KR102602598B1 - 피부 관리 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기는, 프로세서를 수용하는 수용 공간이 형성된 본체, 및 상기 본체의 일 단에 배치되고, 피부와의 접촉면을 형성하는 초음파 진동자 어셈블리를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 피부의 표면의 노폐물 제거를 위한 주파수 특성, 출력 특성, 및 듀티비 특성 중 적어도 하나에 따른 초음파 진동을 상기 피부에 인가하도록 상기 초음파 진동자 어셈블리를 제어할 수 있다.

Description

피부 관리 기기 {SKIN CARE DEVICE}
본 발명은 피부 관리 기기에 관한 것이다.
피부 관리는 잡티가 없고 청결하며 부드러운 피부의 유지를 목표로 하고, 특히 신체 부위 중 얼굴의 피부 관리에 대하여 가장 많은 관심이 형성되어 있다. 따라서, 사람들은 얼굴의 피부 관리를 위해 마사지를 받거나, 기능성 화장 제품을 바르거나, 각종 세정 제품을 사용하여 피부를 청결하게 유지하고자 한다.
그 중, 피부의 노폐물 등을 제거하기 위한 세안의 중요성이 점차 증대되고 있으며, 세안을 위해 사람들은 세정 제품을 얼굴에 손으로 바른 후 물로 씻어내어 피부의 노폐물 등을 제거하고자 한다.
그러나, 손을 이용하여 세안을 하는 경우, 세정 제품이 피부에 고르게 전달되지 못할 수 있고, 손에 의한 세균 감염이 이루어질 수도 있으므로, 최근에는 다양한 도구를 이용하여 간접적으로 세정 제품을 얼굴에 바르는 방식이 이용되고 있다. 특히, 이러한 도구 중에서 브러시와 진동 모터를 포함하여, 브러시의 진동을 통해 피부를 세정하거나, 피부에 초음파 진동을 인가하여 피부를 세정하는 피부 관리 기기가 등장하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 피부 표면에 존재하는 노폐물에 대한 세정력을 극대화하는 피부 관리 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기는 피부 표면의 노폐물에 대한 세정력을 극대화할 수 있는 주파수 특성, 출력 특성, 및 듀티비 특성을 갖는 초음파 진동을 피부에 인가하도록 구현될 수 있다.
실시 예에 따라, 피부에 인가되는 초음파 진동의 주파수는 1MHz 미만일 수 있다.
실시 예에 따라, 피부에 인가되는 초음파 진동의 주파수는 0.13MHz 이상 1MHz 미만일 수 있다.
실시 예에 따라, 피부에 인가되는 초음파 진동의 주파수는, 0.13MHz 및 1MHz 보다 0.35MHz에 가깝게 설정될 수 있다.
실시 예에 따라, 피부에 인가되는 초음파 진동의 출력은 25mW/cm2 및 115mW/cm2 보다 70mW/cm2 에 가깝게 설정될 수 있다.
실시 예에 따라, 피부에 인가되는 초음파 진동의 듀티비는 50% 이상 70% 미만의 범위를 가질 수 있다.
실시 예에 따라, 피부에 인가되는 초음파 진동의 듀티비는, 상기 50% 및 70%보다 60%에 가깝게 설정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기는, 피부와 접촉되는 복수의 돌기들이 형성된 브러시를 포함하고, 상기 복수의 돌기들은 피보나치 나선 패턴으로 배열될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 복수의 돌기들의 굵기 또는 높이는 브러시의 중심부로부터 외곽으로 갈수록 증가할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 복수의 돌기들은 30 이상 50 미만의 경도를 갖는 실리콘으로 구현될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 복수의 돌기들의 경도는, 30 및 50보다 40에 가깝게 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기는, 피부와의 접촉면을 형성하는 초음파 진동자 어셈블리, 및 상기 피부와의 접촉면을 형성하는 복수의 돌기들이 포함된 브러시를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 피부 관리 기기는 세정력의 극대화를 위한 주파수 특성, 출력 특성, 및 듀티비 특성에 기초한 초음파 진동을 피부로 인가함으로써, 피부 표면에 존재하는 노폐물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 피부 관리 기기는 세정력의 극대화를 위한 배열 패턴, 굵기 패턴, 및 경도를 갖는 실리콘 브러시를 구비하여, 피부 표면에 존재하는 노폐물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
뿐만 아니라, 피부 관리 기기는 초음파 진동 및 브러시 미세진동을 피부로 함께 인가함으로써, 손세정 또는 종래의 클렌징 기기에 비해 향상된 세정력을 제공할 수 있다. 이에 따라 사용자의 피부 건강을 증진시키고 제품에 대한 높은 만족도를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 피부 관리 기기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 피부 관리 기기와 크래들을 포함하는 패키지의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 피부 관리 기기의 분해도이다.
도 4는 도 3에 도시된 초음파 진동자 어셈블리의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 초음파 진동의 주파수 및 출력의 변화에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 6 내지 도 8은 초음파 진동의 주파수 및 출력의 변화에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 9는 초음파 진동의 듀티비의 변화에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 10 내지 도 12는 초음파 진동의 듀티비의 변화에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 13은 초음파 진동의 단속 모드에서 듀티비의 변화에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 14 내지 도 16은 초음파 진동의 단속 모드에서 듀티비의 변화에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기의 세정력 극대화를 위한 초음파 진동의 주파수 범위를 나타내는 도면이다.
도 18은 도 3에 도시된, 진동 모터의 구동에 의해 미세 진동하는 브러시를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 브러시의 돌기 형상 및 패턴에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 20 내지 도 22는 브러시의 돌기 형상 및 패턴에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 23은 브러시의 피보나치 나선 패턴으로 배열된 복수의 돌기들의 굵기 변화에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 24 내지 도 26은 브러시의 피보나치 나선 패턴으로 배열된 복수의 돌기들의 굵기 변화에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 27은 브러시의 복수의 돌기들의 경도에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 28 내지 도 30은 브러시의 복수의 돌기들의 경도에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 31은 브러시의 복수의 돌기들의 경도 및 표면코팅 여부에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 32 내지 도 34는 브러시의 복수의 돌기들의 경도 및 표면코팅 여부에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 35는 초음파 진동 및 브러시 미세진동의 복합 적용 여부에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 36 내지 도 38은 초음파 진동 및 브러시 미세진동의 복합 적용 여부에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터이다.
도 39는 초음파 진동과 브러시 미세진동 중 어느 하나만이 적용된 경우와, 초음파 진동 및 브러시 미세진동이 복합 적용된 경우의 세정력의 차이를 보여주는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 피부 관리 기기를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 피부 관리 기기와 크래들을 포함하는 패키지의 사시도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기(1)는 사용자의 피부에 접촉하여 피부를 세정하는 클렌저 형태의 기기일 수 있다. 상기 피부 관리 기기(1)는 내부에 배터리를 구비함으로써 외부와의 전원 연결 없이 사용될 수 있는 휴대용 피부 클렌저로 구현될 수 있다. 이 경우, 피부 관리 기기(1)는 보관 또는 충전 시에는 크래들(4)에 장착될 수 있다.
피부 관리 기기(1)는 본체(2) 및 헤드(3)를 포함할 수 있다.
