KR102453051B1

KR102453051B1 - 벨트형 적외선 조사기

Info

Publication number: KR102453051B1
Application number: KR1020210119374A
Authority: KR
Inventors: 강종옥
Original assignee: (주) 보종
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2041-09-07

Abstract

본 발명의 벨트형 온열치료기는 상기 제1세그먼트, 제2세그먼트, 제3세그먼트 및 제4세그먼트는 원적외선 LED 어레이와 근적외선 LED 어레이를 혼합하여 배치되어 있는 벨트형 적외선 조사기에 있어서,상기 원적외선 LED 어레이와 근적외선 LED 어레이는 프레임 내에 설치되며, 상기 원적외선 LED 어레이와 상기 근적외선 LED 어레이를 1조로 하고; 또 다른 원적외선 LED 어레이와 근적외선 LED 어레이를 1조로 하여 2조를 파티션으로 분리하여 하나의 세그먼트를 이루고;
상기 원적외선 LED 어레이에 전원이 인가되어 인체 피부가 일정온도가 되면, 이어서 상기 근적외선 LED 어레이에 전원이 인가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 인체의 굴곡진 무릎, 어깨, 복부 등 여러 환부에 맞도록 사용할 수 있고, 인체의 국소적 부위에도 쉽게 이용할 수 있는 장점이 있다.

Description

벨트형 적외선 조사기{Belt type irradiating apparatus using infrared rays}

본 발명은 벨트형 적외선 조사기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 원적외선 LED와 근적외선 LED에서 방사되는 원적외선과 근적외선을 신체 특정부위에 가온(加溫)할 수 있는 벨트형 적외선 조사기에 관한 것이다.

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대부분의 전자파는 인체에 노출되어도 인체 내부의 온도가 약 1℃ 상승하는 유해한 수준이지만, 근적외선과 마이크로파는 약100℃ 가까운 강한 열작용을 수반하는 전자파로서 주로 건조기나 살균소독기 전자레인지등에 사용되며 미약한 양이라도 사람이나 동물에게 직접 조사되면 대단히 위험한 전자파이다.

간호학 대사전에서 정의한 근적외선의 사전적 정의는 “일반적으로 근적외선을 열선이라고도 하며 열선은 피부를 통과하여 피하 조직의 국소를 가열하고 피부온도를 상승시켜 피부에 홍반을 형성하는 열중 화상의 원인 되고 눈에 대하여는 화열성 백내장을 일으키며 안구의 온도상승으로 수정체 혼탁과 조기노안, 황반부의 반사륜의 소실, 색소침착, 백점의 출혈등을 일으키므로 적외선에 노출되는 직장에서는 보호안경과 보호복의 착용이 필요하다.”고 기술하고 있다.

사람의 정상 체온은 36.5℃이고, 내부 장기가 있는 몸속 체온은 37℃ 전후가 좋다. 피부 표면 온도는 34~35℃ 정도로 심부 체온보다 다소 낮은 편이다. 우리 몸은 심부 체온의 영향을 많이 받는다. 심부 체온이 0.5~1℃만 높아지거나 낮아져도, 에너지를 방출하고 전환하고 저장하는 활동에 영향을 받는다.

심부 체온이 1℃ 올라가면 기초 대사율은 15% 상승한다고 알려져 있다. 반대로 체온이 내려가면 혈액순환이 제대로 되지 않아 혈액이 운반하는 산소나 영양소, 면역 물질이 신체 곳곳에 제대로 운반되지 않기 때문에 체내 균형이 깨지고, 각종 질병에 노출되기 쉽다. 이처럼 심부 체온은 우리 몸에서 체온을 조절해 면역력을 키우는 중요한 역할을 하고 있다. 특히 암 환자들이 일반인보다 체온이 낮은 경우가 많다. 이는 암 세포가 차가운 환경을 좋아해 몸을 더 차게 만들기 때문이다. 여기에서 암세포가 열에 약하고, 열을 싫어하는 성질을 띠고 있다는 것도 알 수 있다.

암세포가 열을 싫어한다는 사실은 19세기 말에 발견되었다. 또한 전염병으로 장기간 고열에 시달린 환자들에게서 육종이 치료되거나 완화되는 현상이 관찰되면서 몸속에 열을 가하는 것이 종양이나 암세포를 치료할 수 있을 거라는 실험들이 이어졌다.

최근 온열치료는 이러한 원리를 이용해 암 치료의 보조 요법으로 항암치료나 방사선 치료 등과 병행하여 쓰이고 있다. LED를 사용한 근적외선 치료는 피하 층의 온도상승, 미세혈관의 확장, 항염증효과, 진통효과, 항부종효과, 상처치유효과, 혈액순환의 촉진, 신진대사 강화, 혈액장애의 일소 및 조직의 재생능력이나 항경련 능력의 증가효과 등 다양한 효과가 있는 것으로 입증되었다. 또한, 지각신경의 이상 흥분억제 효과나 자율신경의 기능 조정효과와 같이 신경계통과 관련된 효과 역시 있는 것으로 입증되어 의료분야에서 매우 폭넓게 사용하고 있는 추세이다. 근적외선은 원적외선보다 12배정도 깊숙한 6mm까지 침투하여 피부 세포를 활성화시킴으로써 피부를 이루는 성분인 콜라겐과 엘라스틴의 생성을 촉진시켜 피부노화를 방지하며 각종 종양의 세포 등을 사멸시킬 수 있다.

