KR20060024793A - Ultrasound applying skin care device - Google Patents

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KR20060024793A
KR20060024793A KR1020057023727A KR20057023727A KR20060024793A KR 20060024793 A KR20060024793 A KR 20060024793A KR 1020057023727 A KR1020057023727 A KR 1020057023727A KR 20057023727 A KR20057023727 A KR 20057023727A KR 20060024793 A KR20060024793 A KR 20060024793A
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마히토 누노무라
다카후미 오바
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마츠시다 덴코 가부시키가이샤
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Abstract

An ultrasonic skin care device has an applicator head for applying the ultrasound vibrations to a user fs skin. The applicator head has a vibrator element and a horn which are integrated into a combined vibration mass that resonates with an electric pulse to produce the ultrasound vibrations. The device is configured to limit the ultrasound upon detection that the applicator head is out of a normal contact with the skin. A load detecting circuit detects whether the applicator head is in a normally loaded condition or in an unloaded condition with reference to electrically equivalent impedance of the combined vibration mass. The combined vibration mass has a structure that restrains vibrations at a center portion of the vibration mass in order to reduce an undesired parasitic resonance, thereby enabling to discriminate the impedance given under the normally loaded condition from that given under the unloaded condition.

Description

초음파 피부 관리 장치{ULTRASOUND APPLYING SKIN CARE DEVICE}Ultrasonic Skin Care Device {ULTRASOUND APPLYING SKIN CARE DEVICE}

본 발명은 피부 미용 및 건강을 위해 피부 조직의 신진 대사를 활성화하도록, 사용자의 피부에 초음파를 인가하는 초음파 피부 관리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an ultrasonic skin care device for applying ultrasonic waves to the skin of a user to activate the metabolism of the skin tissue for skin beauty and health.

국제특허 WO98/51255호에는 초음파를 생성하여 사용자의 피부에 전달하기 위한 초음파 인가 헤드를 구비하는 초음파 피부 관리 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 초음파 인가 헤드가 피부에 접촉되었다가 분리되었을 때 에너지를 절약할 뿐만 아니라 초음파 인가 헤드가 피부에 접촉할 때 초음파를 안전하게 인가하기 위하여, 초음파 인가 헤드의 피부 접촉에 의한 부하(load)가 가해지는지 여부를 판정하기 위한 부하 검출 회로를 포함한다. 초음파 피부 관리 장치는, 초음파 인가 헤드에 부하가 가해지는지 여부를 판정하기 위하여, 초음파 인가 헤드에 작용하는 부하에 따라 변경되는, 초음파 인가 헤드의 전기적으로 등가인 임피던스에 의존하며, 초음파 인가 헤드에 인가되는 대응 전압을 기준 전압과 비교한다. 그러나, 초음파 인가 헤드가 비교적 높은 주파수, 예컨대 수 메가헤르츠(MHz) 이상의 고주파로 초음파 진동을 전달하는 경우, 초음파 인가 헤드에 생기는 기생 공진(parasitic resonance) 효과가 커지기 때문에, 전기적으로 등가인 임피던스에 기초하여 부하 상태(load condition)와 무부하 상태(unloaded condition)를 구분하는 것이 용이하 지 않을 수 있다. International patent WO98 / 51255 discloses an ultrasonic skin care device having an ultrasonic application head for generating and delivering ultrasonic waves to the skin of a user. This device not only saves energy when the ultrasonic application head is in contact with the skin and is separated, but also a load by the skin contact of the ultrasonic application head in order to safely apply ultrasonic waves when the ultrasonic application head is in contact with the skin. And a load detection circuit for determining whether or not to be applied. The ultrasonic skin care device is applied to the ultrasonic application head depending on the electrically equivalent impedance of the ultrasonic application head, which is changed according to the load acting on the ultrasonic application head, to determine whether a load is applied to the ultrasonic application head. The corresponding voltage is compared with the reference voltage. However, when the ultrasonic application head transmits the ultrasonic vibration at a relatively high frequency, for example, several megahertz (MHz) or more, the parasitic resonance effect of the ultrasonic application head is increased, and therefore, based on an electrically equivalent impedance Therefore, it may not be easy to distinguish between a load condition and an unloaded condition.

