는 복수의 저항(R39, R36, R41), 다이오드(D3), 트랜지스터(Q13) 및 커패시터(C33)는 도면에 도시된 연결 이외에도 다양한 형태로 변형될 수 있다.

제2 입력 모듈(120)은 입력단(RF_P), 복수의 저항(R46, R49, R45), 다이오드(D4), 트랜지스터(Q14) 및 커패시터(C34)로 구성된다.

입력단(RF_P)은 피부 미용 기기(100)의 전원부(예를 들면, 배터리)로부터 제2 교류 전압을 입력받는다. 저항(R46)의 일단은 입력단(RF_P)에 연결된다. 저항(R46)의 타단은 트랜지스터(Q14)의 게이트에 연결된다. 이때, 다이오드(D4)는 저항(R46)에 병렬로 연결된다. 저항(R46)의 타단과 트랜지스터(Q14)를 연결하는 선로에는 저항(R49)의 일단이 연결되며, 저항(R49)의 타단은 그라운드(GND)에 연결된다. 트랜지스터(Q14)의 드레인은 변압 모듈(130)의 1차 측에 연결된다. 이때, 저항(R45)의 일단은 트랜지스터(Q14)의 드레인과 변압 모듈(130)의 1차 측을 연결하는 선로에 연결된다. 저항(R45)의 타단은 커패시터(C34)의 일단에 연결된다. 트랜지스터(Q14)의 소스 및 커패시터(C34)의 타단은 그라운드(GND_A)에 연결된다.

여기서, 제2 입력 모듈(120)에 포함되는 복수의 저항(R46, R49, R45), 다이오드(D4), 트랜지스터(Q14) 및 커패시터(C34)는 도면에 도시된 연결 이외에도 다양한 형태로 변형될 수 있다.

변압 모듈(130)은 1차 측에 배치된 복수의 코일 및 2차 측에 배치된 복수의 코일을 포함한다. 1차 측에 배치된 복수의 코일은 직렬로 연결되어 제1 입력 모듈(110) 및 제2 입력 모듈(120)과 연결된다. 2차 측에 배치된 복수의 코일은 직렬로 연결되어 전극 모듈(140)과 연결된다.

전극 모듈(140)은 한 쌍의 접촉 전극(PAD1, PAD2), 저항(R37, R38) 및 커패시터(C32)를 포함한다.

한 쌍의 접촉 전극(PAD1, PAD2)은 각각 변압 모듈(130)의 2차 측에 배치된 코일에 연결된다. 접촉 전극(PAD1)은 변압 모듈(130)의 2차 측에 배치된 코일들의 일단에 연결되고, 접촉 전극(PAD2)은 변압 모듈(130)의 2차 측에 배치된 코일들의 타단에 연결된다.

접촉 전극(PAD1) 및 변압 모듈(130)을 연결하는 선로에는 저항(R38)이 배치된다.

저항(R37)의 일단은 접촉 전극(PAD1) 및 변압 모듈(130)을 연결하는 선로에 연결된다. 이때, 저항(R37)의 일단은 저항(R38)과 변압 모듈(130) 사이에서 선로에 연결된다. 저항(R37)의 타단은 접촉 전극(PAD2) 및 변압 모듈(130)을 연결하는 선로에 연결된다.

커패시터(C32)의 일단은 접촉 전극(PAD1) 및 변압 모듈(130)을 연결하는 선로에 연결된다. 이때, 커패시터(C32))의 일단은 저항(R38)과 접촉 전극(PAD1) 사이에서 선로에 연결된다. 커패시터(C32)의 타단은 접촉 전극(PAD2) 및 변압 모듈(130)을 연결하는 선로에 연결된다.

여기서, 전극 모듈(140)에 포함되는 저항(R37, R38), 커패시터(C32)는 도면에 도시된 연결 이외에도 다양한 형태로 변형될 수 있다.

감지 모듈(150)은 IC 회로(U6)를 포함한다. IC 회로(U6)는 변압 모듈(130)의 1차 측 코일에 흐르는 교류 전류를 입력받는다. IC 회로(U6)는 교류 전류를 전압으로 변환한 후 출력단(Current_AD)을 통해 제어 모듈(160)로 출력한다. 여기서, 감지 모듈(150)에 포함되는 저항(R50, R51, R52), 커패시터(C35, C36, C37) 및 인덕터(L3)는 도면에 도시된 연결 이외에도 다양한 형태로 변형될 수 있다.

