KR102420176B1 - 다중 주파수의 초음파를 발생시키는 초음파 발진 프로브 - Google Patents

다중 주파수의 초음파를 발생시키는 초음파 발진 프로브 Download PDF

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Abstract

동시에 서로 다른 주파수의 초음파들을 발생시킬 수 있는 초음파 발진 프로브가 개시된다. 금속 혼의 저면에 원판형의 제1 압전 트랜스듀서가 배치되고, 또한, 제1 압전 트랜스듀서를 둘러싸도록 링 형상의 제2 압전 트랜스듀서가 배치된다. 2 종류의 압전 트랜스듀서들은 서로 다른 제1차 공진 주파수를 가진다.

Description

다중 주파수의 초음파를 발생시키는 초음파 발진 프로브{Ultrasonic Oscillation Probe of generating Multi-frequency Ultrasonic}
본 발명은 초음파 발진 프로브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 주파수를 가진 초음파를 피부 조직에 균일하게 전달할 수 있는 초음파 발진 프로브에 관한 것이다.
초음파를 이용하는 기술은 의료, 산업 및 환경 처리 분야에 널리 사용된다. 특히, 미용에 대한 대중의 관심이 증가하면서 피부 노화 방지, 주름 개선 또는 피부의 탄력 유지와 관련된 제품의 수요는 증가하고 있다. 미용 관련 제품으로는 화장품, 식품 및 피부 관리 기기가 있다.
특히, 초음파를 이용한 피부 관리 기기에 대한 수요가 증가하는데, 이는 초음파의 조사를 통해 진피층의 콜라겐을 생성하여 주름을 개선하는 효과가 탁월하기 때문이다. 주름 부위에 조사된 초음파는 주름의 근본 원인인 피부 근막층(superficial muscular aponeurotic system, SMAS)에 열을 전달하며, 전달된 열에 의해 피부 조직은 수축 또는 응고되어 주름은 개선된다.
피부 관리 기기는 진피층에 초음파를 전달하기 위해 시술되는 특정 부위에만 초음파를 집속시킬 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수를 가지는 2 종류의 초음파들을 순차 또는 교번적으로 발생시키는 프로브를 통해 피부 내부로 초음파를 고르게 침투시킬 수 있다. 2 종류의 초음파들을 발생시키는 프로브는 피부 찰과상 치료 또는 피부 미용 분야에 사용된다.
도 1은 종래의 초음파 발진 프로브를 나타내는 이미지이다.
도 1을 참조하면, 종래의 초음파 발진 프로브(100)는 금속 혼(110)과 압전 트랜스듀서(120)를 가진다. 압전 트랜스듀서(120)는 압전 세라믹으로 구성되며, 평판형의 형상을 가진다. 특히, 압전 세라믹의 전면과 배면은 금속물인 전극층들이 형성된다.
압전 세라믹이 가지는 고유 진동수와 동일 또는 유사한 주파수를 가지는 교류 전압이 인가되면, 압전 트랜스듀서(120)는 공진을 통해 초음파를 발생시킨다. 또한, 고유 진동수는 압전 세라믹의 조성 및 두께 등에 의해 결정되며, 제1차 공진 모드를 형성한다. 이외, 압전 세라믹의 고유 진동수의 배수 등의 주파수가 인가되면, 압전 트랜스듀서(120)는 제2차 공진 모드를 가진다. 예컨대, 압전 트랜스듀서(120)가 1 MHz에서 제1차 공진 모드를 가지면, 약 3 MHz에서 제2차 공진 모드를 가질 수 있다. 또한, 압전 트랜스듀서(120)가 3 MHz에서 제1차 공진 모드를 가지면, 9~10 MHz에서 제2차 공진 모드를 가진다. 제1차 공진 모드를 일으키는 주파수를 제1차 공진 주파수라 하고, 제2차 공진 모드를 일으키는 주파수를 제2차 공진 주파수라 지칭한다.
만일, 초음파 발진 프로브(100)가 서로 다른 주파수를 가진 초음파를 피부에 조사하고자 한다면, 일정 시간 동안 제1차 공진 모드에서 압전 트랜스듀서(120)가 진동 동작을 수행한 후, 다른 주파수를 인가하여 제2차 공진 모드에서 압전 트랜스듀서(120)를 동작하여야 한다. 즉, 초음파 발진 프로브(100)에서는 서로 다른 주파수를 가진 초음파들이 동시에 발생되지는 않는다.