일본특허공보 제7-59197호에 개시되어 있는 초음파 진동 소자는 이 진동 소자의 외주 부분에 생기는 진동을 감소시키는 것이다. 이 진동 소자는 원형의 디스크의 형태를 가지며, 이 디스크의 대향하는 면상에 원형의 상부 전극 및 하부 전극이 제공된다. 원형의 상부 전극 및 하부 전극은 각각 그 직경이 진동 장치의 직경보다 작게 되어 있어서, 진동 소자의 외주 부분이 개방된 상태가 되어, 직경 방향으로 전달되는 바람직하지 않은 진동을 차단하게 된다. 이에 의하면, 바람직한 초음파 진동이 진동 장치의 두께 방향으로 진행할 수 있게 된다. The ultrasonic vibration element disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-59197 reduces vibration generated on the outer circumferential portion of the vibration element. This vibrating element has the form of a circular disk, and circular upper and lower electrodes are provided on opposite surfaces of the disk. The circular upper and lower electrodes each have a diameter smaller than that of the vibrating device, so that the outer circumferential portion of the vibrating element is opened, thereby blocking undesirable vibrations transmitted in the radial direction. According to this, preferable ultrasonic vibration can advance to the thickness direction of a vibration apparatus.

기생 공진은 일본특허공보 제7-59197호에 개시된 구조를 이용하여 어느 정도까지 감소시킬 수 있다. 본 발명의 발명자들은, 고주파의 초음파 진동에 대하여 연구한 후, 초음파 인가 헤드의 중심에서 생기는 진동을 억제시키는 것이 효과적이라는 것을 알게 되었다. 초음파 인가 헤드의 중심에서 생기는 진동을 억제시키는 것은 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키기 위한 것이며, 초음파 인가 헤드가 부하 상태와 무부하 상태일 때, 각 상태를 충분히 구분시킬 수 있는 전기적으로 등가인 임피던스를 나타낼 수 있는 정도까지 감소시키게 된다. 이러한 임피던스는 부하 상태와 무부하 상태 간의 구분을 용이하게 하기 위한 것이다. The parasitic resonance can be reduced to some extent using the structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-59197. After studying the high frequency ultrasonic vibration, the inventors of the present invention found that it is effective to suppress the vibration occurring at the center of the ultrasonic application head. Suppression of vibrations at the center of the ultrasonic application head is intended to reduce undesirable parasitic resonances, and when the ultrasonic application head is under load and no load conditions, it exhibits an electrically equivalent impedance that can sufficiently distinguish each state. To the extent possible. This impedance is intended to facilitate the distinction between load state and no load state.

본 발명은 상기 설명한 바와 같은 점을 고려한 것으로서, 본 발명은 피부 관리를 향상시키기 위하여 초음파를 효과적이고 안전하게 인가할 수 있는 초음파 피부 관리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in consideration of the above-described points, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic skin care apparatus that can effectively and safely apply ultrasonic waves to improve skin care.

