KR102142514B1 - 비침습 방식의 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비침습 방식의 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치는, 사용자의 피부에 대면하기 위한 복수의 전극을 포함하는 전극부, 지정 전압을 생성하는 전압 생성부, 및 복수의 전극이 대면하는 피부상에 유효성분을 흡수시키기 위하여, 생성한 지정 전압을 복수의 전극으로 인가해 비침습적 방식의 미세채널이 피부에 형성되도록 전압 생성부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

비침습 방식의 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법{Skin Care Apparatus having Non-Invasive Method and Driving Method Thereof}

본 발명은 비침습 방식의 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 사용자의 피부에 대면하는 마이크로 전극으로 복수의 전압을 인가하여 사용자의 피부로 흡수되는 유효성분의 흡수를 극대화하려는 비침습 방식의 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것이다.

피부는 인체에서 가장 큰 장기로 몸무게의 15%나 차지하고 있으며, 총 면적은 1.5 ~ 2.0㎡로 신체 부위, 성별마다 각기 다른 두께를 갖는다. 이러한 피부는 일반적으로 표피, 진피, 피하지방층의 세 개의 층으로 나눌 수 있다. 표피는 10 ~ 20㎛ 두께의 각질층(Stratum Corneum, SC)과 50 ~ 100㎛의 살아있는 표피(Viable Epidermis)로 구성된다. 표피는 피부의 가장 얇으며 가장 바깥쪽에 위치한다. 특히 각질층은 경피의 흡수와 체내 수분 손실로부터 신체를 보호하는 주된 장벽 기능을 한다.

경피 약물 전달(Transdermal Drug Delivery, TDD)이란 필요한 약물을 피부를 통해 전달하는 기법으로 기존의 경구투입이나 피하주사와 대체 가능한 약물 전달 기법이다. 피부를 통해 흡수된 약물은 경구투입으로 약물을 섭취했을 때 발생하는 위장으로 인한 약 분해가 일어나지 않고 약이 목적에 도달하기 전에 약의 농도가 줄어드는 처음통과대사 또한 일어나지 않아 높은 약물 전달 지속성을 갖는다. 또, 비침습적인 방법이기 때문에 침습으로 인한 고통이 없으며 침습적인 방법과 관련된 안전문제 또한 없다는 장점이 있다.

하지만 상용화된 경피 약물 전달 기법은 각질층의 구성요소와 피부의 장벽 기능으로 인해 지용성 약물분자나 저분자의 약물만 전달되어 수용성 약물, 혼합물, 고분자와 같은 약물에 적용하기에 한계가 있다. 이러한 한계를 해결하기 위해 화학적인 강화 또는 이온 도입법, 일렉트로포레이션(Electroporation), 초음파 영동과 같은 기술들이 개발되었지만 단독적으로는 수용성 약물이나 고분자 등의 문제를 동시에 해결할 수 없다. 이외에 마이크로포레이션(Microporation) 기법은 일시적으로 μ단위의 수용성 수송로(Micro-Channel)를 피부에 형성하여 고분자를 포함한 수용성 화합물들의 경피전달에 활용하는 기법이다. 보통 레이저 절개술, 열 절개술이나 마이크로니들(Microneedle)을 통해 이용하기 때문에 침습적인 방법의 한계가 있다.

기존의 기능성 화장품들에는 주름 개선을 위한 올리고뉴클레오티드, 콜라겐 생성을 촉진하는 펩타이드의 고분자 성분과 비타민 C, 미네랄 등의 수용성 성분을 복합하여 만든다. 따라서 피부에 바르는 기능성 화장품에서 실제 그 기능을 하는 주요 유효성분이 흡수되는 정도는 매우 소량일 수밖에 없다.

대한민국 등록특허공보 제1551923호(2015.09.02) 대한민국 등록실용신안공제 제0464559호(2013.01.02)

본 발명의 실시예는 가령 사용자의 피부에 대면하는 마이크로 전극으로 복수의 전압을 인가하여 사용자의 피부로 흡수되는 유효성분의 흡수를 극대화하려는 비침습 방식의 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치는, 사용자의 피부에 대면하기 위한 복수의 전극을 포함하는 전극부, 지정 전압을 생성하는 전압 생성부, 및 상기 복수의 전극이 대면하는 피부상에 유효성분을 흡수시키기 위하여, 상기 생성한 지정 전압을 상기 복수의 전극으로 인가해 비침습적 방식의 미세채널이 상기 피부에 형성되도록 상기 전압 생성부를 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 전극부는, 상기 복수의 전극 각각이 상기 미세채널을 마이크로(μ) 단위로 형성하기 위하여 1mm 이하의 직경을 가질 수 있다.

상기 전압 생성부는, 서로 다른 특성의 복수의 전압을 생성하며, 상기 제어부는, 상기 생성한 복수의 전압이 시간 변화에 따라 번갈아 또는 동시에 출력되도록 상기 전압 생성부를 제어할 수 있다.