본체(2)는 사용자가 손으로 잡고 헤드(3)의 초음파 진동자 어셈블리(311) 및 브러시(322)를 피부에 밀착하여 피부를 세정하기 용이한 형상을 가질 수 있다. 일례로, 본체(2)는 적어도 일 면이 라운드지게 형성되고, 이에 따라 사용자는 본체(2)를 손으로 용이하게 움켜쥘 수 있다.
본체(2)의 내부에는 각종 부품들(회로, 칩, 배터리 등)을 수용하는 수용 공간이 형성될 수 있고, 커버(201)는 상기 수용 공간을 감싸도록 형성되어, 상기 수용 공간 내부의 부품들을 보호할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 커버(201)는 상기 수용 공간으로 물 등의 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 재질로 구현될 수 있다. 예컨대 상기 커버(201)는 실리콘 재질의 커버로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본체(2)의 일 면에는 사용자의 조작을 위한 적어도 하나의 버튼(202, 203)이 구비되고, 피부 관리 기기(1)의 동작 상태나 배터리 상태를 알리기 위한 적어도 하나의 인디케이터(204, 205)가 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 적어도 하나의 버튼(202, 203)은 피부 관리 기기(1)의 전원을 온/오프하기 위한 제1 버튼(202)과, 피부 관리 기기(1)의 동작 모드(진동 강도 등)를 변경하기 위한 제2 버튼(203)을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 인디케이터(204, 205)는 본체(2)의 내부에 구비된 적어도 하나의 광원과 대응되는 위치에 형성되어, 광원으로부터 방출되는 광을 외부로 투과시키는 형태로 구현될 수 있다. 예컨대 상기 적어도 하나의 인디케이터(204, 205)는 피부 관리 기기(1)의 전원 온/오프 여부 또는 현재 설정된 동작 모드와 관련된 정보를 알리는 제1 인디케이터(204)와, 피부 관리 기기(1)의 배터리 상태와 관련된 정보를 알리는 제2 인디케이터(205)를 포함할 수 있다.
헤드(3)는 본체의 일 면(예컨대 전면)의 일부분에 형성될 수 있다. 헤드(3)는 피부와의 접촉면을 형성하여, 피부로 소정의 물리 자극을 인가할 수 있다. 예컨대, 헤드(3)는 피부로 초음파 진동을 인가하는 초음파 진동자 어셈블리(311)와, 미세 진동을 인가하는 브러시(322)를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 브러시(322)는 초음파 진동자 어셈블리(311)의 외곽을 감싸는 링 또는 도넛 형태로 구현될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다.
이하 도 3을 참조하여 피부 관리 기기(1)에 포함된 구성들에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 피부 관리 기기의 분해도이다.
이하 도면들에서, 초음파 진동자 어셈블리(311) 및 브러시(322)가 향하는 방향을 전방으로 정의하고, 헤드(3)가 배치된 부분을 상부로 정의하며, 스피커 어셈블리(25)가 배치된 부분을 하부로 정의한다.
도 3을 참조하면, 본체(2)는 커버(201), 프론트 케이스(21), 리어 케이스(22), 기판(23), 배터리(24), 스피커 어셈블리(25), 스피커 커버 어셈블리(26), 실링부재(27) 등을 포함할 수 있다.
커버(201)는 프론트 케이스(21)의 적어도 일부와 리어 케이스(22)를 감싸도록 형성될 수 있다. 커버(201)의 내면은 프론트 케이스(21) 및 리어 케이스(22)의 외면과 밀착될 수 있다. 상술한 바와 같이, 커버(201)는 본체(2) 내로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해 실리콘 등의 재질로 구현될 수 있다.
프론트 케이스(21)는 본체(2)의 전면을 형성하고, 리어 케이스(22)는 본체(2)의 후면을 형성할 수 있다. 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22)는 복수의 체결 부재(예컨대 스크류 등)를 통해 서로 체결될 수 있다. 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22)가 체결됨에 따라, 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22)의 내부에는 기판(23), 배터리(24), 스피커 어셈블리(25) 등의 구성이 수용되는 수용 공간이 형성될 수 있다. 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22)는 플라스틱 등의 재질로 구현될 수 있다.
또한, 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22)에 의해 형성된 수용 공간에는 헤드(3)의 일부 구성들이 수용될 수도 있다. 예컨대, 상기 수용 공간에는 초음파 진동자 어셈블리(311)의 일부, 브라켓(31), 및 진동 모터(32)가 수용될 수 있다.
프론트 케이스(21)에는 초음파 진동자 어셈블리(311)의 일부가 관통하는 개구부가 형성될 수 있다. 상기 수용 공간에 수용된 초음파 진동자 어셈블리(311) 중 일부는 상기 개구부를 통해 외부로 노출되어, 피부와의 접촉면을 형성할 수 있다.
한편, 프론트 케이스(21)의 외면 중 상기 개구부와 인접한(또는 개구부를 둘러싸는) 영역은 브러시 브라켓(321)의 장착 영역을 형성할 수 있다.
또한, 프론트 케이스(21)에는 기판(23)에 구비된 적어도 하나의 버튼 및/또는 적어도 하나의 광원에 대응하는 위치에 적어도 하나의 개구부가 더 형성될 수 있다.
리어 케이스(22)에는 스피커 어셈블리(25)에 포함된 적어도 하나의 구성이 체결될 수 있다. 실시 예에 따라, 리어 케이스(22)에는 스피커 어셈블리(25)의 울림통(soundbox)에 해당하는 공간이 형성될 수 있다. 리어 케이스(22)의 하측에는 스피커 어셈블리(25)에 의해 발생한 사운드가 외부로 방출되기 위한 스피커 홀이 형성되고, 상기 스피커 홀에는 스피커 커버 어셈블리(26)가 장착될 수 있다. 스피커 커버 어셈블리(26)에는 스피커 홀을 통해 물 등이 내부로 침투하는 것을 방지하기 위한 투습방수성 재질의 멤브레인이 구비될 수 있다.
실시 예에 따라, 리어 케이스(22)의 하측에는 적어도 하나의 전원 연결 단자(241)가 더 형성될 수 있다. 상기 전원 연결 단자(241)는 배터리(24)와 전기적으로 연결될 수 있다. 커버(201) 중 상기 전원 연결 단자(241)와 대응하는 영역에는 개구부가 형성되고, 전원 연결 단자(241)는 상기 개구부를 통해 외부로 노출될 수 있다. 피부 관리 기기(1)가 크래들(4)에 장착되면, 전원 연결 단자(241)는 크래들(4)에 구비된 전원 공급 단자(미도시)와 접촉됨으로써 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다. 공급된 전원은 배터리(24)로 제공되어 배터리(24)의 충전이 이루어질 수 있다.
기판(23)은 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22) 사이의 수용 공간에 수용될 수 있다. 기판(23)은 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22) 중 적어도 하나에 체결 및 고정될 수 있다. 기판(23)에는 피부 관리 기기(1)의 동작과 관련된 다양한 제어 구성들이 구비될 수 있다. 예컨대 상기 제어 구성들은 프로세서, 메모리, 통신 회로(통신 인터페이스), 입력 인터페이스(버튼 등), 출력 인터페이스(광원 등) 등을 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 스피커 어셈블리(25), 초음파 진동자 어셈블리(311), 진동 모터(32)와 연결되어 각각의 동작을 제어할 수 있다.