초음파 발진 프로브(100)의 사용자는 피부 상태에 따라 제1차 공진 모드만 사용하는 것이 아니라 다양한 공진 모드를 사용하고자 한다. 특히, 서로 다른 주파수를 가진 복수개의 초음파들을 동시에 피부에 조사하여 다양한 효과를 얻고자 한다. 그러나, 압전 트랜스듀서(120)를 구성하는 핵심 소재인 압전 세라믹이 가지는 고유의 특성으로 인해 동시에 2 종류의 초음파를 발생시키는 것은 불가능하다.
또한, 높은 주파수를 가지는 제n(n은 2 이상의 자연수)차 공진 모드를 사용하는 경우, 압전 트랜스듀서(120)에 높은 주파수가 인가되어야 하나, 압전 트랜스듀서(120)는 주파수에 따라 임피던스 값이 달라지며, 이때 구동회로의 임피던스 값과의 차이가 커질수록 발생되는 초음파의 세기는 작아지며, 원하는 출력을 얻을 수 없다는 문제가 발생된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 동시에 2 종류의 초음파 신호들을 발생시킬 수 있으며, 높은 강도를 유지할 수 있는 초음파 발진 프로브를 제공하는데 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 초음파를 피부에 전달하기 위한 금속 혼; 및 상기 금속 혼의 저면 상에 전도성 접착제를 통해 부착되고, 동시에 서로 다른 주파수를 가진 초음파를 발생하기 위한 압전 진동부를 포함하는 초음파 발진 프로브를 제공한다.
상술한 본 발명에 따르면, 초음파 발진 프로브는 동시에 2개의 주파수를 가진 초음파들을 피부에 조사할 수 있다. 금속 혼의 저면 상에 배치된 제1 압전 트랜스듀서 및 제2 압전 트랜스듀서는 서로 다른 주파수의 초음파를 형성하고, 금속 혼의 저면을 통해 피부로 초음파를 전달할 수 있다. 특히, 각각의 압전 트랜스듀서는 제1차 공진 모드 또는 제2차 공진 모드에서 진동 동작을 수행한다. 따라서, 4가지의 서로 다른 초음파 출력이 형성될 수 있다.
특히, 압전 트랜스듀서는 제1차 공진 모드 및 제2차 공진 모드만을 사용하므로 압전 트랜스듀서에서 생성되는 초음파는 높은 출력을 얻을 수 있으며, 효과적인 시술이 수행에 용이하고, 시술 시간도 단축될 수 있다.
도 1은 종래의 초음파 발진 프로브를 나타내는 이미지이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 발진 프로브를 상부에서 촬영한 이미지이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전 트랜스듀서들의 이미지이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 압전 트랜스듀서의 공진 모드를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 초음파 발진 프로브의 두께에 따른 공진 모드의 변위량을 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 혼을 나타내는 이미지이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 혼을 나타낸 다른 이미지이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 발진 프로브의 상세 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 발진 프로브를 상부에서 촬영한 이미지 및 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 초음파 발진 프로브(200)는 금속 혼(210) 및 압전 진동부(220)를 가진다.
금속 혼(210)은 대략 원통형의 외형을 가지며, U 자 형의 단면 형상을 가진다. 금속 혼(210)의 하부 저면은 피부와 접촉되거나 환부에 초음파를 전달하는 매체가 된다. 또한, 상부의 개구 측면에는 체결부(215)가 구비된다. 상기 체결부(215)는 초음파 발진 프로브(200)가 전원 또는 교류 전압을 공급하는 기기와 탈착이 수행되도록 한다. 예컨대, 체결부(215)로는 나사산의 형태가 가능할 수 있으며, 교류 전압 등이 공급되는 기기와 용이하게 탈착될 수 있는 구성이라면 여하한 구성이라도 가능할 것이다.
압전 진동부(220)는 금속 혼(210)의 하부면에 접합된다. 상기 압전 진동부(220)는 서로 다른 주파수를 가진 초음파를 발생하며, 발생된 초음파는 금속 혼(210)의 저면을 통과하여 피부에 전달될 수 있다. 서로 다른 주파수를 가진 초음파를 동시에 발생하기 위해 압전 진동부(220)는 제1 압전 트랜스듀서(221) 및 제2 압전 트랜스듀서(222)를 가진다. 제1 압전 트랜스듀서(221)는 대략 원판형의 형상을 가지고, 제2 압전 트랜스듀서(222)는 상기 제1 압전 트랜스듀서(221)를 외곽에서 감싸는 형상으로 링 형상을 가진다.