상기 전압 생성부는, 플라즈마 생성을 위한 제1 전압, 일렉트로포레이션 동작을 위한 제2 전압 및 RF(Radio Frequency)의 제3 전압 중 둘 이상의 전압을 상기 복수의 전압으로 생성할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 조합하여 동시에 출력하도록 상기 전압 생성부를 제어할 수 있다.

상기 비침습 방식의 피부관리장치는 상기 사용자의 피부 상태를 측정하는 센싱부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 측정한 피부 상태에 관계되는 기준(ref.) 전압을 근거로 상기 지정 전압을 생성하도록 상기 전압 생성부를 제어할 수 있다.

상기 센싱부는, 상기 전극부에 포함 또는 인접하여 형성되거나 상기 피부관리장치의 손잡이 부위에 형성될 수 있다.

상기 센싱부는, 상기 손잡이 부위에 형성되는 경우 패드(pad)의 형태로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치의 구동방법은, 사용자의 피부에 대면하는 복수의 전극을 포함하는 전극부, 전압 생성부 및 제어부를 포함하는 비침습 방식의 피부관리장치의 구동방법으로서, 상기 전압 생성부가, 지정 전압을 생성하는 단계, 및 상기 복수의 전극이 대면하는 피부상에 유효성분을 흡수시키기 위하여, 상기 생성한 지정 전압을 상기 복수의 전극으로 인가해 비침습적 방식의 미세채널이 상기 피부에 형성되도록 상기 전압 생성부를 제어하는 단계를 포함한다.

상기 비침습 방식의 피부관리장치의 구동방법은, 상기 전압 생성부가, 서로 다른 특성의 복수의 전압을 생성하는 단계, 및 상기 제어부가, 상기 생성한 복수의 전압이 시간 변화에 따라 번갈아 또는 동시에 출력되도록 상기 전압 생성부를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부가, 플라즈마 생성을 위한 제1 전압, 일렉트로포레이션 동작을 위한 제2 전압 및 RF의 제3 전압 중 둘 이상의 전압을 상기 복수의 전압으로 생성하도록 상기 전압 생성부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 조합하여 동시에 출력하도록 상기 전압 생성부를 제어할 수 있다.

상기 비침습 방식의 피부관리장치의 구동방법은, 센싱부가, 상기 사용자의 피부 상태를 측정하는 단계를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 측정한 피부 상태에 관련되는 기준 전압을 근거로 상기 지정 전압을 생성하도록 상기 전압 생성부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 기준 전압을 결정할 때 상기 센싱부에 의해 측정된 상기 대면하는 피부 또는 상기 사용자의 손의 피부 상태를 이용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 비침습적인 방법을 통해 피부에 마이크로채널을 형성함으로써 고분자 및 수용성 성분이 피부를 통해 흡수되는 양을 높일 수 있다.

또한, 복합 (파형의) 전압을 적용하는 경우, 마이크로채널이 지속적으로 형성되어 유효성분의 흡수가 지속됨으로써 그 효과가 극대화될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치를 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시한 피부관리장치의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 피부관리장치의 구동메커니즘을 예시한 블록다이어그램,
도 4는 도 1의 피부관리장치에 사용하는 전압의 제1 파형도,
도 5는 도 1의 피부관리장치에 사용하는 전압의 제2 파형도,
도 6은 일렉트로포레이션 전압에 플라즈마가 복합된 도 5의 파형을 다시 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치를 나타내는 도면,
도 8은 도 7에 도시한 피부관리장치의 분해 사시도,
도 9는 도 7에 도시한 피부관리장치의 구동메커니즘을 예시한 블록다이어그램, 그리고
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시한 피부관리장치의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치(이하, 피부관리장치)(90)는 본체 케이스(101, 103, 105), 출력부(110) 및 구동부(구동장치)(도 2의 120)의 일부 또는 전부를 포함하며, 인터페이스부(131, 133, 135, 137)를 더 포함할 수 있다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 인터페이스부(131, 133, 135, 137)를 구성하는 일부 구성요소가 생략되어 구성되거나, 일부 구성요소가 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

본체 케이스(101, 103, 105)는 피부관리장치(90)의 상측을 덮는 제1 커버(101)와 하측을 덮는 제2 커버(103)를 포함하며, 여기서 제2 커버(103)에는 제3 커버(105)가 결합된다. 제1 커버(101)와 제2 커버(103)는 연결부(미도시)에 의해 서로 결합되며, 결합된 그 내부에는 구동부(120)가 구비된다. 제3 커버(105)는 제2 커버(103)에 결합되면서 외부로 노출되는 연결부는 구동부(120)를 구성하는 기판(예: PCB)의 고정부에 결합될 수 있다. 또한, 본체 케이스(101, 103, 105)에는 피부 관리시 플라즈마 등을 출력하기 위한 출력부(110)가 결합된다.