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대한민국 등록특허번호 제10-1174311호 “를 이용한 벨트형 복부 경락 자극 장치”(이하, “종래기술 1”이라 한다)가 공개되어 있다. 종래기술 1은 전기자극을 통한 다이어트 및 물리치료와 더불어, 광원으로 LED(light emitting diode)를 이용함으로써, 만성 피부질환, 피부 노화, 창상, 기미 등을 복합적으로 치료할 수 있는 LED를 이용한 벨트형 복부경락 자극 장치를 제공하는 것이다. 이는 LED를 이용한 벨트형 복부 경락 자극 장치는 인체의 복부에 착용되는 복부 착용벨트와, 상기 복부 착용벨트에 장착되어 인체의 복부를 전기자극하는 전도성 도자와, 상기 복부 착용벨트에 장착되어 인체의 복부에 광을 조사하는 LED 발광소자를 구비하는 복부 패드; 및 상기 전도성 도자로 인가되는 전류신호를 생성하는 도자 제어부와, 상기 LED 발광소자로 인가되는 점등신호를 생성하는 LED 구동 회로부를 구비하는 본체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

종래기술 1은 0.7 ~ 1.5㎛ 파장의 근적외선을 이용할 수 있다고 기재하고 있을 뿐 본 발명과 같이 특정 파장대역(1050nm~1350nm)을 지정하여 사용하는 발명과는 발명의 효과에 많은 차이가 발생한다.

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대한민국 등록특허번호 제10-1210952호 “근적외선을 이용한 헬스 케어 복대”(이하, “종래기술 2”라 한다)가 공개되어 있다. 종래기술 2는 발광된 근적외선을 치료나 건강관리의 목적으로 사용할 수 있는 근적외선을 이용한 헬스케어 복대에 관한 것이다. 종래기술 2는 근적외선을 발광하는 LED 모듈의 탈부착이 자유롭고, LED 모듈을 장시간 사용하여도 특성이 쉽게 저하되지 않고, 서로 다른 주파수를 갖는 LED 스트링이 각각 독립적으로 점멸되므로 증상별 선택 제어가 가능하며, 사용 편리성이 뛰어난 근적외선을 이용한 헬스 케어 복대에 관한 것이다. 근적외선을 발광하는 LED 모듈의 탈부착이 자유롭고, LED 모듈을 장시간 사용하여도 특성이 쉽게 저하되지 않고, 서로 다른 주파수를 갖는 LED 스트링이 각각 독립적으로 점멸되므로 증상별 선택 제어가 가능하며, 사용 편리성이 뛰어난 근적외선을 이용한 헬스 케어 복대에 관한 기술이다.

대한민국 등록특허번호 제10-1805683호 “플라즈마 및 근적외선을 이용한 피부 미용 장치”(이하, “종래기술 3”이라 한다)가 공개되어 있다. 종래기술 3은 플라즈마 및 근적외선을 이용한 피부 미용 장치로 플라즈마 및 근적외선 광원의 듀얼 기전(Dual electric generation)을 포함하고 있다. 피부 미용 장치는 공기 중의 이온화된 물질들을 이용하여 적절히 제어되고 집중된 상태의 플라즈마 기전을 통하여 표피층 부분에 대한 미용적 시술을 수행할 수 있다. 여기서, 표피층은 세포가 생성되는 영역을 나타낸다.

또한, 피부 미용 장치는 근적외선 영역의 광원을 통하여 빛의 파장을 진피층까지 침투시켜 일반 세포뿐만 아니라 콜라겐 손상의 회복과 함께 피부를 재생시켜 피부톤을 개선하고 주름개선 및 피부손상을 유발하는 효소를 비활성화시킬 수 있다. 여기서, 진피층은 콜라겐과 엘라스틴을 생성하는 영역을 나타낸다.

대한민국 등록특허번호 제10-2267934호 “LED가 구비된 온열 구조체”(이하, “종래기술 4”라 한다)가 공개되어 있다. 종래기술 4는 직접 맞닿는 것을 방지하고, 외부로부터 기판부 및 LED를 보호할 수 있도록 상부커버가 추가로 구비될 수 있는 온열구조체에 관한 것이다. 종래기술 4는 상부커버는 LED가 구비된 기판부 상면에 구비되며, 기판부의 전체 형상과 대응되도록 형성되어 상부커버가 기판부를 덮어 기판부에 구비되는 LED, 전선 등을 외부로부터 보호하고, 사용자의 신체에 직접 맞닿는 것을 방지할 수 있다. 이러한 상부커버는 LED의 열과 적외선이 외측으로 전달될 수 있는 재질로 제작된 판 형상을 가진다.

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그러나 종래 LED를 아용한 의료장치들은 대부분 부피가 크고 이동이 불편하여 개인용으로 사용이 불가능하며 비용 또한 고가여서 치료시설이 설치된 병원이나 요양원 등에서만 사용되고 있는 실정이다.