본 발명의 피부 관리 장치는 사용자의 피부에 초음파를 인가하는 초음파 인가 헤드가 장착된 하우징과, 초음파 인가 헤드를 구동시켜 초음파를 피부로 전달시키는 전기 펄스를 제공하는 구동 회로를 포함한다. 초음파 인가 헤드는 초음파를 생성하는 진동 소자와, 장착을 위한 장착면과 피부에 접촉되어 사용되는 피부 접촉면을 갖는 혼(horn)을 포함하여 구성된다. 이 혼은 장착면 상에 진동 소자를 설치하여 초음파를 피부에 전달시키게 된다. 진동 소자와 혼은 통합되어 통합 진동체를 형성하며, 이 진동체가 구동 회로로부터의 전기 펄스와 공진하여 초음파를 생성하고, 이에 의하여 생성되는 진동을 피부에 전달하게 된다. 통합 진동체는 사용자의 피부와 접촉하여 정상적으로 부하가 걸리는 부하 상태일 때의 전기적으로 등가인 제1 임피던스와, 진동체가 무부하 상태일 때 전기적으로 등가인 제2 임피던스를 제공한다. 초음파 피부 관리 장치는 통합 진동체가, 전기적으로 등가인 제1 임피던스를 제공하는지 제2 임피던스를 제공하는지를 모니터링하고, 전기적으로 등가인 제1 임피던스가 인지되면 부하 검출 신호를 제공하는 부하 검출 회로를 포함한다. 또한, 초음파 피부 관리 장치는 부하 검출 신호가 미리 정해진 시간 내에 수신되지 않은 경우에 전기 펄스를 제한 또는 중단시키는 제어 회로를 포함한다. 본 발명의 특징은 통합 진동체가 그 중심 부분에서의 진동을 억제하는 구조를 가짐으로써, 기생 공진을 감소시켜, 전기적으로 등가인 제2 임피던스로부터 전기적으로 등가인 제1 임피던스를 구분해낼 수 있는 것에 있다. 따라서, 부하 검출 회로는 초음파 인가 헤드가 피부에 접촉되어 있는지 아니면 접촉되어 있지 않은지를 성공적으로 판정할 수 있으며, 제어 회로는 초음파 인가 헤드에 부하가 걸리지 않을 때 생성되는 초음파 진동을 신뢰성 있게 제한할 수 있다. The skin care device of the present invention includes a housing equipped with an ultrasonic wave applying head for applying ultrasonic waves to a user's skin, and a driving circuit for providing an electric pulse for driving the ultrasonic wave applying head to deliver ultrasonic waves to the skin. The ultrasonic application head comprises a horn having a vibrating element for generating ultrasonic waves and a mounting surface for mounting and a skin contact surface used in contact with the skin. The horn installs a vibrating element on the mounting surface to transmit ultrasonic waves to the skin. The vibrating element and the horn are integrated to form an integrated vibrating body, which vibrates with electric pulses from the drive circuit to generate ultrasonic waves, thereby transmitting the generated vibrations to the skin. The integrated vibrator provides an electrically equivalent first impedance when it is in a normally loaded load state in contact with the user's skin and a second impedance that is electrically equivalent when the vibrator is unloaded. The ultrasonic skin care device includes a load detection circuit that monitors whether the integrated vibrator provides an electrically equivalent first impedance or a second impedance, and provides a load detection signal when the electrically equivalent first impedance is recognized. . The ultrasonic skin care apparatus also includes a control circuit that limits or stops the electric pulse when the load detection signal is not received within a predetermined time. A feature of the present invention is that the integrated vibrating body has a structure that suppresses vibration in the center portion thereof, thereby reducing parasitic resonance and distinguishing an electrically equivalent first impedance from an electrically equivalent second impedance. . Therefore, the load detection circuit can successfully determine whether the ultrasonic application head is in contact with the skin or not, and the control circuit can reliably limit the ultrasonic vibration generated when the ultrasonic application head is not loaded. have.

진동 소자는 평평한 상부 단면과 평평한 하부 단면을 구비하는 원형의 디스크 형태를 갖는 압전 소자를 포함하고, 상부 단면과 하부 단면에는 각각 상부 전극과 하부 전극이 위치하며, 전기 펄스가 상부 전극과 하부 전극의 양단에 인가되도록 하는 것이 바람직하다. 상부 전극, 하부 전극, 및 압전 소자 중 적어도 하나에는 통합 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한 중심 개구가 형성된다. The vibrating element includes a piezoelectric element having a circular disk shape having a flat upper cross section and a flat lower cross section, wherein upper and lower electrodes are located at the upper and lower cross sections, respectively, and an electric pulse is applied to the upper and lower electrodes. It is desirable to be applied at both ends. At least one of the upper electrode, the lower electrode, and the piezoelectric element is formed with a central opening for suppressing vibration at the center of the integrated vibrating body.