기판(23)의 후방에는 배터리(24)가 구비될 수 있다. 상기 배터리(24)는 리어 케이스(22) 또는 기판(23)의 후면에 장착 및 고정될 수 있다. 배터리(24)는 피부 관리 기기(1)의 동작을 위한 전원을 각 구성들로 공급할 수 있다. 상술한 바와 같이, 배터리(24)는 피부 관리 기기(1)가 크래들(4)에 장착됨에 따라 전원 연결 단자(241)를 통해 외부로부터 충전을 위한 전원을 공급받을 수 있다.
실시 예에 따라, 피부 관리 기기(1)는 외부의 전원 공급 수단과 연결되어, 외부로부터 제공되는 전원을 이용하여 초음파 진동자 어셈블리(311)로 전류를 인가하거나, 진동 모터(32)를 구동할 수도 있다. 이 경우, 피부 관리 기기(1)에는 배터리(24)가 구비되지 않고 커패시터 등의 수단만이 구비될 수도 있다.
실시 예에 따라, 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22) 사이에는 실링부재(27)가 구비될 수 있다. 예컨대, 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22) 각각의 가장자리 영역은, 체결 시 접촉 영역을 형성할 수 있다. 도시된 바와 같이 상기 접촉 영역은 폐곡선 형태(예컨대 타원 등)의 영역에 해당할 수 있고, 상기 실링부재(27)는 상기 접촉 영역에 대응하는 폐곡선 링 형상으로 구현될 수 있다.
실링부재(27)는 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22)의 체결 시 상기 접촉 영역에 발생하는 틈을 실링함으로써, 수분이 상기 틈을 통해 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 3을 계속 참조하면, 헤드(3)는 브라켓(31), 초음파 진동자 어셈블리(311), 진동 모터(32), 브러시 브라켓(321), 및 브러시(322)를 포함할 수 있다.
브라켓(31)은 프론트 케이스(21) 및/또는 리어 케이스(22)와 체결되어, 프론트 케이스(21)와 리어 케이스(22) 사이의 수용 공간에 수용될 수 있다.
브라켓(31)의 전방에는 초음파 진동자 어셈블리(311)가 장착되고, 후방에는 진동 모터(32)가 장착될 수 있다.
초음파 진동자 어셈블리(311)는 소정 높이를 갖는 원통 형상을 가질 수 있다. 초음파 진동자 어셈블리(311)의 저면은 브라켓(31)에 장착되어 상기 수용 공간 내에 위치할 수 있고, 초음파 진동자 어셈블리(311)의 상면은 프론트 케이스(21)의 개구부를 통해 외부로 노출되어 피부와의 접촉면을 형성할 수 있다. 실시 예에 따라, 초음파 진동자 어셈블리(311)와 프론트 케이스(21) 사이에는 적어도 하나의 실링 링(313)이 형성되어, 수분 등이 초음파 진동자 어셈블리(311)와 프론트 케이스(21) 사이의 틈을 통해 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
초음파 진동자 어셈블리(311)는 프로세서의 제어에 따라 인가되는 전류에 기초하여 초음파 진동을 발생시킬 수 있다. 상기 초음파 진동은 피부의 각질층에 일시적인 균열을 생성함으로써, 피부 표면의 미세먼지나 오염물을 피부 바깥으로 배출시킬 수 있고, 피부 표면에 존재하는 각질의 제거율을 향상시킬 수 있다.
한편, 초음파는 특성에 따라 각질제거, 피부 마사지, 인체 내부의 영상 획득, 피부조직 제거 등의 기능을 제공하는 것으로 구분될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 초음파 진동자 어셈블리(311)는 피부 표면의 노폐물이나 오염물의 세정력을 극대화하는 특성의 초음파 진동을 제공할 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 추후 도 4 내지 도 17을 통해 설명하기로 한다.
진동 모터(32)는 프로세서의 제어에 따라 구동할 수 있다. 진동 모터(32)가 구동함에 따라 피부 관리 기기(1)가 전후 방향으로 진동(미세 진동)할 수 있다. 이 경우, 피부와 접촉된 브러시(322)를 통해 미세 진동이 피부로 전달될 수 있다. 브러시(322)를 통해 미세 진동이 피부로 전달되는 경우, 피부 표면에 도포된 세정제(예컨대 세안용 클렌징 폼 등)의 거품 발생량이 증가하여, 피부 표면에 존재하는 오염물이나 화장품 등에 대한 세정력이 향상될 수 있다.
브러시 브라켓(321)은 링 형상으로 형성될 수 있다. 브러시 브라켓(321)은 프론트 케이스(21)의 외면 중 초음파 진동자 어셈블리(311)의 상면이 관통하는 개구부를 둘러싸는 영역에 체결(장착 또는 부착)될 수 있다.
브러시 브라켓(321)의 전방에는 브러시(322)가 체결(장착 또는 부착)될 수 있다. 브러시(322)는 인체에 무해한 실리콘 재질로 구현된 돌기들을 포함할 수 있다. 브러시(322)의 중심부에는 초음파 진동자 어셈블리(311)의 상면이 관통하는 개구부가 형성되어, 초음파 진동자 어셈블리(311)의 상면은 상기 개구부를 통해 외부로 노출되어 피부와 접촉될 수 있다.
브러시(322)는 진동 모터(32)의 구동에 따라 진동함으로써 피부를 자극할 수 있다. 브러시(322)의 진동에 의해, 피부 표면에 도포된 세정제의 거품 발생량이 증가할 수 있고, 피부 표면에 부착된 오염물이 피부로부터 효과적으로 분리될 수 있다. 이에 따라 피부에 대한 효과적인 세정이 가능해질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 브러시(322)의 돌기들은, 피부에 대한 세정력을 극대화하기 위한 패턴, 굵기, 경도 등을 가질 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 추후 도 18 내지 도 34를 통해 설명하기로 한다.
실시 예에 따라, 브러시(322)는 접착부재(323)를 통해 브러시 브라켓(321)에 부착될 수 있고, 브러시 브라켓(321) 또한 접착부재(324)를 통해 프론트 케이스(21)에 부착될 수 있다. 예컨대 접착부재(323)는 양면테이프 등 다양한 종류의 접착제를 포함할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 초음파 진동자 어셈블리의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 초음파 진동자 어셈블리(311)는 초음파 진동자 케이스(3111), 진동자(3112), 절연필름(3113), 및 전극들(3114, 3115)을 포함할 수 있다.
초음파 진동자 케이스(3111)는 도전성을 갖는 스테인리스강 등의 금속으로 구현될 수 있다.
초음파 진동자 케이스(3111)에는 내부에 진동자(3112)가 수용되는 수용 공간(S)이 형성될 수 있다. 초음파 진동자 케이스(3111)의 일 면(예컨대 하면) 중 적어도 일부 영역은 개방되어, 진동자(3112)는 상기 개방된 영역을 통해 수용 공간(S)으로 삽입 및 조립될 수 있다. 초음파 진동자 케이스(3111)의 하면은 도 3에서 상술한 브라켓(31)과 체결될 수 있고, 이에 따라 초음파 진동자 어셈블리(311)는 본체(2)에 고정될 수 있다.
초음파 진동자 케이스(3111)의 일 면(예컨대 상면)은 피부와의 접촉면(311a)을 형성할 수 있다.