제1 압전 트랜스듀서(221) 및 제2 압전 트랜스듀서(222)는 전도성 접착제에 의해 금속 혼(210)의 저면에 고정된다. 상기 전도성 접착제는 전도성 실리콘 접착제, 2액형 에폭시 접착제, 1액형 에폭시 접착제 또는 은(Ag) 충진 폴리우레탄 접착제를 가질 수 있으며, 전도성을 확보하기 위해 흑연, 은 입자 등이 충진됨이 바람직하다.
전도성 접착제에 의해 압전 트랜스듀서들(221, 222)의 하부 전극들은 금속 혼(210)의 저면에 전기적으로 연결되며, 금속 혼(210)은 전기적으로 접지된다. 또한, 개방된 금속 혼(210)의 상부를 통해 포고핀(Pogo Pin) 등의 접촉 수단을 통해 압전 트랜스듀서(221, 222)의 상부 전극에 교류 전압이 인가될 수 있다. 본 실시예에서 포고핀은 전기적 커넥터의 일종으로 2개의 도체로 구성된 실리더 형태의 스피링 핀으로 상부에서 일정한 압력이 인가되면 상부 전극들과 외부 전원 또는 교류 전압들이 압전 트랜스듀서의 상부 전극이 공급될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전 트랜스듀서들의 이미지이다.
도 3을 참조하면, 원판형의 제1 압전 트랜스듀서(221) 및 링 형상의 제2 압전 트랜스듀서(222)가 개시된다.
각각의 압전 트랜스듀서들(221, 222)의 상부면 및 하부면에는 금속 재질의 전극들이 도포된 상태이다. 압전 트랜스듀서(221, 222)는 압전 세라믹으로 교류 전압이 인가될 필요가 있으므로 각각의 압전 트랜스듀서들(221, 222)의 상부면 및 하부면에는 전극들이 형성된 상태이다.
제1 압전 트랜스듀서(221)는 제1 주파수에서 제1차 공진 모드를 가지고, 제2 압전 트랜스듀서(222)는 제1 주파수와 상이한 제2 주파수에서 제1차 공진 모드를 가진다. 2개의 압전 트랜스듀서들(221, 222)이 서로 다른 공진 주파수들을 가지기 위해 각각의 두께는 다른 값을 가질 필요가 있다. 또한, 각각의 압전 트랜스듀서들(221, 222)의 두께는 하기 수학식 1로 표시된다.
Figure 112020081744909-pat00001
상기 수학식 1에서 d는 압전 트랜스듀서(221, 222)의 두께이며, λ는 제1차 공진 모드에서의 파장, vc는 압전 트랜스듀서 내의 음속을 나타내며, fm은 압전 트랜스듀서의 제1차 공진 모드에서의 주파수(제1차 공진 주파수)를 나타낸다. 또한, 상기 수학식 1에서 압전 트랜스듀서(221, 222)의 상부면 및 하부면에 형성된 전극들의 두께는 무시한다.
상기 수학식 1을 참조하면, 제1차 공진 주파수가 클수록 압전 트랜스듀서(221, 222)의 두께는 작아짐을 알 수 있다. 상기 수학식 1을 근거로 압전 트랜스듀서(221, 222)의 두께는 설계될 수 있으며, 제1 압전 트랜스듀서(221)와 제2 압전 트랜스듀서(222)는 서로 다른 제1차 공진 주파수를 가지므로 두께도 서로 상이하게 설정된다.
예컨대, 제1 압전 트랜스듀서(221)는 1 MHz의 제1차 공진 주파수를 가지며, 제2차 공진 모드에서는 3 MHz의 제2차 공진 주파수를 가질 수 있다. 또한, 제2 압전 트랜스듀서(222)는 3 MHz의 제1차 공진 주파수를 가지며, 제2차 공진 모드에서는 약 10 MHz의 제2차 공진 주파수를 가질 수 있다. 제1 압전 트랜스듀서(221) 및 제2 압전 트랜스듀서(222)의 제1차 공진 주파수는 제조하는 압전 트랜스듀서(221, 222)의 두께에 따라 결정되므로, 제1 압전 트랜스듀서(221)가 제2 압전 트랜스듀서(222)보다 높은 제1차 공진 주파수를 가질 수도 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 압전 트랜스듀서의 공진 모드를 도시한 그래프이다.
도 4를 참조하면, x축은 인가되는 교류 전압의 주파수를 나타내며, y축은 압전 트랜스듀서의 임피던스를 나타낸다.
