KR102549380B1 - 초음파 피부 미용 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 10MHz 주파수를 가지는 초음파를 이용하여 피부를 관리할 수 있는 초음파 피부 미용 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 초음파 피부 이용 장치는, 초음파를 발생시켜 사용자의 피부를 관리하는 초음파 피부 관리부; 상기 초음파 피부 관리부가 분리 가능하게 거치되며, 상기 초음파 피부 관리부를 충전하는 충전 거치부;를 포함한다.

Description

초음파 피부 미용 장치{A HIGHLY INTENSITY FOCUSED ULTRASONIC APPARATUS FOR CARING THE SKIN}
본 발명은 초음파 피부 미용 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 10MHz 주파수를 가지는 초음파를 이용하여 피부를 관리할 수 있는 초음파 피부 미용 장치에 관한 것이다.
미용에 대한 관심이 높아지면서, 피부 노화 방지, 주름 개선 또는 피부 탄력 유지가 가능한 화장품, 식품 및 피부관리 기기와 같은 피부관리 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 특히, 나이가 들어가면서 진피층의 콜라겐과 탄력섬유의 감소로 인해 생성되는 주름을 개선할 수 있는 초음파를 이용한 기기들이 다양하게 소개되고 있다.
주름 부위에 조사된 초음파는 주름의 근본 원인인 피부근막층(superficial muscular aponeurotic syste, SMAS)에 열을 전달하여, 전달된 열에 의해 피부 조직을 수축 또는 응고시킴으로써 주름을 개선시킬 수 있다. 피부 관리 기기들은 이러한 원리를 이용하기 때문에, 시술하고자 하는 특정 부위에만 초음파를 집속시켜 개선효율을 향상시킬 수 있는 장치에 대한 개발이 요구되고 있다.
일반적으로, 의료용기기로 사용되는 초음파 집속 압전소자는 광학 원리를 이용한 것으로, 주로 구면렌즈 형상으로 가공하여 사용되고 있다. 통상적으로, 구면렌즈를 통과한 빛은 파장에 따라 다른 초점거리를 가지며, 장파장일수록 초점 거리가 감소한다. 이러한 광학 원리로 인해 종래의 초음파 집속 압전소자에 전압을 인가하면, 두께 모드 진동에서 발생하는 초음파 에너지가 곡률반경의 중심에 집중되면서 초음파 진동의 집속이 이루어진다.(선행특허번호 : 대한민국공개특허 제10-2019-43378호)
한편, 압전소재는 공진 주파수에서 최대 변위를 나타내므로, 초음파 장치에 적용시 주로 공진 주파수에서 구동
시킨다. 이 때, 압전소재의 두께를 변화시켜 두께 방향으로 공진시키면, 두께에 따라 공진 주파수가 변화되어
인가된 주파수와 동일한 주파수로 진동하면서 초음파가 발생된다. 종래의 원판 형태의 압전소자를 두께 진동모드에서 구동시키는 경우 발생되는 진동변위의 방향을 살펴보면, 두께 진동에 의해 공진점에서 두께 방향으로 최대변위가 나타나는 것으로 알려져 있다. 2MHz의 두께 방향의 공진 주파수를 갖는 초음파 압전소자를 제작하기 위해서는 압전소재의 두께를 1.05mm로 구성해야 하는 것을 알 수 있다. 또한, 압전소재의 주파수 정수를 조절하여 원하는 공진 주파수를 갖는 압전소자를 제작할 수 있다.
상기와 같이, 초음파 집속을 위한 압전소자는 구면렌즈의 원리와 두께 진동모드의 주파수 정수를 이용하여 원하는 초점거리를 갖도록 설계할 수 있다. 즉, 원하는 초음파 발생 주파수를 갖도록 두께를 조절하고, 구면을 갖는 반구형 형태로 제작하여, 원하는 주파수와 초점거리를 갖는 초음파 집속을 위한 소자를 제공할 수 있음을 의미한다.