초음파 진동자 케이스(3111)의 높이와 두께 중 적어도 하나는 진동자(3112)의 두께에 따라 가변될 수 있다. 에컨대, 진동자(3112)의 두께가 얇아지면, 초음파 진동자 케이스(3111)의 높이와 두께 중 적어도 하나는 감소할 수 있고, 진동자(3112)의 두께가 두꺼워지면, 초음파 진동자 케이스(3111)의 높이와 두께 중 적어도 하나는 증가할 수 있다.
진동자(3112)는 초음파 진동자 케이스(3111)의 수용 공간(S)에 수용될 수 있다. 진동자(3112)는 세라믹으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 초음파 진동자 케이스(3111)와 진동자(3112) 사이에는 절연 필름(3113)이 배치될 수 있다. 절연 필름(3113)은 폴리이미드로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 절연 필름(3113)은 초음파 진동자 케이스(3111)와 진동자(3112)를 전기적으로 절연함으로써, 진동자(3112)로 인가되는 전류가 초음파 진동자 케이스(3111)로 흐르는 것을 차단할 수 있다.
진동자(3112)는 제1 전극(3114) 및 제2 전극(3115)을 통해 기판(23) 및 배터리(24)와 전기적으로 연결되고, 제1 전극(3114) 및 제2 전극(3115)을 통해 인가되는 전압에 기초하여 초음파 진동할 수 있다.
제1 전극(3114)과 제2 전극(3115)은 진동자(3112)의 서로 다른 면에 연결될 수 있다. 실시 예에 따라, 진동자(3112)의 양 면 중 절연 필름(3113)과 마주보는 면에 연결되는 전극(예컨대 제2 전극(3115))은, 용이한 배선 연결을 위해 진동자(3112)의 측면을 통해 제1 전극(3114)과 연결된 면의 일부까지 연장될 수 있다. 이 경우, 제2 전극(3115)과 진동자(3112)의 접촉 영역 중 절연 필름(3113)과 마주보는 면을 제외한 나머지 영역에는 절연부(3116)가 형성될 수 있다.
기판(23)에 형성된 프로세서(미도시)는, 초음파 진동이 제공되는 모드에서, 진동자(3112)로 초음파 진동을 위한 전압을 인가할 수 있다.
한편, 종래의 경우 초음파(또는 초음파 진동)는 인체 내부의 영상을 획득하거나, 저주파 진동을 통한 마사지 기능을 제공하거나, 유효 성분의 피부 내 침투를 향상시키는 기능을 제공하는 데에 사용되었다. 상기 기능들을 제공하기 위한 최적의 초음파 특성(주파수, 출력 등)은 서로 다를 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 초음파 진동자 어셈블리(311)를 통해 피부로 제공되는 초음파 진동은 피부 표면에 존재하는 노폐물이나 오염물의 세정을 위한 것으로서, 종래의 다른 기능들과는 다른 초음파 진동 특성을 가질 수 있다.
구체적으로, 초음파 진동이 피부에 도포된 세정제(세정용액)로 전파되는 경우, 세정제에 캐비테이션(cavitation) 효과에 따라 기포가 발생하고, 기포가 팽창 및 폭발하는 과정이 반복될 수 있다. 상기 기포의 팽창 및 폭발 시 오염물에 가해지는 힘에 의해 오염물 사이에 틈이 형성될 수 있고, 상기 틈으로 기포가 침투 및 폭발함에 따라 오염물이 피부로부터 분리될 수 있다. 즉 피부 표면의 오염물은 상기 기포의 팽창 및 폭발에 따른 압력에 의해 분산 및 분해됨으로써 피부로부터 제거될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 피부 관리 기기(1)는 세정력 극대화를 위한 초음파 진동의 특성을 갖도록 구현될 수 있다. 이하 도 5 내지 도 16을 참조하여, 세정력 극대화를 위한 초음파 진동의 특성을 탐색하기 위해 수행된 다양한 실험 데이터를 통해, 본 발명의 피부 관리 기기(1)에 설정되는 초음파 진동의 특성을 설명한다.
도 5는 초음파 진동의 주파수 및 출력의 변화에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다. 도 6 내지 도 8은 초음파 진동의 주파수 및 출력의 변화에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 5의 실험 데이터는, 초음파 진동의 주파수를 0.35MHz, 1MHz, 및 4MHz로 설정하고, 초음파 진동의 출력을 25mW/cm2, 70mW/cm2, 및 115mW/cm2 로 설정한 경우, 손세정 대비 세정력을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 초음파 진동의 주파수가 0.35MHz이고, 출력이 70mW/cm2 일 때의 세정력은 손세정 대비 2.42배로, 다른 주파수 또는 출력에 비해 높음을 확인할 수 있다.
한편, 상기 조건을 제외한 다른 조건에서도, 세정력은 손세정 대비 1.29배 내지 2.01배까지 높음을 알 수 있다. 즉, 초음파 진동의 주파수가 4MHz 이내이고, 출력이 255mW/cm2 내지 115mW/cm2 인 경우, 손세정에 비해 우수한 세정력이 제공될 수 있다.
도 6 내지 도 8은, 피부의 소정 영역에 노폐물 모사체를 도포한 후 세정제를 도포하고, 초음파 진동의 주파수 및 출력을 서로 다르게 설정하여 상기 소정 영역에 대한 클렌징을 수행한 실험의 데이터를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 도 5의 실험 데이터와 유사하게, 초음파 진동의 주파수가 0.35MHz이고 출력이 70mW/cm2 일 때의 클렌징 영역(노폐물 모사체가 제거된 영역)의 크기는 손세정 대비 3.25배로, 다른 주파수 또는 출력에 비해 클렌징 영역의 크기가 가장 큼을 확인할 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 초음파 진동의 주파수가 0.35MHz이고 출력이 70mW/cm2 일 때의 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기는 손세정 대비 5.52배 작은 바, 다른 주파수 또는 출력에 비해 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기가 가장 작음을 확인할 수 있다.
또한, 도 8을 참조하면, 초음파 진동의 주파수가 0.35MHz이고 출력이 70mW/cm2 일 때의 피부 밝기 차이(노폐물 모사체가 도포되지 않은 영역의 밝기와, 노폐물 모사체 영역의 클렌징 후 밝기 차이)는 손세정 대비 2.68배 작은 바, 다른 주파수 또는 출력에 비해 노폐물이 가장 효과적으로 제거되었음을 확인할 수 있다.
즉, 도 5 내지 도 8의 실험 데이터에 의할 때, 피부로 인가되는 초음파 진동의 주파수가 0.35MHz와 근접할 경우 우수한 세정력이 제공될 수 있다. 이에 기초하여, 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 진동자 어셈블리(311)로부터 피부로 인가되는 초음파 진동의 주파수 범위는 0.35MHz를 포함하도록 설정될 수 있다. 예컨대, 초음파 진동자 어셈블리(311)의 초음파 진동 주파수 범위는 0.3MHz 내지 0.4MHz의 범위로 설정될 수 있다.
또한, 피부로 인가되는 초음파 진동의 출력이 70mW/cm2 와 근접할 경우 우수한 세정력이 제공될 수 있다. 이에 기초하여, 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 진동자 어셈블리(311)로부터 피부로 인가되는 초음파 진동의 출력 범위는 70mW/cm2 를 포함할 수 있다. 예컨대 초음파 진동자 어셈블리(311)의 초음파 진동 출력 범위는 30mW/cm2 내지 110mW/cm2 의 범위로 설정될 수 있다.