주파수가 증가함에 따라 1 MHz에서 임피던스가 급격히 감소되는 지점이 나타난다. 이는 제1차 공진 모드로 정의된다. 상술한 바와 같이 하나의 압전 트랜스듀서에서는 복수개의 공진 모드들이 나타난다. 그러나, 주파수가 증가하고, 공진 모드의 차수가 증가할수록 임피던스의 감소량은 크게 나타나지 않는다. 이는 높은 차수의 공진 모드에서 공진에 따른 초음파의 발생이 용이하지 않음을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 초음파 발진 프로브의 두께에 따른 공진 모드의 변위량을 도시한 개략도이다.
도 5를 참조하면, 금속 혼(210)에는 전도성 접착제(230)를 통해 제1 압전 트랜스듀서 및 제2 압전 트랜스듀서가 접합된다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해 제1 압전 트랜스듀서가 접합되는 것으로 설명하며, 금속 혼의 두께와 압전 트랜스듀서의 제1차 공진 주파수와의 관계는 제2 압전 트랜스듀서에도 동일하게 적용된다. 또한, 제1 압전 트랜스듀서(221)가 접착되는 부위는 상기 도 2에 도시된 바와 같이 금속 혼(210)의 바닥면이다. 금속 혼(210)은 제1 압전 트랜스듀서(221)에서 발생된 초음파를 피부로 전달하는 매질로 작용한다.
또한, 본 실시예는 서로 다른 제1차 공진 주파수를 가지는 압전 트랜스듀서들을 개시하나, 상기 도 5에서는 금속 혼(210)을 통한 초음파의 전달을 설명하기 위해 하나의 압전 트랜스듀서(221)가 금속 혼(210)에 접착된 것으로 가정한다.
금속 혼(210)이 초음파 진동을 피부에 직접 전달하기 위해 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인레스 스틸, 타이타늄 또는 타이타늄 합금의 재질을 가질 수 있다. 특히, 제1 압전 트랜스듀서(221)에서 발생된 초음파 에너지를 효과적으로 전달하기 위해서는 제1 압전 트랜스듀서(221)에서 발생된 초음파의 주파수에 상응하도록 금속 혼(221)의 두께가 설정되어야 한다. 예컨대, 제1 압전 트랜스듀서(221)가 1/2λ(λ는 제1차 공진 주파수의 파장)의 두께를 가지는 경우, 금속 혼(210)의 두께는 하기의 수학식 2에 따른다.
Figure 112020081744909-pat00002
상기 수학식 2에서 t는 금속 혼(210)이 제1 압전 트랜스듀서(221)와 접하는 부분의 두께를 나타내고, n은 자연수이며, v는 제1 압전 튜랜스듀서(221)와 접하는 금속 혼(210)에서의 음속이고, fr1은 제1차 공진 주파수를 나타낸다.
예컨대, 도 5의 (a)에서 제1 압전 트랜스듀서(221)의 제1차 공진 주파수가 1 MHz이고, 제2차 공진 주파수가 3 MHz이며, 금속 혼(210)이 스테인레스로 sus303이라 설정한다. 스테인레스 sus303에서의 음속은 5,640 m/s이다. 상기 수학식 2에서 n을 1로 설정하면, 금속 혼(210)의 두께는 2.82 mm가 된다.
또한, 도 5의 (b)에서 제1 압전 트랜스듀서(221)의 제2차 공진 모드의 진동 변위가 금속 혼(210)을 통해 전달되기 위해서는 금속 진동체인 금속 혼(210)의 두께 t는 n을 3으로 설정하여 산출된다.
상술한 바와 같이 압전 트랜스듀서의 제1차 공진 주파수 및 제2차 공진 주파수를 피부에 전달하기 위해 금속 혼은 상기 수학식 2에서 n의 값을 대입하여 적절한 두께를 도출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 혼을 나타내는 이미지이다.
도 6을 참조하면, 금속 혼은 스테인레스 재질을 가지고, 제1 압전 트랜스듀서 및 제2 압전 트랜스듀서가 접착되는 저면(211), 개방된 상부의 측면 내부에 형성된 체결부(215)를 가진다. 금속 혼의 저면(211)은 평평한 형상을 가지며, 저면(211)에 2 종류의 압전 트랜스듀서들이 전도성 접착제를 통해 접합된다.