통상적으로, 초음파 집속이 발생하는 지점은 돔형 압전소자의 곡률 반경과 일치하게 된다. 한편, 초점거리는 파장에 따라 반비례하므로, 사용 주파수를 변환시켜 피부 아래의 초음파 집속 거리를 조절하는 방식이 사용되고 있다. 이에, 같은 곡률 반경을 가진 압전 소자는 발생 주파수에 따라 초점거리가 변화하게 된다. 파장이 짧을수록(즉, 초음파 주파수가 높을수록) 초점거리는 짧아지게 되므로, 초음파 주파수를 변경하여 피부 아래층의 침투 깊이를 조절하는 것이 일반적인 방식이나, 주파수가 높을수록 에어리 원판(airy disk)이 작아지면서 초음파 집속이 용이해지므로, 이에 대한 개선이 필요한 실정이다.
또한, 눈가와 같이, 피부면적이 작고 예민한 부위에서는 초음파 집속 소자의 직경을 10mm이하로 하여 안구 부분과의 간섭이 없이 사용할 수 있는 점이 기기 사용에 있어 중요한 요소가 된다. 그러나, 상기와 같이, 작은 크기의 초음파 집속 소자를 사용하는 경우, 초음파가 방사되는 초음파 집속 소자의 일면에 전압을 인가하기 위해 전선을 납땜하게 되는데, 이는 전면으로 방사되는 초음파를 왜곡시킬 수 있어, 효율상의 문제점이 제시되고 있다.
본 발명이 해결하고자하는 기술적 과제는 10MHz 주파수를 가지는 초음파를 이용하여 피부를 관리할 수 있는 초음파 피부 미용 장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 초음파 피부 이용 장치는, 초음파를 발생시켜 사용자의 피부를 관리하는 초음파 피부 관리부; 상기 초음파 피부 관리부가 분리 가능하게 거치되며, 상기 초음파 피부 관리부를 충전하는 충전 거치부;를 포함한다.
그리고 본 발명에서 상기 초음파 피부 관리부는, 전체적으로 원통형 형상을 가지는 관리부 본체; 상기 관리부 본체의 전단에 설치되며, 피부에 접촉하여 초음파를 인가하는 초음파 발생부; 상기 관리부 본체 내부에 삽입되어 설치되며, 상기 초음파 발생부에 전원을 공급하는 배터리 팩; 상기 관리부 본체의 내부 후측에 삽입되어 설치되며, 외부에서 공급되는 전원으로 상기 배터리 팩을 충전하고 상기 초음파 발생부를 제어하는 메인 제어부; 상기 관리부 본체의 후단에 설치되며, 상기 충전 거치부에 거치된 상태에서 상기 충전 거치부와 접촉되어 전원을 공급받고 통신하는 접촉 말단부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 초음파 발생부는, 상기 관리부 본체의 전단에 결합되며, 피부와 접촉하는 접촉 캡; 상기 접촉 캡 내에 설치되며, 초음파를 발생시키는 진동자; 상기 접촉 캡 내에서 상기 진동자와 연결되어 설치되며, 상기 진동자의 구동을 제어하는 진동자 제어부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 진동자 제어부는, 상기 진동자의 구동용 펄스를 출력하고, 상기 메인 제어부에 의하여 상기 진동자의 편차를 보정하는 주파수를 변경하는 발진회로; 상기 진동자에 공급되는 펄스 출력의 전압을 제어하는 출력 증폭회로; 상기 출력 증폭회로에서 발생되는 열에 의해 상승되는 온도를 측정하고 측정된 데이터를 상기 발진회로에 제공하는 온도 센서;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 진동자는 10MHz 주파수의 초음파를 발진하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 접촉 말단부는, 상기 관리부 본체의 후단에 결합되는 후단 캡; 상기 후단 캡 내부에 설치되며, 상기 충전 거치부에서 전원을 인가받는 4핀 터미널;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 후단 캡은 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 충전 거치부는, 상기 접촉 말단부가 삽입되는 거치홈이 형성되는 상부 케이스; 상기 상부 케이스 내부에 설치되며, 상기 접촉 말단부와 전기적으로 접촉하여 충전 하는 충전핀 가이드부;상기 충전핀 가이드부 하측에 설치되며, 외부에서 공급되는 전원을 충전에 적합한 전압으로 변환하여 공급하는 충전회로부; 상기 상부 케이스와 결합하여 일정한 내부 공간을 형성하는 하부 케이스;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 초음파 피부 미용 장치에는, 상기 충전 거치부 내에 설치되며, 상기 초음파 발생부의 동작 모드, 동작 회수를 제어하는 프로그램을 통신으로 상기 초음파 피부 관리부에 전달하는 데이터 세팅부;가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 초음파 피부 미용 장치에는, 상기 상부 케이스의 전면에 설치되며, 상기 