출력부(110)는 구동부(120)로부터 전압, 가령 서로 다른 특성을 갖는 복수의 전압을 제공받는 전극부(211), 전극부(211)를 상측에서 보호하는 절연부(213), 그리고 전극부(211)와 절연부(213)를 수용하는 수용부인 홀더(215)를 포함한다. 전극부(211)는 1mm 이하의 직경을 갖는 미세전극으로 이루어진 전극판을 포함한다. 전극판은 서스(SUS) 또는 에이비에스(ABS) 재질에 크롬 3가 또는 티나늄 등의 인체에 무해한 금속을 이용해 도금하여 사용한다. 절연부(213)는 ABS 또는 아세탈을 이용하여 가공한다. 홀더(215)에 수용된 전극부(211)는 전극에 인가된 전압의 유형에 따라 사용자의 피부로 플라즈마를 출력하거나 피부에 유효성분의 흡수를 위한 통로를 형성하기 위한 일렉트로포레이션 전압을 출력하거나 혹은 지정된 레벨의 RF(Radio Frequency) 전압을 출력할 수 있다. 이후에 설명하겠지만, 본 발명의 실시예에 따른 출력부(110)는 플라즈마, RF 및 일렉트로포레이션(HV/LV)의 순으로 번갈아 가며 또는 둘 이상의 전압이 조합되어 동시에 출력되는 구간을 갖도록 동작하는 것이 바람직하지만, 이에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

구동부(120)는 본 발명의 제1 실시예에 따라 기판상에 제어부와 전압 생성부를 구성할 수 있다. 제어부는 가령 CPU와 같은 칩(chip)과 그의 주변 회로를 포함할 수 있으며, 이를 통해 피부관리장치(90)의 전반적인 제어동작을 담당한다. 전압 생성부는 출력부(110)를 구성하는 전극부(211)로 다양한 유형의 전압을 출력하기 위한, 더 정확히 말해 복수의 서로 다른 유형의 전압을 번갈아 혹은 동시에 출력하기 위한 제1 내지 제3 전압생성부를 포함할 수 있다. 제1 전압생성부는 플라즈마를 사용자의 피부로 출력시키기 위한 고전압 생성부라면, 제2 전압생성부는 하이(H)와 로우(L) 레벨의 일렉트로포레이션 전압의 출력이 가능한 전압부에 해당하며, 제3 전압생성부는, RF의 100 ~ 300V 전압을 생성하여 출력하는 전압부일 수 있다.

구동부(120)는 지정된 설계 방식에 따라 전압 생성부를 제어하게 된다. 본 발명의 제1 실시예에 따라 가령 구동부(120)는 제3 커버(105)의 일측, 다시 말해 사용자가 피부관리장치(90)를 움켜쥐는 부위, 즉 손잡이 부위에 형성된 센싱부(예: 패드)를 통해 사용자의 피부 상태를 먼저 측정해 볼 수 있다. 물론 그러한 센싱부의 동작은 사용자의 그립(grip)이 감지되면 바로 측정이 이루어질 수 있다. 이와 같이 센싱부를 통해 피부 상태가 측정되면 구동부(120)는 측정된 피부 상태를 근거로 기준 전압을 설정하고 설정한 기준 전압을 이용하여 제1 내지 제3 전압을 생성하거나 생성된 전압을 조정할 수 있다. 다시 말해, 사람들마다 피부의 상태는 다를 수 있다. 일례로 수용성이냐 지용성 피부이냐에 따라 사용자들에게 적절한 피부 관리가 이루어져야 하기 때문이다. 이러한 측면에서 볼 때 출력부(110)를 통해 출력되는 전압의 특성은 사용자마다 다를 수 있다. 다시 말해, 동작 형태는 유사하지만 주파수 등의 미세한 조정은 서로 다를 수 있다. 물론 복수의 전압이 인가되는 순서 또한 사용자마다 다를 수 있으므로 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않는다.

이와 같이 구동부(120)는 초기 동작시에 센싱부를 통해 측정된 측정값을 근거로 전극부(211)로 플라즈마, RF, 일렉트로포레이션이 복합된 (파형의) 전압을 인가하게 된다. 물론 이러한 전압의 인가 형태나 출력 전압의 순서는 얼마든지 변경될 수 있을 것이다. 이는 어디까지나 실험 데이터에 근거하여 결정될 수 있을 뿐 아니라, 가령 피부과에서 진단 결과를 반영하여 설정되거나, 나아가서는 내부적으로 프로그램을 구비하여 학습에 의해, 나아가 딥러닝에 의해 사용자마다 적절한 전압 인가 형태나 출력 전압의 순서를 찾아가는 것도 얼마든지 가능할 수 있다.