또한, 서로 다른 파장을 갖는 복수 개의 발광다이오드가 단위세트를 구성하고, 적어도 하나의 단위세트가 연속으로 배열되어 폐루프를 형성하도록 배치함으로써 다양한 치료나 건강관리 효과를 갖는 근적외선을 이용한 복대를 제안하였다.

상기 종래기술들에 의하면, 이중층으로 이루어진 벨트부 내부에 발광다이오드를 삽입한 후 그 테두리 부분을 재봉하여 마감하는 방식을 사용하였기 때문에 발광다이오드의 수명이 다하거나 고장 발생시 발광다이오드의 교체가 어렵다는 문제점이 있었다. 또한, 종래에는 발광다이오드에서 발광된 근적외선은 벨트부 형성된 복수개의 관통공을 통해 복부를 향해 조사되는데, 장시간 사용으로 관통공에 먼지나 이물질이 끼면 청소가 어렵고, 막힌 경우에는 근적외선이 복부로 조사되지 않아서 치료 효과를 갖지 못한다는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술 4는 서로 다른 5가지 종류의 발광다이오드가 단위세트로 이루어져 있어서 서로 다른 주파수의 발광다이오드를 각각 개별적으로 제어하지 못하여 단위세트 단위로 점멸되므로 특유의 증상에 따라 특유의 주파수를 갖는 근적외선으로 집중 치료하지 못하는 문제점이 있었다,

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대한민국 등록특허번호 제10-1174311호 대한민국 등록특허번호 제10-1210952호 대한민국 등록특허번호 제10-1805683호 대한민국 등록특허번호 제10-2267934호

본 발명의 목적은 원적외선 LED와 근적외선 LED를 배치하여 신속하게 인체의체온을 가온(加溫)할 수 있는 벨트형 적외선 조사기를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 근적외선 LED 파장대역의 근적외선을 인체의 무릎, 어깨 또는 복부에 조사할 수 있는 벨트형 적외선 조사기를 제공하는 데에 있다.

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전도성 도자 및 원적외선 LED와 근적외선 LED로 구성되는 복부 착용벨트로서, 전원부, 작동 모드 조작부, 체온센서부, 타이머부, 알림음발생부, 원적외선 전원부, 근적외선 전원부, 디스플레이구동부, 정보처리부 및 메모리부로 구성되는 제어부와; 상기 제어부는 상기 원적외선 LED, 상기 근적외선 LED, 작동모드, 디스플레이, 체온측정, 타이머, 알림음발생, 정보처리 및 메모리를 제어하고; 상기 알림음발생부는 각종 전원의 인가 또는 차단되는 소리, 상기 타이머부의 시간경과 소리 및 작동모드 조작 소리를 발생하고; 상기 원적외선 LED와 상기 근적외선 LED는 복수개의 LED 세그먼트를 포함하고; 제1세그먼트, 제2세그먼트, 제3세그먼트 및 제4세그먼트가 연결부에 의해 서로 연결되고; 상기 제1세그먼트, 상기 제2세그먼트, 상기 제3세그먼트 및 제4세그먼트는 원적외선 LED 어레이와 근적외선 LED 어레이를 혼합하여 배치되어 있는 벨트형 적외선 조사기에 있어서, 상기 원적외선 LED 어레이와 근적외선 LED 어레이는 프레임 내에 설치되며, 상기 원적외선 LED 어레이와 상기 근적외선 LED 어레이를 1조로 하고; 또 다른 원적외선 LED 어레이와 근적외선 LED 어레이를 1조로 하여 2조를 파티션으로 분리하여 하나의 세그먼트를 이루고; 상기 원적외선 LED 어레이에 전원이 인가되어 인체 피부가 일정온도가 되면, 이어서 상기 근적외선 LED 어레이에 전원이 인가되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 벨트형 적외선 조사기는 피부를 신속하게 가온(加溫)하는 원적외선 성질과, 피부 6mm까지 투과하여 가온하는 근적외선 파장영역인 1050nm ~ 1350nm을 이용함으로서 신속하게 체온을 향상시키는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 근적외선 LED에서 발생하는 열을 이용하여 원적외선 LED에서 원적외선이 방사되도록 하는 효과가 있고, 인체의 무릎, 어깨 또는 복부에 적외선을 효율적으로 조사할 수 있는 장점이 있다.

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본 발명에 의하면, 적용하는 LED는 파장대역이 좁은 파장의 광을 방사하므로 불필요한 적외선이 방출되지 않아 부작용이 적다는 장점이 있다.

도 1(a)는 종래 LED를 이용한 벨트형 복부 경락자극 장치의 정면도이다.
도 1(b)는 근적외선을 이용한 헬스 케어 복대 LED 모듈 정면도이다.
도 1(c)는 근적외선을 이용한 헬스 케어 복대 LED 모듈 조립 상태도이다.
도 2는 본 발명에 따른 근적외선의 피부 투과 깊이를 나타내는 도면이다.
도 3은 본원발명의 전체 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제어 프로세스이다.
도 5는 발명의 원적외선 LED 구조 단면도이다.
도 6은 본 발명의 근적외선 LED 구조 단면도이다.
도 7은 본 발명의 적외선 LED 구조 단면도이다.
도 8은 본 발명의 LED 적외선 조사기 구조 실시예 1의 도면이다.
도 9는 본 발명의 LED 적외선 조사기 구조 실시예 2의 도면이다.
도10은 USB 포트로 충방전이 가능한 2차전지 블록도이다.
도 11은 벨트형 적외선 조사기 실시예 3의 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벨트형 적외선 조사기에 대하여 상세히 설명한다.