도 9는 초음파 진동의 듀티비의 변화에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다. 도 10 내지 도 12는 초음파 진동의 듀티비의 변화에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 9의 실험 데이터는, 초음파 진동의 인가 시 듀티비를 30%, 60%, 및 90%의 단속 모드로 설정한 경우, 및 듀티비를 100%의 연속 모드로 설정한 경우의 손세정 대비 피부 밝기 변화(세정 전과 세정 후의 밝기 변화)를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 초음파 진동의 듀티비가 60%일 때의 세정 전/후의 피부 밝기 차이가 최대이고, 손세정 대비 약 1.79배임을 확인할 수 있다. 반면, 듀티비가 30%이거나 90%인 경우 손세정에 비해 세정 효과가 유의미하게 크지는 않은 것을 알 수 있다.
도 10 내지 도 12는, 피부의 소정 영역에 노폐물 모사체를 도포한 후 세정제를 도포하고, 초음파 진동의 듀티비를 서로 다르게 설정하여 상기 소정 영역에 대한 클렌징을 수행한 실험의 데이터를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 도 9의 실험 데이터와 유사하게, 초음파 진동의 듀티비가 60%일 때의 클렌징 영역(노폐물 모사체가 제거된 영역)의 크기는 손세정 대비 약 2배로, 다른 듀티비에 비해 클렌징 영역의 크기가 가장 큼을 확인할 수 있다.
또한, 도 11을 참조하면, 초음파 진동의 듀티비가 60%일 때의 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기는 손세정 대비 약 5.4배 작은 바, 다른 듀티비에 비해 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기가 가장 작음을 확인할 수 있다.
또한, 도 12를 참조하면, 초음파 진동의 듀티비가 60%일 때의 피부 밝기 차이(노폐물 모사체가 도포되지 않은 영역의 밝기와, 노폐물 모사체 영역의 클렌징 후 밝기 차이)는 손세정 대비 약 2.4배 작은 바, 다른 듀티비에 비해 노폐물이 가장 효과적으로 제거되었음을 확인할 수 있다.
도 13은 초음파 진동의 단속 모드에서 듀티비의 변화에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다. 도 14 내지 도 16은 초음파 진동의 단속 모드에서 듀티비의 변화에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 13 내지 도 16의 실험 데이터는, 단속 모드의 듀티비를 보다 세분화(60%, 70%, 80%, 90%)하여 세정력을 측정한 것이다.
도 13을 참조하면, 초음파 진동의 듀티비가 70%, 80%, 및 90%일 때의 세정력에 비해, 60%일 때의 세정력이 유의미하게 높음을 확인할 수 있다.
도 14를 참조하면, 도 13의 실험 데이터와 유사하게, 초음파 진동의 듀티비가 60%일 때의 클렌징 영역(노폐물 모사체가 제거된 영역)의 크기는 손세정 대비 약 3.9배로, 다른 듀티비에 클렌징 영역의 크기가 가장 큼을 확인할 수 있다. 한편, 듀티비가 70%일 때의 클렌징 영역의 크기는 손세정 대비 약 3.5배로, 듀티비가 80%이거나 90%일 때와의 차이가 유의미함을 확인할 수 있다.
또한, 도 15를 참조하면, 초음파 진동의 듀티비가 60%일 때의 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기는 손세정 대비 약 3.5배 작은 바, 다른 듀티비에 비해 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기가 가장 작음을 확인할 수 있다. 한편, 듀티비가 70%일 때의 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기는 손세정 대비 약 2.6배 작은 바, 듀티비가 80%이거나 90%일 때와의 차이가 유의미함을 확인할 수 있다.
도 16을 참조하면, 초음파 진동의 듀티비가 60%일 때의 피부 밝기 차이(노폐물 모사체가 도포되지 않은 영역의 밝기와, 노폐물 모사체 영역의 클렌징 후 밝기 차이)는 손세정 대비 약 2.3배 작은 바, 다른 듀티비에 비해 노폐물이 가장 효과적으로 제거되었음을 확인할 수 있다. 한편, 듀티비가 70%일 때의 피부 밝기 차이는 손세정 대비 약 1.9배 작은 바, 듀티비가 80%이거나 90%일 때와의 차이가 유의미함을 확인할 수 있다.
즉, 도 9 내지 도 16의 실험 데이터에 의할 때, 피부로 인가되는 초음파 진동의 듀티비가 60%와 근접할 경우 우수한 세정력이 제공될 수 있고, 70%의 듀티비에서도 다른 듀티비와는 유의미한 세정력 차이를 제공할 수 있다. 이에 기초하여, 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 진동자 어셈블리(311)로부터 피부로 인가되는 초음파 진동의 듀티비 범위는 60%를 포함하도록 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 초음파 진동은 약 50% 내지 70% 범위의 듀티비를 갖는 단속 모드로 제공될 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기의 세정력 극대화를 위한 초음파 진동의 주파수 범위를 나타내는 도면이다.
도 17의 그래프를 참조하면, 초음파는 주파수별로 피부에 안전한 강도의 임계치가 다를 수 있다. 예컨대 20kHz 내지 350kHz 범위의 주파수를 갖는 초음파의 강도가 임계치를 초과할 경우 캐비테이션 현상에 의해 피부조직이나 세포가 손상될 우려가 존재한다. 또한 350kHz 이상의 주파수를 갖는 초음파의 강도가 임계치를 초과할 경우 화상이 발생할 수 있다.
한편, 초음파는 주파수에 따라 다양한 용도로 구분될 수 있다. 예컨대, 초음파의 용도는 치료용(조직제거, 약물전달 등), 진단용(인체 내부 영상 획득), 피부미용 용도(각질제거, 흡수촉진, 리프팅 등) 등으로 구분될 수 있다. 따라서, 초음파를 인가하는 기기는 용도에 따라 주파수 및 출력이 서로 다르게 설정될 수 있다.
병원 등에서 치료용(약물전달이나 조직제거)이나 진단용(초음파 영상 획득)으로 사용되는 기기의 경우, 초음파가 피부 내로 효과적으로 침투하기 위해 상대적으로 높은 주파수를 가질 수 있다. 예컨대 조직제거를 위해 사용되는 기기로부터 발생하는 초음파는 약 1MHz 내지 7MHz의 주파수를 가질 수 있다. 또한, 진단용(초음파 영상 획득 등)으로 사용되는 기기로부터 발생하는 초음파는 약 2MHz 이상의 높은 주파수를 가질 수 있다.
한편, 가정 등에서 피부미용 용도로 사용되는 피부 관리 기기의 경우, 대부분 피부 표면에 대한 각질 제거나 리프팅 등을 위한 용도를 갖는 바, 주파수가 상대적으로 낮을 수 있다. 예를 들어, 각질제거용 기기의 주파수는 약 24KHz 내지 28KHz의 범위로 설정될 수 있고, 리프팅(마사지) 기기의 주파수는 약 1MHz 내지 3MHz의 범위로 설정될 수 있다.