도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 피부 미용 기기 제어 방법을 설명하면 아래와 같다.

피부 미용 기기(100)는 한 쌍의 접촉 전극(142)에 접촉된 피부로 교류 전류를 인가한다(S100). 피부 미용 기기(100)는 서로 반전 파형을 갖는 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압을 입력받는다. 피부 미용 기기(100)는 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압을 합산한 후 설정 전압을 갖는 출력 교류 전압으로 증폭하여 한 쌍의 접촉 전극(142)으로 출력한다. 한 쌍의 접촉 전극(142)은 피부와 접촉된 상태에서 출력 교류 전압이 인가됨에 피부에 전위차를 발생시켜 교류 전류를 피부에 인가한다.

피부 미용 기기(100)는 교류 전류 인가에 따른 전압 변동을 감지한다(S200). 피부 미용 기기(100)는 피부에 교류 전류가 인가됨에 따라 변압 모듈(130)의 1차 측에 형성되는 전류 신호를 감지한다. 한 쌍의 접촉 전극(142)과 피부 사이에 교류 전류가 흐름에 따라 변압 모듈(130)의 1차 측에 전류량의 변화가 발생한다. 변압 모듈(130)의 1차 측에서의 전류 신호는 변압 모듈(130)의 2차 측에 흐르는 전류에 비례하여 결정된다. 이에, 피부 미용 기기(100)는 변압 모듈(130)의 1차 측에 연결되어 전류 신호를 감지한다. 피부 미용 기기(100)는 감지한 전류 신호를 감지 전압 신호로 변환하여 출력한다.

피부 미용 기기(100)는 전류 신호에 노이즈가 포함된 경우 S300 단계에서의 상태 판단시 오차(오판단)가 발생할 수 있다. 이에, 피부 미용 기기(100)는 전류 신호에서 노이즈를 필터링한 정제 전류 신호를 생성한다. 피부 미용 기기(100)는 생성한 정제 전류 신호를 감지 전압 신호로 변환한다.

피부 미용 기기(100)는 전압 변동을 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단한다(S300). 피부 미용 기기(100)는 S200 단계에서 출력되는 감지 전압 신호를 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단한다. 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호를 근거로 러빙 상태 및 고정 상태 중 하나를 피부 미용 기기(100)의 상태로 판단한다.

도 10을 참조하면, 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호를 근거로 러빙 감지 모드 진입 여부를 판단한다. 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 기울기 또는 진폭을 근거로 러빙 감지 모드 진입 여부를 판단한다.

일례로, 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기와 설정 기울기를 비교하여 러빙 감지 모드 진입 여부를 판단한다. 이때, 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기가 최소 설정 기울기 이하이면 러빙 감지 모드 진입으로 판단한다.

다른 일례로, 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 진폭을 근거로 러빙 감지 모드 진입 여부를 판단할 수도 있다. 피부 미용 기기(100)는 설정 진폭 미만인 감지 전압 신호의 진폭이 설정 시간 이상 지속되면 러빙 감지 모드 진입으로 판단한다.

러빙 감지 모드 진입으로 판단하면(S310; 예), 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호를 설정 크기와 비교하여 피부 미용 기기(100)의 상태(즉, 러빙, 고정)를 판단한다(S320). 감지 전압 신호는 사용자의 피부에 한 쌍의 접촉 전극(142)이 접촉된 상태에서 러빙되는 경우 설정 크기 이상의 변화량(즉, 변동(Fluctuation) 크기)을 갖고, 사용자의 피부에 한 쌍의 접촉 전극(142)이 접촉된 상태에서 고정된 경우 설정 크기 미만의 변화량을 갖는다.

피부 미용 기기(100)는 이를 근거로 러빙 상태를 판단한다. 이를 위해, 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 변동을 모니터링한다. 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 변화량을 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단한다. 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 변화량을 근거로 러빙 상태 및 고정 상태 중 하나를 피부 미용 기기(100)의 상태로 판단한다.

일례로, 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 변화량 및 설정 크기를 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단한다. 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 변화량이 설정 크기 이상이면 피부 미용 기기(100)의 러빙 상태로 판단한다. 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 변화량이 설정 크기 미만이면 피부 미용 기기(100)의 고정 상태로 판단한다.