인터페이스부(131, 133, 135, 137)는 피부관리장치(90)의 온/오프 동작을 제어할 수 있는 전원버튼(START/STOP) 등의 제1 버튼(131), 출력부(110)의 동작을 제어할 수 있는 조절버튼 등의 제2 버튼(133), USB 방식의 충전기를 연결하여 가령 구동부(120)를 구성하는 전원공급부(예: 배터리 등)에 전원을 공급하기 위한 포트(port, 135) 및 사용자의 피부상태나 피부관리장치(90)의 동작 상태 등을 표시해주는 상태출력부(137)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 버튼(133)은 출력부(110)의 동작 모드, 가령 플라즈마나 전압의 출력 모드를 조절하기 위한 버튼일 수 있다.

도 3은 도 1의 피부관리장치의 구동메커니즘을 예시한 블록다이어그램이고, 도 4는 도 1의 피부관리장치에 사용하는 전압의 제1 파형도이며, 도 5는 도 1의 피부관리장치에 사용하는 전압의 제2 파형도, 그리고 도 6은 일렉트로포레이션 전압에 플라즈마가 복합된 도 5의 파형을 다시 나타내는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 피부관리장치(90')는 제어부(300), 전압 생성부(310), 인터페이스부(320) 및 전극부(330)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서 "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 앞서서의 의미와 동일하다. 또한, 도 3의 피부관리장치(90')는 도 1과 비교해 볼 때 구성요소의 일부가 변경될 수 있는 것을 가정하고 있다. 예컨대, 전극부(330)를 구성하는 전극의 형상이나 구조는 달라질 수 있는 것이며, 또한 전압 생성부(310)를 구성하는 회로도도 얼마든지 달라질 수 있을 것이다. 이러한 의미에서 어포스토로피(')로 표시하였다.

제어부(300)는 피부관리장치(90')를 구성하는 구성 요소들의 전반적인 동작을 제어한다. 예컨대, 제어부(300)는 인터페이스부(320)를 통해 사용자 요청이 있으면, 가령 전원 온(ON) 신호가 입력되면 센싱부(미도시, 예: 패드)를 통해 사용자의 피부 상태를 측정하여 측정값을 전압 생성부(310)의 전압을 생성하기 위한 기준 전압으로 이용할 수 있다. 또는, 전극부(330)를 통해 접촉된 피부의 상태를 전극부(330)로부터 제공받아 이를 기준 전압으로 활용할 수도 있다. 이는 이후에 도 7 및 도 8을 참조하여 더 설명하기로 한다.

제어부(300)는 기준 전압을 근거로, 물론 기준 전압의 설정 과정은 없을 수 있지만, 전압 생성부(310)에서 출력되는 전압의 다양한 형태를 조절할 수 있다. 제어부(300)는 가령 기설정된 방식에 따라 플라즈마 출력을 위한 전압(혹은 제1 전압) 출력, RF의 전압(혹은 제3 전압) 출력 및 일렉트로포레이션을 위한 전압(혹은 제2 전압) 출력의 순으로 번갈아 가며 전압을 출력할 수 있다. 이때 기준 전압에 따라 주파수와 같은 미세한 조절이 있을 수 있다. 가령, 건성과 지성의 피부에서 건성은 주파수를 낮추는 게 바람직할 것이다. 이외에도 제어부(300)는 복합 전압을 다양한 형태로 출력할 수 있기 때문에 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

도 4 및 도 5는 제어부(300)의 제어에 따라 전압 생성부(310)에서 생성되어 전극부(330)에 인가되는 전압의 파형을 나타내고 있다. 도 4는 제1 형태의 복합 파형을 보여주고 있고, 도 5는 제2 형태의 복합 파형의 형태를 보여주고 있다. 복합 파형은 도 4에서와 같이 플라즈마, RF, 일렉트로포레이션(HV(High Voltage)/LV(Low Voltage)이 동시에 출력되는 일렉트로포레이션 (파형의) 전압)의 순서로 위의 순서 한번이 하나의 혹은 하나의 세트(set) 파형일 때 이러한 파형이 주기적으로 반복되어 출력될 수 있다.

파형의 범위는 플라즈마의 경우 전압은 500 ~ 2000V, 주파수는 20 ~ 200㎑, 전력은 0.5 ~ 2W의 범위를 가질 수 있다. RF의 경우 100 ~ 300V의 전압, 100k ~ 1㎒의 주파수, 3 ~ 10W의 전력의 범위를 가지며, 고전압(HV)과 저전압(LV)을 동시에 출력하는 일렉트로포레이션은 30 ~ 100V의 전압, 2 ~ 40㎑의 주파수, 0.1 ~ 0.3W의 전력 범위를 가질 수 있다.