이에 기초하여, 본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기(1)는 피부 표면의 노폐물을 제거하기 위한 것으로서, 치료용 또는 진단용 초음파의 주파수보다는 낮은 주파수(약 1MHz 미만)를 가질 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 8의 실험 데이터에 따라, 상기 피부 관리 기기(1)의 초음파 출력은 25mW/cm2 내지 115mw/cm2 의 범위를 가질 수 있으며, 보다 바람직하게는 25mW/cm2, 및 115mw/cm2 보다 70mW/cm2 에 가까운 값으로 설정될 수 있다.
피부 관리 기기(1)의 출력이 상기 범위를 갖는 경우, 피부 조직이나 세포의 손상을 방지하기 위해 주파수는 약 0.13MHz 이상을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 도 5 내지 도 8의 실험 데이터에 기초하여, 피부 관리 기기(1)의 초음파 주파수는 상기 0.13MHz 및 1MHz 보다는 0.35MHz 에 가깝게 설정될 수 있다. 예컨대 피부 관리 기기(1)의 초음파 주파수 범위는 0.3MHz 내지 0.4MHz의 범위를 가질 수 있다.
또한, 도 9 내지 도 16의 실험 데이터에 기초하여, 피부 관리 기기(1)의 초음파는 50% 내지 70% 범위의 듀티비를 갖는 단속모드로 출력될 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 50% 및 70% 보다는 60%에 가까운 듀티비를 가질 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기(1)는, 도 5 내지 도 16의 실험 데이터를 통해 설정되는 주파수, 출력, 및 듀티비에 따른 초음파 진동을 제공함으로써, 피부 표면의 노폐물에 대한 세정력을 극대화할 수 있다.
도 18은 도 3에 도시된, 진동 모터의 구동에 의해 미세 진동하는 브러시를 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참조하면, 브러시(322)는 베이스(3221), 베이스(3221)의 일 면으로 소정 높이 돌출되는 복수의 돌기들(3222)을 포함할 수 있다.
베이스(3221)는 중심을 포함하는 소정 영역에 개구부(3223)가 형성된 도넛 형상을 가질 수 있다. 베이스(3221)의 일 면은 도 3에서 상술한 브러시 브라켓(321)과의 결합면을 형성하고, 타 면은 피부 관리 기기(1)의 전방으로 노출되어 피부와의 접촉면을 형성할 수 있다.
복수의 돌기들(3222)은 베이스(3221)의 상기 타 면으로부터 소정 높이 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 복수의 돌기들(3222)은 피부와 접촉되어, 진동 모터(32)의 구동 시 미세 진동을 피부 표면으로 전달할 수 있다.
한편, 베이스(3221) 및 복수의 돌기들(3222)은 실리콘 소재의 일체형 구조로 구현될 수 있다. 이에 따라, 브러시(322)를 통해 피부 관리 기기(1)의 내부로 물 등이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한 복수의 돌기들(3222)이 연성을 가지므로 피부에 가하는 자극의 세기를 소정 수준 이하로 용이하게 유지할 수 있다.
실시 예에 따라, 복수의 돌기들(3222)의 높이는 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 브러시(322)의 내측, 즉 개구부(3223)에 인접한 지점에 형성된 제1 돌기(3222a)의 높이는, 브러시(322)의 외곽에 인접한 지점에 형성된 제2 돌기(322b)의 높이보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 사용자는 피부 영역 중 돌출되지 않은 영역(예컨대 코와 볼 사이의 영역 등)에 대해서도 브러시(322)를 효과적으로 밀착시킬 수 있다.
한편, 복수의 돌기들(3222)은 피부 표면의 세정력을 극대화하기 위한 배열 패턴, 굵기 패턴, 및 경도를 가질 수 있다. 이와 관련된 다양한 실험 데이터에 대해서는 도 19 내지 도 34를 통해 구체적으로 설명한다.
후술할 실험 데이터는, 피부의 소정 영역에 노폐물 모사체를 도포한 후 세정제를 도포하고, 진동 모터(32)의 구동에 의해 미세진동하는 브러시(322)를 피부에 접촉시켜 상기 소정 영역에 대한 클렌징을 수행한 실험의 데이터이다.
도 19는 브러시의 돌기 형상 및 패턴에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다. 도 20 내지 도 22는 브러시의 돌기 형상 및 패턴에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 19를 참조하면, 복수의 돌기들(3222)의 말단이 원형이고, 복수의 돌기들(3222)이 피보나치 나선 패턴으로 배열될 때의 세정력은 손세정 대비 약 2.31배에 해당할 수 있다. 한편, 복수의 돌기들(3222)의 말단이 타원형이고 헥사곤 패턴으로 배열될 때의 세정력은 손세정 대비 약 1.86배에 해당한다. 또한, 복수의 돌기들(3222)의 말단이 타원형 및 원형의 조합이고 방사형으로 배열될 때의 세정력은 손세정 대비 약 1.78배에 해당한다.
브러시(322)가 원형(도넛형)을 갖는 경우, 복수의 돌기들(3222)이 피보나치 나선 패턴으로 배열될 때, 다른 형태의 배열보다 피부와의 접촉 면적이 극대화될 수 있다. 피부와의 접촉 면적이 극대화됨에 따라, 세정력 또한 다른 형태의 배열에 비해 높을 수 있다.
도 20을 참조하면, 도 19의 실험 데이터와 유사하게, 복수의 돌기들(3222)의 말단이 원형이고 피보나치 나선 패턴으로 배열될 때의 클렌징 영역(노폐물 모사체가 제거된 영역)의 크기는 손세정 대비 약 2.8배로, 다른 돌기 형상이나 배열에 비해 클렌징 영역의 크기가 가장 큼을 확인할 수 있다.
또한 도 21을 참조하면, 복수의 돌기들(3222)의 말단이 원형이고 피보나치 나선 패턴으로 배열될 때의 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기는 손세정 대비 약 6.2배 작은 바, 다른 돌기 형상이나 배열에 비해 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기가 가장 작음을 확인할 수 있다.
또한 도 22를 참조하면, 복수의 돌기들(3222)의 말단이 원형이고 피보나치 나선 패턴으로 배열될 때의 피부 밝기 차이(노폐물 모사체가 도포되지 않은 영역의 밝기와, 노폐물 모사체 영역의 클렌징 후 밝기 차이)는 손세정 대비 약 2.7배 작은 바, 다른 돌기 형상이나 배열에 비해 노폐물이 가장 효과적으로 제거되었음을 확인할 수 있다.
즉, 도 19 내지 도 22의 실험 데이터에 기초하여, 브러시(322)에 형성된 복수의 돌기들(3222)은 도 18에 도시된 바와 같이 피보나치 나선 패턴으로 배열될 수 있다.
도 23은 브러시의 피보나치 나선 패턴으로 배열된 복수의 돌기들의 굵기 변화에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다. 도 24 내지 도 26은 브러시의 피보나치 나선 패턴으로 배열된 복수의 돌기들의 굵기 변화에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 19 내지 도 22의 실험 데이터에 따라, 복수의 돌기들(3222)은 피보나치 나선 패턴으로 배열될 수 있다. 다만, 복수의 돌기들(3222)의 굵기가 모두 일정한 경우, 브러시(322)의 외곽으로 갈수록 돌기들 간의 간격이 넓어지게 된다.
도 23 내지 도 26에 도시된 실험 데이터는, 돌기들(3222)의 굵기가 일정한 경우와, 브러시(322)의 외곽으로 갈수록 굵기가 증가되는 경우에 대한 세정력 실험의 데이터이다.