도 1(a)는 종래 LED를 이용한 벨트형 복부 경락자극 장치의 정면도이고, 도 1(b)는 근적외선을 이용한 헬스 케어 복대 LED 모듈 정면도이고, 도 1(c)는 근적외선을 이용한 헬스 케어 복대의 LED 모듈 조립 상태도이다. 도 2는 본 발명에 따른 근적외선의 피부 투과 깊이를 나타내는 도면이다. 도 3은 본원발명의 전체 블록도이고, 도 4는 본 발명의 제어 프로세스이다. 도 5는 발명의 원적외선 LED 구조 단면도이고, 도 6은 본 발명의 근적외선 LED 구조 단면도이고, 도 7은 본 발명의 적외선 LED 구조 단면도이다.

근적외선은 파장이 약 780-3000nm의 전자파에서, 빨간색의 가시광선에 가까운 파장을 가진다. 성질도 가시광선에 가까운 특성을 가지고 "보이지 않는 빛"이라고 하며, 적외선 카메라나 적외선통신, 가전용의 리모컨 등에 이용되고 있다.

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적외선은 파장이 약 3~50μm의 전자파에서, 근적외선의 일부로서 분류된다.

원적외선은 파장이 약 50~1000μm(참고로, 원적외선협회에서는 3~1000μm로 분류)의 전자파이다. 파장이 긴 원적외선의 경우 피부 표면으로부터 0.2mm 이내의 지점에서 감쇠 되어 에너지가 0이 된다. 피부 표면으로부터 0.2mm 이내는 피부의 각질에 해당한다.

원적외선 LED 관련 특허는 원적외선 방사기능을 갖는 LED 패키지 수용성 무기질 방열도료 조성물(출원번호: 제10-2017-0064400호), 원적외선 세라믹 베이스 및 이를 포함하는 LED 램프(출원번호: 제10-2009-0070675호)기술이 공개되어 있다. 또한 근적외선 LED를 이용한 관련된 특허들은 근적외선 엘이디를 구비한 찜질기(출원번호: 제10-2014-0144621호), 근적외선 엘이디를 이용한 팬티형 전립선 및 요실금 치료기(출원번호: 제10-2019-0116462호), 근적외선 발광다이오드를 이용한 유방암의 치료기(출원번호: 제10-2005-0079231호)와 같은 기술이 공개되어 있다.

본 발명에서 "적외선 LED"란 원적외선 LED와 근적외선 LED를 통칭하는 것으로 정의한다.

도 1(a)는 종래 LED를 이용한 벨트형 복부 경락자극 장치(종래기술 1: 특허 제10-1174311호)의 정면도이다. 종래기술 1은 300 ~ 370nm 파장의 근자외선, 380 ~ 770nm 파장의 가시광선, 0.7 ~ 1.5㎛ 파장의 근적외선 및 5 ~ 50㎛ 파장의 원적외선 중 어느 하나의 광을 발산하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 벨트형 복부 경락 자극 장치로서, 복부 착용벨트(1), 전도성 도자(2) 및 LED 발광소자(3)를 포함하여 구성된다. 상기 복부 착용벨트(1)는 인체의 복부에 착용된다.

복부 착용벨트(1)는 인체의 복부에 착용이 용이하도록 가로방향의 길이가 세로의 길이에 비하여 상대적으로 긴 길이를 가질 수 있다. 복부 착용벨트(1)는 인체의 복부에 열을 전달하기 위해 내부에 발열체를 구비한다. 이와 같은 종래기술 1은 근적외선과 원적외선을 개별적으로 이용하며, 이용목적도 본 발명과 다르다.

본 발명은 1050nm~1350nm의 파장대역을 이용한다. 본 발명은 피부 5mm 이상 최대 6mm까지 투과하는 파장대역인 1050nm~1350nm의 파장대역만을 선택적으로 이용하여 온열치료기의 효율을 극대화한 기술이다. 도 1(b)와 도 1(c)는 근적외선을 이용한 헬스 케어 복대(특허 제10-1210952)에 관련된 도면이다.

도 1(b)는 근적외선을 이용한 헬스 케어 복대의 LED 모듈을 나타낸 정면도이고, 도 1(c)는 근적외선을 이용한 헬스 케어 복대의 LED 모듈을 나타낸 조립 상태도이다.

LED 모듈(5)은 내부에 수용 공간을 가지고 테두리 부분에는 고정대가 안착되는 안착홈이 형성되어 있으며 상면이 개방된 박스 형상의 모듈케이스(6)와, 상기 모듈 케이스(6)의 수용 공간에 안착되며 휘어지는 특성을 갖는 연성 회로기판(7)(FPCB)과, 상기 연성 회로기판(7)에 실장된 복수개의 LED(8) 및 연성 회로기판(7)과 LED(8)들을 덮도록 적층된 투명 보호층(9)을 포함한다.