데이터 세팅부에 의하여 제공되는 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부가 더 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명의 초음파 피부 미용 장치에 따르면 피부와 직접 접촉되는 헤드부에 초음파 디스크가 조립되어 있으며, 10MHz 주파의 초음파 발진을 통해 현저한 피부 미용 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 피부 미용 장치의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 피부 관리부의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 거치부의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 피부 관리부의 구조를 도시하는 분리 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 발생부의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 말단부의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 피부 관리부의 구조를 도시하는 회로도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 거치부의 구조를 도시하는 분리 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 피부 미용 장치의 구조를 도시하는 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 초음파 피부 미용 장치(1)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 초음파 피부 관리부(100)와 충전 거치부(200)를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 초음파 피부 관리부(100)는 초음파를 발생시켜 사용자의 피부를 관리하는 구성요소이며, 사용자가 손으로 파지한 상태에서 피부 관리 작업을 진행할 수 있는 구조를 가진다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 초음파 피부 관리부(100)를 구체적으로 도 2, 4에 도시된 바와 같이, 관리부 본체(110), 초음파 발생부(120), 배터리 팩(130), 메인 제어부(140) 및 접촉 말단부(150)를 포함하여 구성한다.
먼저 상기 관리부 본체(110)는 도 2, 4에 도시된 바와 같이, 전체적으로 원통형 형상을 가지며, 본 실시예에 따른 초음파 피부 관리부(100)의 전체적인 외형을 이룬다. 그리고 상기 관리부 본체(110)는 사용자의 제품 사용 과정에서 파지할 수 있는 공간을 제공한다.
다음으로 상기 초음파 발생부(120)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 관리부 본체(110)의 전단에 설치되며, 피부에 접촉하여 초음파를 인가하는 구성요소이다. 즉, 상기 초음파 발생부(120)는 본 실시예에 따른 초음파 피부 미용 장치(1)의 핵심적인 구성요소로서, 피부 미용 관리에 적합한 주파수의 초음파를 발생시켜 사용자의 피부에 적용하는 것이다.
본 실시예에서는 상기 초음파 발생부(120)를 구체적으로 도 4, 7에 도시된 바와 같이, 접촉 캡(121), 진동자(122) 및 진동자 제어부(123)를 포함하여 구성한다. 여기에서 상기 접촉 캡(121)은 상기 관리부 본체(110)의 전단에 결합되며, 피부와 직접 접촉하는 부분이다. 따라서 상기 접촉 캡(121)은 매끄럽게 가공된 표면을 가지는 것이 바람직하며, 구체적으로 스테인레스 스틸 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 진동자(122)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 접촉 캡(121) 내에 설치되며, 초음파를 발생시키는 구성요소이다. 본 실시예에서는 상기 진동자(122)가 10MHz 주파수의 초음파를 발진하는 것이, 피부 미용 관리에 적합하여 바람직하다.
그리고 상기 진동자 제어부(123)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 접촉 캡(121) 내에서 상기 진동자(122)와 연결되어 설치되며, 상기 진동자(122)의 구동을 제어하는 구성요소이다. 본 실시예에서는 상기 진동자 제어부(123)를 구체적으로 도 7에 도시된 바와 같이, 발진회로(123a), 출력 증폭회로(123b) 및 온도 센서(123c)를 포함하여 구성한다.