고전압과 저전압을 동시에 출력하는 파형의 경우 도 4에서와 같은 파형이 아닌 도 5에서와 같은 파형같이 일렉트로포레이션에 플라즈마가 복합된 모양의 파형을 가질 수도 있다. 이는 도 6에 자세히 나타내고 있다. 물론 위의 세가지 파형의 순서는 얼마든지 변경될 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

상기한 바와 같이, 전극부(330)의 (복수의) 전극에 전압이 인가되면 전극들 사이로의 전류의 흐름에 의한 즉각적인 반응으로 피부에 마이크로채널이 형성된다. 전극들 간의 간격은 약 50㎛ ~ 500㎛의 범위를 갖는다. 이때 약 100㎛일 경우가 가장 바람직하고 이상적이다. 피부에 인가되는 전압의 범위는 약 30 ~ 2000V의 범위를 가져야 하고, 피부에 인가될 때 조직 손상을 최소화하는 전압의 크기는 100V이므로 이에 따라 피부 미용기 즉 피부관리장치(90')의 복합 파형 구성을 변경할 수 있다. 또, 이를 적용하여 복합 파형을 구성하는 각 파형들의 순서를 바꿔 마이크로채널을 형성하고 지속시키거나 형성 후 흡수를 더욱 촉진할 수 있는 전압을 인가하는 등의 부가적인 기능을 유도해 낼 수 있다.

마이크로채널이 형성되어 있는 시간에 따라 유효 성분의 전달 효율이 달라진다. 예를 들어 마이크로채널이 짧게 열려있게 되면 유효 성분의 양을 증가시켜 짧은 시간 안에 많은 양을 투입해야 하며, 마이크로채널이 길게 열려있으면 유효성분의 양을 적당량 전달시켜 빠르게 내부로 전달해준다. 이렇듯 마이크로채널이 형성되어 있는 시간에 따라 제공해줘야 하는 유효성분의 양 가령 화장품의 양이 달라지기 때문에 전극부(330)로부터 피부 상태를 피드백 받아 그 양을 LCD 또는 LED와 같은 인터페이스부(320)를 통해 제공해 주어 양에 대한 정보를 제공할 수 있다.

마이크로채널은 일시적으로 생기는 μ 단위의 피부 수송로이다. 고주파와 전류가 피부의 상단에 전달되면 전극 근처에서 노출된 피부세포의 내부에서 이온 진동이 유발되고, 진동으로 인한 국소적인 열감의 발생으로 열에 대한 손상 및 깊은 피부층의 손상 없이 피부에 작은 크기의 마이크로채널의 배열이 생성되게 된다.

이때 발생하는 마이크로채널은 표피 중 각질층 가까이에 존재하기 때문에 혈관이나 신경이 존재하지 않아 인체에 안전하며, 형성 직후 친수성의 성질 때문에 세포 간질액(세포 외액)으로 채워지게 된다. 즉, 각질층에 존재하면서 피부 내부 층으로 연결되는 수용성 수송로의 역할을 하게 되며, 고분자도 삼투 가능할 수 있기 때문에 화장품을 구성하는 성분들을 보다 더 많이 흡수할 수 있게 된다.

피부에 형성된 마이크로채널은 시간이 지남에 따라 적어도 3일 안에는 피부의 재생 능력으로 인해 완전히 사라지게 된다. (일반적으로 하루면 80% 이상이 회복되어 사라져 버린다.) 즉, 피부의 보호기능이 사라지지 않고 일정 시간이 지나면 피부 장벽이 다시 원상복귀 할 수 있기 때문에 인체에 해롭지 않으며 마이크로채널의 형성 직후부터 피부가 회복되기 시작할 정도의 약한 자극이기 때문에 사용함에 있어 위험성이 낮으며 일시적인 속성이 있음을 알 수 있다.

또, 빠르게 피부에 흡수하지 않고 오랜 시간 천천히 전달하기 위해서는 전달하고자 하는 유효성분의 수분 함유량을 높게 하는 등의 방법을 이용하고, 이에 따라 제어부(MCU)(300)에서 전극(의 전압) 출력을 제어하게 되면 긴 시간동안 일정량을 지속적으로 전달하게 할 수 있다.

이와 같은 방법은 피부를 통해 유효성분을 흡수하게 한 후에도 마이크로채널이 수용성 성분들을 흡수하게 하였기 때문에 피부 각질층에 유효성분의 잔여량이 축적되지 않게 한다. 일반적으로 피부의 지용성 조직으로 인해 피부로 흡수되지 않은 수용성 유효성분의 잔여량이 피부의 각질층에 축적되어 이후 유효성분 흡수시 흡수율을 떨어뜨리게 되는 것을 해결할 수 있는 것이다.

상기한 내용 이외에, 기타 본 발명의 다른 실시예에 따른 피부관리장치(90')의 제어부(300), 전압 생성부(310), 인터페이스부(320) 및 전극부(330)와 관련한 내용은 도 1의 피부관리장치(90)와 크게 다르지 않으므로 그 내용들로 대신한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치를 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 피부관리장치의 분해 사시도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치(690)(이하, 제2 피부관리장치)는 본체 케이스(701, 703), 출력부(710) 및 구동부(구동장치)(도 8의 720)의 일부 또는 전부를 포함하며, 인터페이스부(731, 733, 735, 737)를 더 포함할 수 있다. 여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 앞서서의 의미와 동일하다.