이러한 LED 모듈(5)의 제작 방법으로는 모듈 케이스(6) 내부에 복수개의 LED(8)들이 실장된 연성 회로기판(7)을 삽입한 후 그 위에 투명 보호층(9)을 형성하는 재질을 투입하여 경화시키는 제조방법이 사용될 수 있다.

특히, 투명 보호층(9)으로는 근적외선을 투과시킬 수 있음은 물론, 연성이 뛰어나서 인체의 굴곡 패턴에 맞게 밀착 가능하고, 인체에 무해하여 피부에 접촉하여도 알레르기를 유발하지 않고, 감촉이 부드러워 착용감을 좋게 하며, 방수 특성이 뛰어나서 그 내부의 연성 회로기판(7)으로 습기나 물이 유입되는 것을 방지하는 실리콘 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 종래기술 2는 근적외선 사용에 있어서 피부의 깊이에 대한 최적의 근적외선을 이용하지 않고 있으며, 또한 눈에 근적외선이 조사되었을 때 발생되는 부작용을 전혀 고려하거나 인식이 전혀 없이 설계된 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 근적외선의 피부 투과 깊이를 나타낸다. 근적외선의 인체피부 투과 그래프로서, 근적외선은 피부를 최고 약6mm까지 투과한다. 원적외선이 피부 각질에서 거의 대부분 흡수되어 더 이상 투과되지 않은 것에 비하여 근적외선은 피부 깊숙이 투과된다. 그래프에서 횡축은 근적외선 파장을 나타내고, 종축은 피부깊이를 나타낸다. 암과 같은 종양이 있을 경우 가장 깊숙이 투과되도록 하기 위하여 파장을 조절할 필요가 있다. 피부깊이 5mm 이상 투과되는 최적근적외선영역(F)은 교차점(A)의 1050nm와 교차점(B)의 1350nm의 대역이다. 이 두 영역 사이에 있는 파장이 가장 효율적으로 피부에 깊숙이 들어가 신체 온열 작용을 일으키게 된다.

따라서 본 발명에서는 근적외선이 피부 5mm이상 깊이 영역(E)이 만나는 교차지점인 교차점(A)와 교차점(B) 사이에 있는 1050nm ~ 1350nm의 최적근적외선영역(F) 파장을 사용한다.

배경기술에서도 언급한 바와 같이, 종래기술1에서 0.7 ~ 1.5㎛ 파장의 근적외선을 사용하지만, 본 발명은 넓은 영역의 파장을 이용하는 것보다 특정파장(1050nm ~ 1350nm)만을 이용하여 적외선 조사기의 효과를 높이기 위한 것이다.

즉, 종래기술1이 0.7~1.5㎛ 파장의 근적외선을 이용하여, 본 발명의 1050nm~1350nm의 파장대역을 포함하고 있지만, 종래기술1은 효과가 매우 떨어지는 파장대역까지 이용하는 것은 결국 비효율적인 온열치료법이 될 수밖에 없으므로, 본 발명은 피부 5mm 이상 최대 6mm까지 투과하는 파장대역인 1050nm~1350nm의 파장대역만을 선택적으로 이용하여 적외선 조사기의 효율을 극대화하고자 한 발명이다.

본 발명의 중요한 특징 중의 하나는 본 발명에서는 피부를 신속하게 가온(加溫)하는 원적외선 성질과, 피부 5mm 이상을 투과하여 가온(加溫)하는 근적외선의 특정 파장영역인 1050nm ~ 1350nm 파장의 특성을 이용하는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 원적외선과 특정파장의 근적외선을 동시에 사용함으로서 신속하게 체온을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 전체 블록도이다.

본 발명은 제어부(10)에 전원부(11), 작동 모드 조작부(20), 체온센서부(30), 타이머부(40), 알림음발생부(41), 원적외선 전원부(50), 근적외선 전원부(60), 디스플레이구동부(70), 정보처리부(80) 및 메모리부(90)가 각각 결합되어 구성된다.

상기 제어부(10)은 원적외선 LED와 근적외선 LED를 제어하고, 작동모드 조작, 디스플레이, 체온측정, 타이머, 알림음발생, 정보처리 및 메모리 등을 제어한다. 알림음발생부(41)는 각종 전원의 인가 또는 차단되는 소리, 타이머부(40)의 시간경과 소리 및 작동모드 조작 소리 등을 발생한다. 상기 전원부(11)는 유선에 의한 교류 전류를 전원으로 할 수 있고, 충반전이 가능한 2차전지를 LED 적외선 조사기 전원으로 사용할 수 있다.

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도 4는 본 발명의 제어 프로세스이다.

발명의 일실시에 따른 제어 프로세스의 흐름은 전원 ON(S1) 후에 원적외선 전원 ON(S2)하여 신체피부온도 36~43℃ 여부(S3)를 판단한다. 만약 온도 36~43℃가 되지 않았으면 원적외선 전원을 계속 ON 상태로 유지하게 된다. 만약, 신체피부 온도가 36~43℃로 되었다면 원적외선 전원은 OFF(S4) 상태로 되고, 이어서 근적외선 전원 ON(S5)을 한다.