여기에서 상기 발진회로(123a)는 상기 진동자(122)의 구동용 펄스를 출력하고, 상기 메인 제어부(140)에 의하여 상기 진동자(122)의 편차를 보정하는 주파수를 변경하는 구성요소이다. 그리고 상기 출력 증폭회로(123b)는 상기 진동자(122)에 공급되는 펄스 출력의 전압을 제어하는 구성요소이며, 상기 온도 센서(123c)는 상기 출력 증폭회로(123b)에서 발생되는 열에 의해 상승되는 온도를 측정하고 측정된 데이터를 상기 발진회로(123a)에 제공하는 구성요소이다.
상기 발진회로(123a)는 상기 온도 센서(123c)에서 제공되는 온도 데이터가 허용치를 초과하는 경우, 상기 진동자의 구동을 중단시킨다.
다음으로 상기 배터리 팩(130)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 관리부 본체(110) 내부에 삽입되어 설치되며, 상기 초음파 발생부(120)에 전원을 공급하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 배터리 팩(130)은 충방전이 가능한 2차 전지로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 메인 제어부(140)는 도 4, 7에 도시된 바와 같이, 상기 관리부 본체(110)의 내부 후측에 삽입되어 설치되며, 외부에서 공급되는 전원으로 상기 배터리 팩(130)을 충전하고 상기 초음파 발생부(120)를 제어하는 구성요소이다. 따라서 상기 메인 제어부(140)는 도 7에 도시된 바와 같이, MCU(141), 충전회로(142) 및 전원회로(143)를 포함하여 구성된다.
다음으로 상기 접촉 말단부(150)는 도 4, 7에 도시된 바와 같이, 상기 관리부 본체(110)의 후단에 설치되며, 상기 충전 거치부(200)에 거치된 상태에서 상기 충전 거치부(200)와 접촉되어 전원을 공급받고 통신하는 구성요소이다. 즉, 상기 접촉 말단부(150)는 상기 관리부 본체의 말단 중 상기 초음파 발생부(120)의 반대편에 설치되며, 상기 초음파 피부 관리부(100)를 보관하거나 충전시킬 때, 상기 충전 거치부(200)에 삽입되고 접촉되는 부분이다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 접촉 말단부(150)를 구체적으로 도 4, 6에 도시된 바와 같이, 후단 캡(150)과 4핀 터미널(152)로 구성할 수 있다. 먼저 상기 후단 캡(150)은 상기 관리부 본체(110)의 후단에 결합되는 구성요소이며, 상기 충전 거치부(200)에 거치된 상태에서 충전 단자와 접촉하는 부분이다. 따라서 본 실시예에서는 상기 후단 캡(151)을 알루미늄 재질로 구성한다.
다음으로 상기 4핀 터미널(152)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 후단 캡(151) 내부에 설치되며, 상기 충전 거치부(200)에서 전원을 인가받는 구성요소이다. 그리고 상기 4핀 터미널(152)의 안정적인 설치와 동작을 위한 가이드(153, 154) 등이 더 구비될 수 있다.
다음으로 상기 충전 거치부(200)는 도 1, 3에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 피부 관리부(100)가 분리 가능하게 거치되며, 상기 초음파 피부 관리부(100)를 충전하는 구성요소이다. 즉, 상기 충전 거치부(200)는 평소 상기 초음파 피부 관리부(100)의 안정적이고 위생적인 보관을 위한 공간을 제공하며, 충전시에는 상기 접촉 말단부(150)를 통하여 상기 배터리 팩(130)을 충전하는 것이다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 충전 거치부(200)를 구체적으로 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 케이스(220), 충전핀 가이드부(230), 충전회로부(240) 및 하부 케이스(250)를 포함하도록 구성할 수 있다.
먼저 상기 상부 케이스(220)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 접촉 말단부(150)가 삽입되는 거치홈(210)이 형성되고, 상기 충전 거치부(200)의 상면을 덮는 구성요소이다. 여기에서 상기 거치홈(210)은 상기 접촉 말단부(150)가 삽이될 수 있는 정도의 크기로 가지며, 상측에서 하측으로 음각되어 형성된다.
다음으로 상기 충전핀 가이드부(230)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부 케이스(220) 내부에 설치되며, 상기 접촉 말단부(150)와 전기적으로 접촉하여 충전하는 구성요소이다. 다음으로 상기 충전회로부(240)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 충전핀 가이드부(230) 하측에 설치되며, 외부에서 공급되는 전원을 충전에 적합한 전압으로 변환하여 공급하는 구성요소이다.