체결부(215)는 나사산의 형태를 가지며, 나사산을 통해 초음파 발진 프로브는 전원 또는 교류 전압을 인가하는 기기에 용이하게 체결될 수 있으며, 다른 종류의 초음파 발진 프로브를 장착하고자 할 때, 기기로부터 용이하게 이탈될 수 있다.
상기 도 6에서 서로 다른 두께를 가지는 압전 트랜스듀서들이 접합되는 금속 혼의 저면의 두께는 일정함이 바람직하다. 또한, 두께는 상기 수학식 2에 따른다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 혼을 나타낸 다른 이미지이다.
도 7을 참조하면, 금속 혼의 저면이 단차를 가지고, 서로 다른 두께를 가지는 2개의 평면들(212, 213)로 구성된 것을 제외하고는 상기 도 4에 도시된 구성과 동일하다.
금속 혼의 저면의 제1 평면(212)은 저면의 중심 부위에 형성되고, 중심 부위의 제1 평면(212) 주변에는 제2 평면(213)이 형성된다. 또한, 제1 평면(212)의 두께는 제2 평면(213)의 두께보다 작게 설정됨이 바람직하다. 제1 평면(212) 상에는 제1 압전 트랜스듀서가 장착된다. 즉, 원판형의 압전 트랜스듀서가 장착된다. 제2 평면(213) 상에는 제2 압전 트랜스듀서가 장착된다.
제1 평면(212)이 가지는 작은 두께에 상응하도록 원판형의 제1 압전 트랜스듀서는 높은 주파수의 초음파를 발생시킴이 바람직하다. 또한, 제2 평면(213)은 제1 평면(212)에 비해 상대적으로 큰 두께를 가지므로 제1 압전 트랜스듀서보다 낮은 주파수의 초음파를 발생시킴이 바람직하다. 이는 상기 수학식 2에 따른 것이다.
예컨대, 제1 평면(212) 상에 실장되는 제1 압전 트랜스듀서는 6.5 MHz의 제1차 공진 주파수를 가지고, 20 MHz의 제2차 공진 주파수를 가진다. 제1 압전 트랜스듀서에서 발생되는 제1차 공진 주파수 또는 제2차 공진 주파수를 전달하기 위해 상기 제1 평면(212)은 1 mm의 두께를 가짐이 바람직하다. 또한, 제2 압전 트랜스듀서는 1 MHz의 제1차 공진 주파수를 가지고, 3 MHz의 제2차 공진 주파수를 가진다. 상기 제2 압전 트랜스듀서에서 전달되는 초음파를 전달하기 위해 상기 제2 평면(213)은 2.82 mm의 두께를 가짐이 바람직하다.
따라서, 하나의 초음파 발진 프로브는 동시에 2개의 주파수를 가지는 초음파들을 형성할 수 있으며, 금속 혼을 통해 피부로 2 종류의 초음파들을 전달할 수 있다. 예컨대, 제1 압전 트랜스듀서가 6.5 MHz 또는 20 MHz의 초음파를 발생시켜 피부로부터 작은 깊이에 초음파를 조사할 수 있다. 이와 동시에 제2 압전 트랜스듀서는 1 MHz 또는 3 MHz의 초음파를 발생시켜 피부로부터 상대적으로 큰 깊이까지 초음파를 조사할 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 발진 프로브의 상세 단면도이다.
도 8을 참조하면 금속 혼(210)은 제1 평면(212) 및 제2 평면(213)으로 구성된 단차를 가지는 저면을 가질 수 있으며, 저면에 단차가 형성되지 않은 평면일 수 있다. 설명의 편의를 위해 상기 금속 혼(210)의 저면은 단차를 가지는 것으로 가정한다.
제1 평면(212) 상에는 전도성 접착제(230)를 통해 제1 압전 트랜스듀서(221)가 부착된다. 전도성 접착제(230)에 의해 제1 압전 트랜스듀서(221)의 제1 하부 전극(25)은 금속 혼(210)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 압전 트랜스듀서(221)의 제1 상부 전극(252)은 제1 포고핀(310)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 포고핀(310)을 통해 교류 전압이 인가되고, 제1 압전 트랜스듀서(221)는 제1차 공진 모드 또는 제2차 공진 모드에서 진동 동작을 수행한다.