도 7 및 도 8의 제2 피부관리장치(690)는 도 1 및 도 2의 피부관리장치(90)와 비교해 볼 때, 제2 커버(703) 및 출력부(710)의 구조가 피부관리장치(90)의 제2 커버(103) 및 출력부(110)의 구조와 상이하다. 다시 말해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 피부관리장치(690)는 제2 커버(703)(의 센싱부)가 아니라 제2 전극부(817)를 통해 출력부(710)가 사용자의 피부와 대면할 때 사용자의 피부 상태를 측정하게 된다. 이와 같이 제2 피부관리장치(690)는 자극 부위의 주변 피부를 기준으로 잡은 후 복합 파형의 복합 전압을 생성하여 제1 전극부(813)로 인가함으로써 플라즈마 등이 사용자의 피부 즉 자극 부위에 인가되도록 한다.

좀더 살펴보면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 출력부(710)는 베이스플레이트(811), 제1 전극부(813), 절연부(815) 및 제2 전극부(817)의 일부 또는 전부를 포함한다. 도 8에서와 같이, 베이스플레이트(811)는 본체 케이스(701, 703)에 고정 결합되며, 제1 전극부(813)와 절연부(815)는 베이스플레이트(811)에 각각 나사 결합될 수 있다. 또한, 제2 전극부(817)는 결합 부위가 폴리 재질로 형성되어 베이스플레이트(811)의 4면 가장자리의 오목한 부분에 체결될 수 있다. 다시 말해, 폴리재질의 신축성을 이용하여 체결 및 탈착이 이루어진다고 볼 수 있다.

상기한 내용들을 제외하면, 도 7 및 도 8의 제2 피부관리장치(690)와 관련한 자세한 내용은 도 1 및 도 2의 피부관리장치(90)와 크게 다르지 않으므로, 그 내용들로 대신하고자 한다.

도 9는 도 7에 도시한 피부관리장치의 구동메커니즘을 예시한 블록다이어그램이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피부관리장치(690')는 제어부(900), 전압 생성부(910), 출력부(920) 및 상태출력부(930)의 일부 또는 전부를 포함하며, 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.

물론 상태출력부(930)는 인터페이스부에 포함될 수 있으며, 여기서 "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 앞서서의 의미와 동일하다.

도 9의 피부관리장치(690')의 구동메커니즘은 반드시 도 7에만 적용될 필요는 없으며, 도 1 내지 도 3의 본 발명의 제1 실시예에 따른 피부관리장치(90, 90')에 적용되어도 무관하다. 반대로, 도 3의 구동메커니즘은 도 7 및 도 8의 피부관리장치(690)에 적용되어도 무관하다. 다만, 공통적으로 RF 전압을 생성함에 있어서는 110V나 220V의 상용전원을 이용하여 해당 전압을 RF 전압으로 이용하거나 그 상용전원을 이용해 원하는 RF 전압을 생성할 수 있을 뿐 아니라, 내부의 배터리에 저장된 전압을 이용하여 별도의 전압 생성부를 통해 RF 전압을 생성하고 제어부(900)에서 이를 제어할 수도 있으므로, 설명의 편의상 생략하도록 한다.

도 9를 참조하여 전압 생성부(910)에 대하여 좀더 살펴보면, 전압 생성부(910)는 플라즈마를 생성하기 위한 제1 전압생성부(911)와 일렉트로포레이션 전압을 생성하기 위한 제2 전압생성부(913)를 포함한다. 물론 RF 전압을 생성하기 위한 제3 전압생성부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제1 전압생성부(911)는 구동드라이버(예: FET Driver)와 변압기를 포함하며, 전압을 안정적으로 변압기에 제공하기 위한 안정부를 더 포함할 수 있다. 구동드라이버의 제어에 따라 변압기의 1차측에 전압이 제공되면 2차측에 전류가 유도되어 그에 따른 고전압이 형성된다. 이러한 고전압의 크기는 1차측 코일과 2차측 코일의 권선수에 비례하며, 본 발명의 실시예에 따라 고전압은 500 ~ 2000V의 범위에서 형성되도록 권선비가 결정된다. 또한, 1차측 코일과 2차측 코일은 유전체에 의해 절연이 되므로, 고전압이 생성되는 과정에서 2차측 코일에 고전압에 의한 플라즈마가 발생하게 되고, 그 발생한 플라즈마는 전극부가 있는 출력부(920)를 통해 사용자의 피부로 전달되게 된다. 안정부는 1차측 코일의 양측에 각각 직렬로 연결되는 커패시터와 저항으로 구성될 수 있다.