그리고 상기 하부 케이스(250)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부 케이스(220)와 결합하여 일정한 내부 공간을 형성하는 구성요소이다.
한편 상기 충전 거치부에는 데이터 세팅부(도면에 미도시)가 더 구비될 수 있다. 상기 데이터 세팅부는 상기 충전 거치부(200) 내에 설치되며, 상기 초음파 발생부(120)의 동작 모드, 동작 회수를 제어하는 프로그램을 통신으로 상기 초음파 피부 관리부(100)에 전달하는 구성요소이다.
그리고 데이터 세팅부가 구비되는 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 상부 케이스(210A)의 전면에 설치되며, 상기 데이터 세팅부에 의하여 제공되는 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부(270A)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 디스플레이부(270A)에는 사용자가 필요한 정보를 입력할 수 있는 터치패널 스크린과 같은 인터페이스부가 더 구비될 수 있다.
1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 피부 미용 장치
100 : 초음파 피부 관리부 200 : 충전 거치부
110 : 관리부 본체 120 : 초음파 발생부
130 : 배터리 팩 140 : 메인 제어부
150 : 접촉 말단부

Claims (5)

  1. 초음파를 발생시켜 사용자의 피부를 관리하는 초음파 피부 관리부;
    상기 초음파 피부 관리부가 분리 가능하게 거치되며, 상기 초음파 피부 관리부를 충전하는 충전 거치부;를 포함하며,
    상기 초음파 피부 관리부는,
    전체적으로 원통형 형상을 가지는 관리부 본체;
    상기 관리부 본체의 전단에 설치되며, 피부에 접촉하여 초음파를 인가하는 초음파 발생부;
    상기 관리부 본체 내부에 삽입되어 설치되며, 상기 초음파 발생부에 전원을 공급하는 배터리 팩;
    상기 관리부 본체의 내부 후측에 삽입되어 설치되며, 외부에서 공급되는 전원으로 상기 배터리 팩을 충전하고 상기 초음파 발생부를 제어하는 메인 제어부;
    상기 관리부 본체의 후단에 설치되며, 상기 충전 거치부에 거치된 상태에서 상기 충전 거치부와 접촉되어 전원을 공급받고 통신하는 접촉 말단부;를 포함하고,
    상기 초음파 발생부는,
    상기 관리부 본체의 전단에 결합되며, 피부와 접촉하는 접촉 캡;
    상기 접촉 캡 내에 설치되며, 초음파를 발생시키는 진동자;
    상기 접촉 캡 내에서 상기 진동자와 연결되어 설치되며, 상기 진동자의 구동을 제어하는 진동자 제어부;를 포함하며,
    상기 진동자 제어부는,
    상기 진동자의 구동용 펄스를 출력하고, 상기 메인 제어부에 의하여 상기 진동자의 편차를 보정하는 주파수를 변경하는 발진회로;
    상기 진동자에 공급되는 펄스 출력의 전압을 제어하는 출력 증폭회로;
    상기 출력 증폭회로에서 발생되는 열에 의해 상승되는 온도를 측정하고 측정된 데이터를 상기 발진회로에 제공하는 온도 센서;를 포함하고,
    상기 충전 거치부는, 상기 접촉 말단부가 삽입되는 거치홈이 형성되는 상부 케이스; 상기 상부 케이스 내부에 설치되며, 상기 접촉 말단부와 전기적으로 접촉하여 충전 하는 충전핀 가이드부;
    상기 충전핀 가이드부 하측에 설치되며, 외부에서 공급되는 전원을 충전에 적합한 전압으로 변환하여 공급하는 충전회로부;
    상기 상부 케이스와 결합하여 일정한 내부 공간을 형성하는 하부 케이스;
    상기 충전 거치부 내에 설치되며, 상기 초음파 발생부의 동작 모드, 동작 회수를 제어하는 프로그램을 통신으로 상기 초음파 피부 관리부에 전달하는 데이터 세팅부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 미용 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진동자는 10MHz 주파수의 초음파를 발진하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 미용 장치.
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