도면에는 도시되지 않았지만, 만약 근적외선 전원 ON(S5) 이후 단계에서도 신체피부온도가 43℃를 넘으면 원적외선 전원은 OFF 상태로 된다.

근적외선 전원 ON(S5) 이후 설정시간 경과여부(S6)를 판단하여, 설정시간이 경과되지 않았으면, 근적외선 전원 ON(S5)을 유지하고, 설정시간이 경과되었으면, 근적외선 전원 OFF(S7)를 하고 전원 OFF(S8)를 한다. 신체피부온도를 43℃로 특정한 것은 그 이상의 온도가 되었을 경우 화상을 입을 수 있기 때문이다. 신체피부 온도는 도 5의 온도센서 모듈(119)에 의하여 측정된다.

와 같은 프로세스에 따르면, 도 5의 원적외선 LED 어레이(130)에 의하여 신속하게 피부 온도를 향상시키고, 이어 근적외선 LED 어레이(140)에 의하여 피부 5mm 이상의 부위를 가온(加溫)시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

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도 5는 발명의 원적외선 LED 구조 단면도이고, 도 6은 본 발명의 근적외선 LED 구조 단면도이고, 도 7은 본 발명의 적외선 LED 구조 단면도이다.

도 5는 본 발명의 원적외선 LED 구조 단면도이다.

원적외선 LED(201)는 PCB기판(202) 위에 설치되며, 원적외선 LED(201)에서 발광하는 광을 집광하는 집광렌즈(203)가 원적외선 LED(201) 위에 형성되고, 집광렌즈(203)를 보호하는 보호막(204)이 형성된다.

PCB기판(202) 하측에는 히트싱크(210)로서 빈 공극이 형성되지만 반드시 필요한 것은 아니다. 본 발명은 가정용으로서 오랜 시간동안 사용하지 않아 많은 열이 발생하지 않기 때문에 반드시 히트싱크(210)를 형성해야만 하는 것은 아니다.

도 6은 본 발명의 근적외선 LED 구조 단면도이다.

근적외선 LED(211)는 PCB기판(212) 위에 설치되며, 근적외선 LED(211)에서 발광하는 광을 집광하는 집광렌즈(213)가 근적외선 LED(211) 위에 형성되고, 집광렌즈(213)를 보호하는 보호막(214)이 형성된다.

PCB기판(212) 하측에는 히트싱크(215)가 형성된다. 근적외선 LED(211)는 열이 많이 발생하기 때문에 히트싱크(215) 내에 방열판(216)과 방열돌기(217)를 형성하여 방열이 쉽게 되도록 한다.

본 발명의 다른 실시예로 히트싱크(215) 내의 방열돌기(217)들 사이에 세라믹과 같은 원적외선 재료를 충진할 수도 있다. 원적외선 재료는 온도가 올라갈수록 많은 양의 원적외선이 방사되므로 근적외선 LED(211)에서 발생된 발열을 효과적으로 이용하여 원적외선 방사도 할 수 있는 효과가 있다.

배경기술에서 언급한 종래기술 4에서는 근적외선 LED가 작동하는 동안, 열이 발생하므로 발생된 열은 히트싱크에 흡수되고 히트싱크는 근적외선 LED에서 흡수한 열을 신체 쪽으로 방출하여 피부 상으로 전달되도록 하여 근적외선 LED에서 발생한 열에 의해 온열 효과를 얻도록 하고 있다.

그러나 이와 같은 종래기술은 가정용 근적외선 LED는 근적외선 LED 자체에서 발생한 열이 인체의 피부 온도를 높일 만큼의 열이 발생되지 않아 온열 효과를 얻기 어렵고, 근적외선 LED가 직접 피부에 닿아 피부가 화상을 입을 수도 있다.
또한 근적외선 LED가 인체 피부의 기름 등에 의하여 지저분해지고, 사용한 후 깨끗이 기름 등을 제거하지 않으면 다음에 사용할 때 LED의 광효율이 저하되는 문제점이 있다.

도 7은 본 발명의 적외선 LED 구조 단면도이다.

프레임(100)과 중앙부에 파티션(101)이 형성되어 있고, 중앙의 파티션(101)을 중심으로 양측에 원적외선 LED(201)와 근적외선 LED(211)가 배치된다. 원적외선 LED(201)와 근적외선 LED(211)는 모두 프레임(100) 내에 형성된다. 근적외선 LED(140)를 중앙의 파티션(101) 측에 배치하여 가급적 근적외선이 외부로 조사되지 않도록 해야 하는 이유는 상기에서 언급하였다.

프레임(100)과 파티션(101)의 높이(H)는 동일하며, 높이(H)는 적외선 LED(201, 211)의 보호막(204, 214)까지의 높이(D2)보다 높게 하여 에어갭(220)을 형성한다. 즉, D1 = H - D2가 되도록 한다. 이렇게 함으로서 보호막(204, 214)에 직접 피부가 닿지 않도록 하여 피부가 화상을 입는 것을 방지할 수 있고, 피부의 기름 등 여타 오물에 의한 오염을 방지하여 적외선 LED(201, 211)에서 방사되는 광 효율을 최대한 유지할 수 있게 된다.

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도 8은 본 발명의 LED 적외선 조사기 구조 실시예 1의 도면이고, 도 9는 본 발명의 LED 적외선 조사기 구조 실시예 2의 도면이다.