다른 일례로, 피부 미용 기기(100)는 제1 설정 시간 동안 설정 크기 이상인 감지 전압 신호의 횟수를 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단할 수도 있다. 피부 미용 기기(100)는 제1 설정 시간 동안 설정 크기 이상의 변화량을 갖는 감지 전압 신호의 횟수를 카운트한다. 피부 미용 기기(100)는 제1 설정 시간 동안 카운트한 횟수가 설정 횟수 이상이면 피부 미용 기기(100)의 러빙 상태로 판단한다. 피부 미용 기기(100)는 제1 설정 시간 동안 카운트한 횟수가 설정 횟수 미만이면 피부 미용 기기(100)의 고정 상태로 판단한다.

또 다른 일례로, 피부 미용 기기(100)는 제1 설정 시간 동안 설정 크기 미만인 감지 전압 신호의 변화량이 감지된 시간을 근거로 피부 미용 기기(100)의 상태를 판단할 수도 있다. 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 변화량이 설정 크기 미만인 시간을 카운트한다. 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 변화량이 연속적으로 설정 크기 미안인 시간을 카운트한다. 피부 미용 기기(100)는 카운트한 시간이 제1 설정 시간 이상이면 피부 미용 기기(100)의 고정 상태로 판단한다. 피부 미용 기기(100)는 카운트한 시간이 제1 설정 시간을 미만이면 피부 미용 기기(100)의 러빙 상태로 판단한다. 이때, 피부 미용 기기(100)는 피부 미용 기기(100)의 러빙 상태로 판단하면 상술한 S100 단계 내지 S300 단계를 반복하여 수행한다.

피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기가 최소 설정 기울기를 초과하고 최대 설정 기울기 미만이면 러빙 감지 모드로 진입하지 않고 러빙 상태로 판단한다. 이때, 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호의 진폭이 설정 진폭 이상이면 러빙으로 판단할 수도 있다.

러빙 상태로 판단하면(S330; 예), 피부 미용 기기(100)는 S100 단계로 이동하여 피부로 교류 전류를 인가한다.

한편, 피부 미용 기기(100)는 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기가 최대 설정 기울기 이상이면 해당 신호 전압 신호를 노이즈로 판단하여 러빙 감지 모드로 진입하지 않고, 다음 구간의 감지 전압 신호를 선택한다. 이후, 피부 미용 기기(100)는 상술한 S310 단계 내지 S330 단계를 재수행하여 러빙 감지 모드 진입 여부를 재판단한다.

피부 미용 기기(100)가 고정 상태이면(S400; 예), 피부 미용 기기(100)는 피부로 인가되는 교류 전류를 차단한다(S500). 피부 미용 기기(100)는 피부 미용 기기(100)가 고정 상태인 것으로 판단하면 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압의 입력을 차단하여 피부로 교류 전류가 인가되는 것을 차단한다.

교류 전류 차단 후 설정 시간이 경과하면(S600; 예), 피부 미용 기기(100)는 상술한 S100 단계 내지 S500 단계를 반복하여 수행한다.

한편, 피부 미용 기기(100)는 피부에 미세 전류를 인가하여 피부 접촉 여부를 감지한 후 S100 단계를 수행할 수 있다.

즉, 접촉 전극(142)과 피부가 완전이 접촉되지 않은 상태에서 피부 미용 기기(100)에서 교류 전압이 출력되면, 접촉 전극(142)과 피부 사이에 순간적으로 고주파의 교류 전류가 생성되어 스파크가 발생하고, 스파크에 의해 사용자가 따가움을 느낄 수 있다.

이를 방지하기 위해서, 피부 미용 기기(100)는 고주파인 교류 전압의 출력 전에 상대적으로 낮은 전압을 갖는 미세 교류 전압을 피부로 출력하여 접촉 전극(142)과 피부의 접촉 여부를 감지할 수 있다.

일례로, 피부 미용 기기(100)는 접촉 전극(142)를 통해 미세 교류 전압을 출력한다. 한 쌍의 접촉 전극(142)은 사용자의 피부와 폐회로를 구성한다. 한 쌍의 접촉 전극(142) 및 피부 사이에는 폐회로를 통해 교류 전압을 인가할 때보다 상대적으로 낮은 미세 교류 전류가 흐른다.