또한, 제2 평면(213) 상에는 전도성 접착제(230)를 통해 제2 압전 트랜스듀서(222)가 부착된다. 제2 압전 트랜스듀서(222)는 링 타입의 형상을 가지며, 원판형의 제1 압전 트랜스듀서(221)를 감싸는 형상이다. 제2 압전 트랜스듀서(222)의 하부면에는 제2 하부 전극(261)이 형성되며, 상기 제2 하부 전극(261)은 전도성 접착체(230)를 통해 금속 혼(210)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 압전 트랜스듀서(222)의 제2 상부 전극(262)은 제2 포고핀(320)과 전기적으로 연결되며, 제2 포고핀(320)을 통해 교류 전압이 인가된다. 제2 포고핀(320)을 통해 인가되는 교류 전압의 주파수는 상기 제1 포고핀(310)을 통해 인가되는 교류 전압의 주파수와 상이하다. 인가되는 교류 전압에 의해 제2 압전 트랜스듀서(222)는 제1차 공진 모드 또는 제2차 공진 모드에서 진동 동작을 수행하여 초음파를 발생한다.
또한, 상기 금속 혼(210)은 전기적으로 접지로 설정된다.
상부 전극들 상에 포고핀들을 배치하는 것은 본 발명의 초음파 발진 프로브의 탈착을 용이하게 하기 위한 것이다. 즉, 상기 포고핀들은 초음파 발진 프로브에 교류 전압을 인가하는 기기 등에 고정된 형태로 제공됨이 바람직하다.
상술한 본 실시예에 따르면, 초음파 발진 프로브는 동시에 2개의 주파수를 가진 초음파들을 피부에 조사할 수 있다. 금속 혼의 저면 상에 배치된 제1 압전 트랜스듀서 및 제2 압전 트랜스듀서는 서로 다른 주파수의 초음파를 형성하고, 금속 혼의 저면을 통해 피부로 초음파를 전달할 수 있다. 특히, 각각의 압전 트랜스듀서는 제1차 공진 모드 또는 제2차 공진 모드에서 진동 동작을 수행한다. 따라서, 4가지의 서로 다른 초음파 출력이 형성될 수 있다.
특히, 압전 트랜스듀서는 제1차 공진 모드 및 제2차 공진 모드만을 사용하므로 압전 트랜스듀서에서 생성되는 초음파는 높은 출력을 얻을 수 있으며, 효과적인 시술이 수행에 용이하고, 시술 시간도 단축될 수 있다.
200 : 초음파 발진 프로브 210 : 금속 혼
220 : 압전 진동부 221 : 제1 압전 트랜스듀서
222 : 제2 압전 트랜스듀서

Claims (10)

  1. 일체화된 U자 원통형의 외형을 가지고, 초음파를 피부에 전달하기 위한 금속 혼; 및
    상기 금속 혼의 저면 상에 전도성 접착제를 통해 부착되고, 동시에 서로 다른 주파수를 가진 초음파를 발생하기 위한 압전 진동부를 포함하고,
    상기 금속 혼은 단차를 가진 저면을 포함하며, 상기 저면은 중심부에 형성되고 원형의 제1 평면 및 상기 제1 평면을 둘러싸고 상기 제1 평면의 두께보다 큰 두께를 가지는 제2 평면을 가지며, 상기 금속 혼의 개구 측면에는 나사산 형태의 체결부가 형성되어 교류 전압이 공급되는 기기와 탈착되고,
    상기 압전 진동부는,
    상기 금속 혼의 제1 평면 상에 부착되고, 1 MHz의 제1차 공진 주파수 및 3 MHz의 제2차 공진 주파수를 가지는 제1 압전 트랜스듀서; 및
    상기 금속 혼의 제2 평면 상에 부착되고, 3 MHz의 제1차 공진 주파수 및 10 MHz의 제2차 공진 주파수를 가지는 제2 압전 트랜스듀서를 가지고,
    상기 금속 혼은 전기적으로 접지되며, 상기 제1 압전 트랜스듀서 및 상기 제2 압전 트랜스듀서 각각의 상부 전극들은 포고핀들과 전기적으로 연결되며,
    상기 포고핀들은 상기 교류 전압이 공급되는 기기에 고정된 것을 특징으로 하는 초음파 발진 프로브.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 압전 트랜스듀서 및 상기 제2 압전 트랜스듀서는 상기 제1차 공진 주파수 및 상기 제2차 공진 주파수 중에서 선택적인 진동 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 초음파 발진 프로브.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 압전 트랜스듀서와 상기 제2 압전 트랜스듀서는 동시에 서로 다른 주파수의 초음파들을 발생시키는 것을 특징으로 하는 초음파 발진 프로브.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 압전 트랜스듀서와 상기 제2 압전 트랜스듀서는 서로 다른 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 초음파 발진 프로브.
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