<실시예1>

도 8은 본 발명의 적외선 LED 적외선 조사기 구조 실시예 1를 나타낸다.

실시예 1에서는 2개의 적외선 LED 세그먼트로 이루어져 있다. 제1세그먼트(110), 제2세그먼트(115), 제3세그먼트(120)가 연결부(111)에 의해 서로 연결되어 있다. 각 세그먼트는 원적외선 LED 어레이(130)와 근적외선 LED 어레이(140)로 이루어져 있다.

본 발명에서 중요한 특징 중의 하나는 원적외선 LED 어레이(130)와 근적외선 LED 어레이(140)를 혼합하여 배치하는 것이다. 즉, 파티션(101) 측에 근적외선 LED 어레이(140)를 배치한다. 이와 같이 하면, 근적외선 LED 어레이(140)에서 발생되는 근적외선을 최대한 외부로 조사되는 것을 억제할 수 있기 때문이다.

원적외선 LED 어레이(130)와 근적외선 LED 어레이(140)는 프레임(100) 내에 설치되며, 중앙의 파티션(101)에 의하여 분리되어 있다.

연결부(111)는 접고 펼 수 있는 연결고리이며, 서로 분할할 수도 있다. 즉, 인체의 국부적 부위를 조사할 경우 분할하여 사용할 수 있다.

온도센서 모듈(119)은 신체 피부의 온도를 측정한다. 좌에서 두 번째 세그먼트인 제3세그먼트(120)의 중앙부에 설치하여 파티션(101)을 두 개로 나누어 설치하지만 특별히 한정하지는 않으며, 프레임(100) 내에는 어느 곳이라도 상관없지만, 중앙부 세그먼트 및 프레임 내측의 중앙부에 설치하는 것이 바람직하다. 양측에 벨트(198,199)가 있어 신체에 착용하거나 고정할 수 있다.

<실시예 2>

도 9는 본 발명의 LED 적외선 조사기 구조 실시예 2를 나타낸다.

실시예 2에서는 4개의 적외선 LED 세그먼트로 이루어져 있다. 제1세그먼트(110), 제2세그먼트(115), 제3세그먼트(120) 및 제4세그먼트(125)가 연결부(111)에 의해 서로 연결되어 있다. 상기 각 제1세그먼트(110), 제2세그먼트(115), 제3세그먼트(120) 및 제4세그먼트(125)는 원적외선 LED 어레이(130)와 근적외선 LED 어레이(140)로 이루어져 있다.

연결부(111)는 접고 펼 수 있는 연결고리이며, 서로 분할할 수도 있다. 즉, 인체의 국부적 부위를 조사할 경우 분할하여 사용할 수 있다. 온도센서 모듈(119)은 신체 피부의 온도를 측정한다. 좌에서 두 번째 세그먼트인 제3세그먼트(120)의 중앙부에 설치하여 파티션(101)을 두 개로 나누어 설치하지만 특별히 한정하지는 않는다. 프레임(100) 내에는 어느 곳이라도 상관없지만, 중앙부 세그먼트 및 프레임 내측의 중앙부에 설치하는 것이 바람직하다.

양측에 벨트(198,199)가 있어 신체에 착용하거나 고정할 수 있다.

실시예 1과 실시예 2에서는 각각 세그먼트를 3개와 4개로 구성하였으니 반드시 세그먼트 수를 한정하는 것은 아니다. 필요에 따라서 3개 이상 배치할 수 있다.

<실시예 3>

본 발명의 일실시예 3에 따른 벨트형 LED 적외선 조사기의 전원은 USB포트로 충반전이 가능하다. 도 10은 USB 포트로 충방전이 가능한 2차전지 블록도이다. USB 포트로 충방전이 가능한 2차전지(300)는 충전 IC(310), LED(320), TTA 24핀 단자(330), USB 포트(340), 스위치(350)를 포함하여 구성된다.

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2차전지(300)는 스위치(350)가 A위치로 선택된 상태에서 충전 IC(310)와 결합된 USB 포트(340)에 접속된 외부 전자기기, 예를 들어, PC로부터 인가된 전원을 공급받아 충전된다. 충전된 2차전지(300)는 TTA 24핀 단자(330)에 결합된 휴대폰의 배터리를 충전시킨다. 또한 스위치(350)가 B위치로 선택된 경우, 2차전지(300)로부터 USB 포트(340)측으로 방전된다. 본 발명의 실시예에서. 일력전류 0.5A ~ 1.5A, 입력전압 5V, 전력 2.5W ~6W이다. LED 개소는 이중칩(dual chip)으로 50개(100개)를 내장한다.

도 11은 벨트형 적외선 조사기 실시예 3의 도면이다.

도 11에 도시된 LED 복부 벨트(400)는 탈부착이 용이하고, 방수 구조를 갖는 벨크로 타입의 LED를 이용한 온열치료기이다. LED 복부 벨트(400)는 벨트 몸체부(410), LED 모듈(420), 슬라이딩 삽입 홀(430), 탄성 밴드(450), 벨크로 시트(460), 고정 부재(47), 연결 고리(480) 로 구성된다. LED 조사 모듈(420)은 복수의 LED 칩으로 구성된다.