도 23을 참조하면, 돌기들(3222)의 굵기를 일정하게 형성한 경우보다, 브러시(322)의 외곽으로 갈수록 굵기를 증가시키는 경우의 세정력이 높음을 확인할 수 있다. 또한, 돌기들(3222)의 굵기가 1.2mm인 경우보다, 굵기가 0.8mm인 경우의 세정력이 높음을 확인할 수 있다. 즉, 돌기들(3222)과 피부의 접촉 면적이 넓을수록 세정력이 높음을 알 수 있다.
도 24를 참조하면, 도 23의 실험 데이터와 유사하게, 브러시(322)의 외곽으로 갈수록 복수의 돌기들(3222)의 굵기가 증가하도록 형성될 때의 클렌징 영역의 크기는 손세정 대비 약 4.1배로, 일정한 굵기를 갖는 경우에 비해 클렌징 영역의 크기가 큼을 확인할 수 있다.
또한, 도 25를 참조하면, 브러시(322)의 외곽으로 갈수록 복수의 돌기들(3222)의 굵기가 증가하도록 형성될 때의 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기는 손세정 대비 약 3.4배 작은 바, 일정한 굵기를 갖는 경우에 비해 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기가 작음을 확인할 수 있다.
또한, 도 26을 참조하면, 브러시(322)의 외곽으로 갈수록 복수의 돌기들(3222)의 굵기가 증가하도록 형성될 때의 피부 밝기 차이(노폐물 모사체가 도포되지 않은 영역의 밝기와, 노폐물 모사체 영역의 클렌징 후 밝기 차이)는 손세정 대비 약 2.2배 작은 바, 일정한 굵기를 갖는 경우에 비해 노폐물이 가장 효과적으로 제거되었음을 확인할 수 있다.
즉, 도 23 내지 도 26의 실험 데이터에 기초하여, 본 발명의 브러시(322)에 피보나치 나선 패턴으로 형성되는 복수의 돌기들(3222)의 굵기는, 브러시(322)의 내측에서 외곽으로 갈수록 증가할 수 있다.
도 27은 브러시의 복수의 돌기들의 경도에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다. 도 28 내지 도 30은 브러시의 복수의 돌기들의 경도에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 18에서 상술한 바와 같이, 복수의 돌기들(3222)은 연성을 갖는 실리콘 재질 등으로 구현될 수 있다. 이 때, 복수의 돌기들(3222)의 경도에 따라 세정력의 차이가 발생할 수 있는 바, 가장 우수한 세정력을 제공할 수 있는 경도로 복수의 돌기들(3222)을 형성할 필요가 있다.
도 27 내지 도 30의 실험 데이터는, 복수의 돌기들(3222)이 피보나치 나선 패턴으로 배열되고, 돌기들(3222)의 굵기는 브러시(322)의 외곽으로 갈수록 굵게 형성될 때, 돌기들(3222)의 경도에 따른 세정력 차이를 비교한 실험 데이터이다.
도 27을 참조하면, 돌기들(3222)의 경도가 40일 때의 세정력은 손세정 대비 약 2.9배로, 경도가 50일 때의 세정력보다 높음을 확인할 수 있다.
도 28을 참조하면, 도 27의 실험 데이터와 유사하게, 돌기들(3222)의 경도가 40일 때의 클렌징 영역의 크기는 손세정 대비 약 4.4배로, 경도가 50일 때에 비해 클렌징 영역의 크기가 큼을 확인할 수 있다.
또한, 도 29를 참조하면, 돌기들(3222)의 경도가 40일 때의 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기는 손세정 대비 약 6.2배 작은 바, 경도가 50일 때에 비해 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기가 작음을 확인할 수 있다.
또한, 도 30을 참조하면, 돌기들(3222)의 경도가 40일 때의 피부 밝기 차이(노폐물 모사체가 도포되지 않은 영역의 밝기와, 노폐물 모사체 영역의 클렌징 후 밝기 차이)는 손세정 대비 약 2.9배 작은 바, 경도가 50일 때에 비해 노폐물이 가장 효과적으로 제거되었음을 확인할 수 있다.
즉, 도 27 내지 도 30의 실험 데이터에 기초하여, 본 발명의 브러시(322)에 포함된 복수의 돌기들(3222)의 경도는 50보다 40에 가깝게 형성될 수 있다.
도 31은 브러시의 복수의 돌기들의 경도 및 표면코팅 여부에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다. 도 32 내지 도 34는 브러시의 복수의 돌기들의 경도 및 표면코팅 여부에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다.
도 27 내지 도 30의 실험 데이터에 따라, 돌기들(3222)의 경도가 40일 때의 세정력이 경도가 50일 때의 세정력보다 우수함을 확인할 수 있다. 이하 도 31 내지 도 34에서는, 돌기들(3222)의 경도가 40보다 낮은 30일 때의 세정력, 및 돌기들(3222)의 표면에 코팅 처리(윤활제 처리 등)가 수행된 경우의 세정력을 측정한 실험 데이터를 설명한다.
도 27 내지 도 30과 마찬가지로, 도 31 내지 도 34의 실험에서 복수의 돌기들(3222)은 피보나치 나선 패턴으로 배열되고, 굵기는 브러시(322)의 외곽으로 갈수록 굵게 형성될 수 있다.
도 31을 참조하면, 돌기들(3222)의 경도가 30일 때의 세정력은 손세정 대비 약 2.56배로, 경도가 40일 때의 세정력보다 낮음을 확인할 수 있다. 또한, 돌기들(3222)의 표면이 코팅 처리된 경우의 세정력은 오히려 감소함을 확인할 수 있다.
도 32를 참조하면, 도 31의 실험 데이터와 유사하게, 돌기들(3222)의 경도가 40일 때의 클렌징 영역의 크기는 손세정 대비 약 4배로, 경도가 30일 때에 비해 클렌징 영역의 크기가 큼을 확인할 수 있다. 또한, 돌기들(3222)의 표면이 코팅 처리(윤활제 처리)된 경우 클렌징 영역의 크기는 오히려 감소함을 확인할 수 있다.
또한, 도 33를 참조하면, 돌기들(3222)의 경도가 40일 때의 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기는 손세정 대비 약 2.3배 작은 바, 경도가 30일 때에 비해 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기가 작음을 확인할 수 있다. 또한, 돌기들(3222)의 표면이 코팅 처리(윤활제 처리)된 경우 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기는 오히려 증가함을 확인할 수 있다.
또한, 도 34를 참조하면, 돌기들(3222)의 경도가 40일 때의 피부 밝기 차이(노폐물 모사체가 도포되지 않은 영역의 밝기와, 노폐물 모사체 영역의 클렌징 후 밝기 차이)는 손세정 대비 약 1.8배 작은 바, 경도가 30일 때에 비해 노폐물이 보다 효과적으로 제거되었음을 확인할 수 있다. 또한, 돌기들(3222)의 표면이 코팅 처리(윤활제 처리)된 경우 노폐물 세정력이 오히려 감소함을 확인할 수 있다.
즉, 도 31 내지 도 34의 실험 데이터에 기초하여, 본 발명의 브러시(322)에 포함된 복수의 돌기들(3222)의 경도는 30보다 40에 가깝게 형성될 수 있고, 표면에는 별도의 코팅 처리가 수행되지 않을 수 있다.