피부 미용 기기(100)는 미세 교류 전류에 의한 전압 변화를 근거로 접촉 전극(142)과 피부의 접촉 여부를 감지한다. 피부 미용 기기(100)는 미세 전류에 의한 감지 전압이 설정값 이상이면 접촉 전극(142)와 피부의 접촉으로 판단한다. 피부 미용 기기(100)는 접촉 전극(142)이 피부에 접촉된 것으로 판단되면 S100 단계를 수행한다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

100: 피부 미용 기기 110: 제1 입력 모듈
120: 제2 입력 모듈 130: 변압 모듈
140: 전극 모듈 142: 접촉 전극
150: 감지 모듈 160: 제어 모듈

Claims (19)

1. 피부로 교류 전류를 출력하는 적어도 한 쌍의 접촉 전극을 가지는 전극 모듈;
   인가되는 교류 전압을 증폭하여 상기 전극 모듈로 출력하는 변압 모듈;
   상기 변압 모듈의 전류 신호를 감지하고, 상기 전류 신호에서 노이즈가 제거된 정제 전류 신호를 감지 전압 신호로 변환하여 출력하는 감지 모듈; 및
   상기 감지 모듈에서 출력된 감지 전압 신호를 근거로 피부 미용 기기의 상태를 판단하고, 상기 피부 미용 기기의 상태를 근거로 상기 전극 모듈의 전류 출력을 제어하는 제어 모듈을 포함하고,
   상기 제어 모듈은 상기 피부 미용 기기가 고정 상태이면 상기 전극 모듈의 전류 출력을 차단하는 피부 미용 기기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 모듈의 제어에 따라 제1 교류 전압을 상기 변압 모듈로 출력하는 제1 입력 모듈; 및
   상기 제어 모듈의 제어에 따라 제2 교류 전압을 상기 변압 모듈로 출력하는 제2 입력 모듈을 포함하고,
   상기 제1 교류 전압의 파형은 상기 제2 교류 전압의 파형과 180도의 위상차를 갖는 반전 파형인 피부 미용 기기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 변압 모듈은 1차 측을 통해 인가되는 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압을 합산하여 합산 교류 전압을 생성하고, 상기 합산 교류 전압을 설정 전압을 갖는 출력 교류 전압으로 증폭하는 피부 미용 기기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 감지 모듈은,
   상기 변압 모듈의 1차 측에서 감지된 상기 전류 신호에서 설정 주파수 대역 이상의 신호를 필터링하여 상기 정제 전류 신호를 생성하는 피부 미용 기기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어 모듈은 상기 감지 전압 신호를 근거로 러빙 감지 모드 진입 여부를 판단하되,
   상기 감지 전압 신호의 기울기가 최소 설정 기울기 이하이거나, 상기 감지 전압 신호의 진폭이 설정 시간 동안 설정 진폭 미만이면 러빙 감지 모드 진입으로 판단하는 피부 미용 기기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어 모듈은 상기 감지 전압 신호의 기울기가 최소 설정 기울기를 초과하고 최대 설정 기울기 미만이면 러빙 상태로 판단하는 피부 미용 기기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제어 모듈은 상기 감지 전압 신호 중 설정 시간 동안의 기울기가 최대 설정 기울기 이상이면 노이즈로 판단하고, 감지 전압 신호의 다음 구간 기울기를 근거로 러빙 감지 모드 진입 여부를 재판단하는 피부 미용 기기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어 모듈은 러빙 감지 모드 진입으로 판단하면 상기 감지 전압 신호를 근거로 상기 피부 미용 기기의 상태를 판단하되,
   상기 감지 전압 신호의 변동 크기가 설정 크기 이상이면 상기 피부 미용 기기의 러빙 상태로 판단하고,
   상기 감지 전압 신호의 변동 크기가 설정 크기 미만이면 상기 피부 미용 기기의 고정 상태로 판단하는 피부 미용 기기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어 모듈은 상기 전극 모듈의 전류 출력을 차단한 후 설정 시간이 경과하면 전류를 재출력하도록 제어하는 피부 미용 기기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 피부 미용 기기의 고정 상태로 판단하면 상기 변압 모듈로 인가되는 교류 전압을 차단하고, 상기 교류 전압을 차단한 후 설정 시간이 경과하면 상기 변압 모듈로 교류 전압을 인가하는 피부 미용 기기.
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