또한, 제2 전압생성부(913)는 스위칭부(913a)와 펄스생성기(913b)를 포함할 수 있다. 스위칭부(913a)는 고전압을 전달하는 관계로 고압릴레이가 바람직하다. 스위칭부(913a)를 구성하는 고압릴레이는 제어부(900)에 의해 제어되어 펄스생성기(913b)에서 생성된 양(+)극성 및 음(-)극성의 펄스 전압을 번갈아 출력부(920)를 통해 사용자의 피부로 출력되도록 한다. 정확히 말해서, 출력된 전압은 제1 출력부(915)로 출력되고, 제1 출력부(915)에 전기적으로 연결되는 제2 출력부(920) 즉 전극이 형성되어 있는 제2 출력부(920)를 통해 사용자의 피부로 지정된 전압이 출력되게 된다.

제어부(900)는 사용자의 피부 상태를 측정하기 위한 제2 전극이 형성되어 있는 제2 출력부(920)에 의해 센싱된 측정값을 제공받아(예: Port C) 이를 디지털 변환하여(예: ADC 변환) 그 변환된 디지털 정보를 통해 사용자의 피부 상태를 감지할 수 있다. 가령, 4비트 정보 "1111"이 가장 건조한 상태라면 "0000"은 가장 건조하지 않은 상태일 수 있다. 따라서, 제어부(900)는 측정값을 디지털 변환하여 얻은 비트정보를 기설정(저장)된 값(예: 비트정보)과 비교하는 방식으로 피부의 상태를 감지할 수 있을 것이다. 이 과정에서 룩업테이블(LUT)이 사용될 수도 있다.

그리고, 제어부(900)는 피부 상태의 측정이 완료되면 해당 피부 상태를 근거로 제1 전압생성부(911)와 제2 전압생성부(913)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 구동드라이버의 구동 주파수를 제어하거나 펄스생성기(913b)의 구동 주파수를 조절하여 사용자의 피부 상태에 적합한 구동 주파수, 또는 그러한 상태의 전압이 출력되도록 전압의 특성을 변경할 수 있다. 이의 과정에서 가령 제어부(900)는 그러한 피부 상태에 맞는 유효성분의 투여량, 세기 조절 등의 현 유효성분의 흡수 상태 및 방향을 상태출력부(930)에 제공해 줄 수 있을 것이다.

출력부(920)는 제2 출력부라 명명될 수 있다. 제2 출력부는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 도 8의 출력부(710)를 의미할 수 있다. 제1 전극은 복합 전압이 출력되는 전극이고, 제2 전극은 사용자의 피부 상태를 측정하기 위한 사용되는 전극이 될 수 있다. 따라서, 제1 전극은 복수의 전극으로 구성되며, 본 발명의 실시예에 따라 마이크로 단위로 형성되는 것이 바람직하다.

상태출력부(930)는 피부관리장치(690')의 동작 상태에 대한 정보를 사용자에게 제공하기 위해 사용된다. 단순하게는 배터리의 충전상태나 전원의 온/오프 상태를 표시해 줄 수 있지만, 위에서 언급한 바와 같이 특정 기능으로 동작 중일 때에는 유효성분의 투여량 등과 관련한 다양한 정보를 사용자에게 제공해 줄 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 상태출력부(930)는 LED와 같은 발광소자를 통해 다양한 정보를 사용자에게 알릴 수 있지만, 음성출력 등이나 문자메시지의 형태 등 다양한 형태로 정보를 제공할 수 있으므로, 어느 하나에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

상기한 내용들을 제외하면, 본 발명의 다른 구동 메커니즘을 갖는 피부관리장치(690')와 관련한 자세한 내용은 도 1 내지 도 3의 피부관리장치(90, 90')와 크게 다르지 않으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 비침습 방식의 피부관리장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.

설명의 편의상 도 10을 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치(90)는 지정 전압을 생성한다(S1000). 여기서 "지정 전압을 생성한다"는 것은 하나의 전압을 생성하여 특성을 변경하여 서로 다른 특성의 전압을 이용하는 것을 의미할 수 있고, 서로 다른 전압을 각각 생성하는 것을 의미할 수 있다. 이는 어디까지나 제조비용 등의 여러 요인을 고려하여 설계되는 것이므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

또한, 피부관리장치(90)는 사용자의 피부에 유효성분을 흡수시키기 위하여, 생성된 지정 전압을 전극부의 복수의 전극에 인가하여 비침습적 방식의 미세채널을 피부에 형성한다(S1010). 이에 따라 자극 부위의 피부상에 미세채널이 형성되어 유효성분이 피부 내로 수월하게 흡수되게 된다. 가령, 고분자도 삼투가 가능하기 때문에 화장품 등을 구성하는 성분들이 보다 더 많이 흡수될 수 있고, 수용성 성분들이 잘 흡수되어 피부 각질층에 유효성분의 잔여량이 남지 않게 된다.