복수의 LED 칩은 1050nm~1350nm 파장이 바람직하다. 복수의 LED칩은 본체의 구동신호에 응답하여 LED 광을 발산하게 된다. LED 조사 모듈(420)은 벨트 몸체부(410) 안쪽에 배치된다. 사용자의 복부를 향하여 LED 조사 모듈(420)에서 발산하는 근적외선이 조사된다. LED 조사 모듈(420)에서 발산하는 LED는 파장선폭(wavelength bandwidth) 이 1050nm~1350nm로 좁은 파장의 광을 방사하므로 불필요한 적외선이 방출되지 않아 부작용이 적다는 장점이 있다. 또한 LED는 수명이 길고, 소비전력이 적어 환경 친화적이다는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 적외선 조사기 제어방법에 대하여 설명한다. 도3에 도시된 상기 제어부(10)는 원적외선 LED와 근적외선 LED를 제어하고; 상기 제어부(10)는 원적외선 LED 전원을 인가하여 인체 피부가 일정온도가 되면 이어서 상기 근적외선 LED 전원을 인가하여 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 일정온도란 36~43℃인 것을 특징으로 하고, 상기 일정 체온이 43℃ 이상인 경우 원적외선 LED의 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 적외선 조사기기 제어방법은 원적외선 LED 전원을 인가하여 인체 피부가 일정온도가 되면 이어서 근적외선 LED 전원을 인가하되, 근적외선 LED의 파장대역은 1050nm~1350nm인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 벨트형 적외선 조사기는 피부를 신속하게 가온(加溫)하는 원적외선 성질과, 피부 5mm 이상을 투과하여 가온(加溫)하는 근적외선 파장영역(1050nm ~ 1350nm) 특성을 이용함으로서 신속하게 체온을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 벨트형 적외선 조사기는 인체의 무릎, 어깨 또는 복부에 편리하게 적외선을 조사할 수 있어서 의료산업에 유용한 발명이다.

10: 제어부 11: 전원부
20: 작동 모드 조작부 30: 온도센서부
40: 타이머부 41: 알림음발생부
50: 원적외선 전원부 60: 근적외선 전원부
70: 디스플레이구동부 80: 정보처리부
90: 메모리부 100: 프레임
101: 파티션 110: 제1세그먼트
111: 연결부 115: 제2세그먼트
120: 제3세그먼트 125: 제4세그먼트
119: 온도센서 모듈 130: 원적외선 LED 어레이
140:근적외선 LED 어레이 198. 199: 벨트
201: 원적외선 LED 202, 212: PCB기판
203, 213: 집광렌즈 204, 214: 보호막
210, 215: 히트싱크 211: 근적외선 LED
216: 방열판 217: 방열판돌기
218: 세라믹 220: 에어갭
300: 2차전지 310: 충전 IC
320: LED 모듈 330: TTA 24핀 단자
340: USB 포트 350: 스위치
400: LED 복부 벨트 410: 벨트 몸체부
420: LED 모듈 430: 슬라이딩 삽입 홀
450: 탄성 밴드 460: 벨크로 시트
470: 고정 부재 480: 연결 고리

Claims

전도성 도자 및 원적외선 LED와 근적외선 LED로 구성되는 복부 착용벨트로서,
전원부(11), 작동 모드 조작부(20), 체온센서부(30), 타이머부(40), 알림음발생부(41), 원적외선 전원부(50), 근적외선 전원부(60)디스플레이구동부(70), 정보처리부(80) 및 메모리부(90)로 구성되는 제어부(10)와;
상기 제어부(10)는 상기 원적외선 LED, 상기 근적외선 LED, 작동모드, 디스플레이, 체온측정, 타이머, 알림음발생, 정보처리 및 메모리를 제어하고;
상기 알림음발생부(41)는 각종 전원의 인가 또는 차단되는 소리, 상기 타이머부(40)의 시간경과 소리 및 작동모드 조작 소리를 발생하고;
상기 원적외선 LED와 상기 근적외선 LED는 복수개의 LED 세그먼트를 포함하고; 제1세그먼트(110), 제2세그먼트(115), 제3세그먼트(120) 및 제4세그먼트(125) 가 연결부(111)에 의해 서로 연결되고;
상기 제1세그먼트(110), 제2세그먼트(115),제3세그먼트(120) 및 제4세그먼트(125)는 원적외선 LED 어레이(130)와 근적외선 LED 어레이(140)를 혼합하여 배치되어 있는 벨트형 적외선 조사기에 있어서,
상기 원적외선 LED 어레이(130)와 근적외선 LED 어레이(140)는 프레임(100) 내에 설치되며, 상기 원적외선 LED 어레이(130)와 상기 근적외선 LED 어레이(140)를 1조로 하고; 또 다른 원적외선 LED 어레이와 근적외선 LED 어레이를 1조로 하여 2조를 파티션으로 분리하여 하나의 세그먼트를 이루고;
상기 원적외선 LED 어레이(130)에 전원이 인가되어 인체 피부가 일정온도가 되면, 이어서 상기 근적외선 LED 어레이(140)에 전원이 인가되는 것을 특징으로 하는 벨트형 적외선 조사기.
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