도 27 내지 도 34의 실험 데이터를 종합하면, 본 발명의 복수의 돌기들(3222)의 경도는 30과 50 사이로 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 복수의 돌기들(3222)의 경도는 30 및 50보다는 40에 가깝게 형성되어, 세정 효과를 극대화할 수 있다.
도 19 내지 도 34의 실험 데이터에 기초하여, 본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기(1)의 브러시(322)에 포함된 복수의 돌기들(3222)은, 피보나치 나선 패턴으로 배열되고, 브러시(322)의 외곽으로 갈수록 굵기가 증가하며, 경도는 약 30 내지 50 사이의 범위, 바람직하게는 40에 가까운 값으로 형성되어, 세정력을 극대화할 수 있다.
도 35는 초음파 진동 및 브러시 미세진동의 복합 적용 여부에 따른 세정력의 차이를 측정한 실험 데이터의 예이다. 도 36 내지 도 38은 초음파 진동 및 브러시 미세진동의 복합 적용 여부에 따른 클렌징 영역의 차이, 노폐물 모사체 잔존 영역의 차이, 및 피부 밝기의 차이를 측정한 실험 데이터이다.
도 35 내지 도 38의 실험에서, 초음파 진동 특성은 도 9 내지 도 16의 실험 데이터에 따라 설정될 수 있고, 브러시(3222)의 형상 및 특성은 도 19 내지 도 34의 실험 데이터에 따라 설정될 수 있다.
이에 기초하여 도 35를 참조하면, 초음파 진동과 브러시 미세진동이 복합 적용된 경우의 세정력은 손세정 대비 약 3.98배로, 초음파 진동만이 적용된 경우 및 브러시 미세진동만이 적용된 경우에 비해 우수한 세정력을 제공함을 확인할 수 있다.
도 36을 참조하면, 도 35의 실험 데이터와 유사하게, 초음파 진동과 브러시 미세진동이 복합 적용될 때의 클렌징 영역의 크기는 손세정 대비 약 7.2배로, 초음파 진동만이 적용된 경우 및 브러시 미세진동만이 적용된 경우에 비해 클렌징 영역의 크기가 큼을 확인할 수 있다.
또한 도 37을 참조하면, 초음파 진동과 브러시 미세진동이 복합 적용될 때의 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기는 손세정 대비 약 6.3배 작은 바, 초음파 진동만이 적용된 경우 및 브러시 미세진동만이 적용된 경우에 비해 노폐물 모사체 잔존 영역의 크기가 작음을 확인할 수 있다.
또한, 도 38을 참조하면, 초음파 진동과 브러시 미세진동이 복합 적용될 때의 피부 밝기 차이(노폐물 모사체가 도포되지 않은 영역의 밝기와, 노폐물 모사체 영역의 클렌징 후 밝기 차이)는 손세정 대비 약 2.9배 작은 바, 초음파 진동만이 적용된 경우 및 브러시 미세진동만이 적용된 경우에 비해 노폐물이 보다 효과적으로 제거되었음을 확인할 수 있다.
도 39는 초음파 진동과 브러시 미세진동 중 어느 하나만이 적용된 경우와, 초음파 진동 및 브러시 미세진동이 복합 적용된 경우의 세정력의 차이를 보여주는 예시도이다.
도 39를 참조하면, 사용자의 피부(1000) 중 노폐물 모사체가 도포된 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)에 대한 클렌징이 수행될 수 있다. 이 때, 제1 영역(R1)에는 초음파 진동과 브러시 미세진동 중 어느 하나만이 적용되고, 제2 영역(R2)에는 초음파 진동과 브러시 미세진동이 함께 적용된다.
그 결과, 노폐물 모사체가 도포되지 않은 영역과의 피부 밝기 차이는, 제1 영역(R1)보다 제2 영역(R2)이 작을 수 있다. 즉, 제2 영역(R2)에 대한 세정이 보다 효과적으로 수행되었음을 의미할 수 있다.
즉, 도 35 내지 도 38의 실험 데이터에 기초하여, 본 발명의 실시 예에 따른 피부 관리 기기(1)는 초음파 진동자 어셈블리(311) 및 브러시(322)를 구비하여, 사용자의 피부 세정 시 초음파 진동 및 브러시 미세진동을 함께 인가할 수 있다. 이에 따라 손세정 또는 종래의 다른 클렌징 기기에 비해 향상된 세정력을 제공함으로써, 피부 표면에 존재하는 노폐물을 효과적으로 제거하여 피부 건강을 증진시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 진동 모터를 수용하는 수용 공간이 형성된 본체;
    피부와의 접촉면을 형성하는 초음파 진동자 어셈블리; 및
    상기 본체의 일 단에 배치되고, 상기 진동 모터의 구동 시 피부로 미세진동을 전달하는 브러시를 포함하고,
    상기 브러시는,
    상기 초음파 진동자 어셈블리의 외둘레를 감싸는 도넛 형상의 베이스; 및
    상기 베이스의 일 면으로부터 돌출되고, 피부와의 접촉면을 형성하는 복수의 돌기들을 형성하고,
    상기 복수의 돌기들의 굵기와 높이 중 적어도 하나는 상기 베이스의 내측으로부터 외곽으로 갈수록 증가하는 피부 관리 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 돌기들 각각의 말단은 원형으로 형성되는 피부 관리 기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 돌기들은 제1 돌기, 및 상기 제1 돌기보다 외곽에 형성된 제2 돌기를 포함하고,
    상기 제1 돌기의 굵기는 상기 제2 돌기의 굵기보다 얇은 피부 관리 기기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 돌기의 높이는 상기 제2 돌기의 높이보다 낮은 피부 관리 기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 돌기들은 실리콘으로 형성되고,
    상기 복수의 돌기들의 경도는 30 이상 50 미만의 범위를 갖는 피부 관리 기기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 돌기들의 경도는, 상기 30 및 50보다 40에 가깝게 형성되는 피부 관리 기기.
  7. 프로세서 및 진동 모터를 수용하는 수용 공간이 형성된 본체;
    상기 본체의 일 단에 형성된 헤드를 포함하고,
    상기 헤드는,
    피부와의 접촉면을 형성하는 초음파 진동자 어셈블리; 및
    상기 피부와의 접촉면을 형성하는 복수의 돌기들이 포함된 브러시를 포함하고,
    상기 브러시는,
    상기 초음파 진동자 어셈블리의 외둘레를 감싸는 도넛 형상의 베이스를 더 포함하고,
    상기 복수의 돌기들의 굵기와 높이 중 적어도 하나는 내측으로부터 외곽으로 갈수록 증가하는
    피부 관리 기기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 돌기들은 30 이상 50 미만의 경도 범위를 갖는 실리콘으로 형성되는 피부 관리 기기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 초음파 진동자 어셈블리를 통해 상기 피부에 인가되는 초음파 진동은,
    0.13MHz 및 1MHz 보다 0.35MHz에 가까운 주파수 특성을 갖고,
    25mW/cm2 및 115mW/cm2 보다 70mW/cm2에 가까운 출력 특성을 갖고,
    50% 및 70% 보다 60%에 가까운 듀티비 특성을 갖는 피부 관리 기기.
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