나아가, 피부관리장치(90)는 플라즈마 상태의 전압, RF 전압 및 일렉트로포레이션 전압이 조합된 복합 전압을 활용함으로써 피부 관리의 효과를 극대화하게 된다. 예컨대, 복합 전압이 번갈아 또는 동시에 전극으로 인가되도록 할 수 있다. 가령 본 발명의 실시예에 따라 피부관리장치(90)는 그 효과를 극대화하기 위하여 복합 전압을 순차적으로 인가하되, 순환(cycle)하여 인가한다. 다시 말해, 제1 전압, 제2 전압 및 제3 전압의 순으로 인가하되, 이의 주기가 끝나면 다시 제1 내지 제3 전압을 반복하여 제공한다. 다만, 피부관리장치(90)는 관리 중에 피부의 상태가 양호해지거나 하는 경우에는 전압의 인가 형태를 얼마든지 변경할 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 위의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

한편, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.

여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

101 ~ 105, 701 ~ 703: 본체 케이스 110, 710, 920: (제2) 출력부
120, 720: 구동부 131 ~ 137, 320, 731 ~ 737: 인터페이스부
137, 930: 상태출력부 300, 900: 제어부
310, 910: 전압 생성부 211, 330: 전극부
911: 제1 전압생성부 913: 제2 전압생성부

Claims (14)

1. 사용자의 피부에 대면하기 위한 복수의 전극을 포함하는 전극부;
   지정 전압을 생성하는 전압 생성부; 및
   상기 복수의 전극이 대면하는 피부상에 유효성분을 흡수시키기 위하여, 상기 생성한 지정 전압을 상기 복수의 전극으로 인가해 비침습적 방식의 미세채널이 상기 피부에 형성되도록 상기 전압 생성부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 전압 생성부는, 플라즈마 생성을 위한 제1 전압, 일렉트로포레이션 동작을 위한 제2 전압 및 RF(Radio Frequency)의 제3 전압 중 둘 이상의 전압을 상기 복수의 전압으로 생성하며,
   상기 제어부는, 상기 생성한 복수의 전압이 시간 변화에 따라 번갈아 또는 동시에 출력되도록 상기 전압 생성부를 제어하는 비침습 방식의 피부관리장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극부는, 상기 복수의 전극 각각이 상기 미세채널을 마이크로(μ) 단위로 형성하기 위하여 1mm 이하의 직경을 갖는 비침습 방식의 피부관리장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 조합하여 동시에 출력하도록 상기 전압 생성부를 제어하는 비침습 방식의 피부관리장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 사용자의 피부 상태를 측정하는 센싱부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 측정한 피부 상태에 관계되는 기준(ref.) 전압을 근거로 상기 지정 전압을 생성하도록 상기 전압 생성부를 제어하는 비침습 방식의 피부관리장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 센싱부는, 상기 전극부에 포함 또는 인접하여 형성되거나 상기 피부관리장치의 손잡이 부위에 형성되는 비침습 방식의 피부관리장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 센싱부는, 상기 손잡이 부위에 형성되는 경우 패드(pad)의 형태로 구성되는 비침습 방식의 피부관리장치.
9. 사용자의 피부에 대면하는 복수의 전극을 포함하는 전극부, 전압 생성부 및 제어부를 포함하는 비침습 방식의 피부관리장치의 구동방법으로서,
   상기 전압 생성부가, 지정 전압을 생성하는 단계; 및
   상기 복수의 전극이 대면하는 피부상에 유효성분을 흡수시키기 위하여, 상기 생성한 지정 전압을 상기 복수의 전극으로 인가해 비침습적 방식의 미세채널이 상기 피부에 형성되도록 상기 전압 생성부를 제어하는 단계;를 포함하며,
   상기 제어부가, 플라즈마 생성을 위한 제1 전압, 일렉트로포레이션 동작을 위한 제2 전압 및 RF의 제3 전압 중 둘 이상의 전압을 상기 복수의 전압으로 생성하도록 상기 전압 생성부를 제어하는 단계; 및
   상기 제어부가, 상기 생성한 복수의 전압이 시간 변화에 따라 번갈아 또는 동시에 출력되도록 상기 전압 생성부를 제어하는 단계;를
   더 포함하는 비침습 방식의 피부관리장치의 구동방법.
10. 삭제
11. 삭제
12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 조합하여 동시에 출력하도록 상기 전압 생성부를 제어하는 비침습 방식의 피부관리장치의 구동방법.
13. 제9항에 있어서,
    센싱부가, 상기 사용자의 피부 상태를 측정하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 측정한 피부 상태에 관련되는 기준 전압을 근거로 상기 지정 전압을 생성하도록 상기 전압 생성부를 제어하는 비침습 방식의 피부관리장치의 구동방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기준 전압을 결정할 때 상기 센싱부에 의해 측정된 상기 대면하는 피부 또는 상기 사용자의 손의 피부 상태를 이용하는 비침습 방식의 피부관리장치의 구동방법.

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