중심 개구에 더하여, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나는 압전 소자의 직경보다 작은 직경을 가짐으로써, 압전 소자의 외주 부분이 개방된 상태가 되도록 하여, 압전 소자의 외주 부근에서의 바람직하지 않은 진동을 감소시킨다. In addition to the central opening, at least one of the upper electrode and the lower electrode has a diameter smaller than the diameter of the piezoelectric element, so that the outer circumferential portion of the piezoelectric element is in an open state, thereby causing undesirable vibration in the vicinity of the outer circumference of the piezoelectric element. Decrease.

다른 구성으로서, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나는 적어도 하나의 슬릿에 의하여 분리되어 복수개의 동일한 세그먼트로 된다. 슬릿은 직경 방향으로 연장하여 압전 소자의 중심과 직경 방향으로 연장하는 밴드 부분이 개방된 상태가 되도록 하여, 진동체의 중심에서의 진동을 억제한다. In another configuration, at least one of the upper electrode and the lower electrode is separated by at least one slit into a plurality of identical segments. The slit extends in the radial direction so that the center of the piezoelectric element and the band portion extending in the radial direction are in an open state, thereby suppressing vibration at the center of the vibrating body.

직경 방향으로 연장하는 슬릿을 제공하는 대신에, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나가 압전 소자의 중심 부분을 개방시키는 적어도 하나의 슬릿을 포함하여, 진동체의 중심에서 생기는 진동을 억제한다. Instead of providing a slit extending in the radial direction, at least one of the upper electrode and the lower electrode includes at least one slit to open the central portion of the piezoelectric element, thereby suppressing vibration occurring at the center of the vibrating body.

상부 전극, 하부 전극, 및 압전 소자 중 적어도 하나에 중심 개구를 형성하는 것과 별개로, 또는 이와 조합하여, 혼이 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한, 관통홀 또는 캐비티 형태의 중심 구멍을 포함하도록 구성할 수 있다. Apart from or in combination with forming a central opening in at least one of the upper electrode, the lower electrode, and the piezoelectric element, a center hole in the form of a through hole or a cavity for suppressing vibration at the center of the vibrating body is provided. It can be configured to include.

또한, 중심 구멍을 형성하는 대신에, 상부 전극의 중심이 상기 통합 진동체의 중심에서 생기는 진동을 흡수하기 위한 탄성 부재로 덮여 있도록 하여, 기생 공진을 감소시키도록 해도 된다. In addition, instead of forming the center hole, the center of the upper electrode may be covered with an elastic member for absorbing the vibration generated at the center of the integrated vibrating body, so as to reduce the parasitic resonance.

또한, 상부 전극의 중심을, 구동 회로로부터 인출되는 리드선에 상부 전극을 전기적으로 접속시키기 위한 땜납 벌크로 덮도록 할 수 있다. 땜납 벌크는 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위하여 통합 진동체의 중심에 중량을 추가한다. In addition, the center of the upper electrode can be covered with a solder bulk for electrically connecting the upper electrode to the lead wire drawn out from the driving circuit. The solder bulk adds weight to the center of the integrated vibrating body to suppress vibrations at the center of the vibrating body.

또한, 혼은 혼을 둘러싸는 림 부분과 통합되어 하나의 부품을 형성하고, 림 부분은 혼이 하우징에 고정되도록 구성된다. 혼과 림 부분의 사이에는 초음파 진동이 림 부분 쪽으로 전파되는 것을 억제하여 초음파가 혼에 집중되도록 함으로써, 초음파가 혼을 통해 피부에 효과적으로 전달되도록 하는 억제부가 형성된다. 이 억제부는 혼과 림 부분 사이의 경계를 따라 형성되는 캐비티에 의해 모양이 정해질 수 있다. The horn is also integrated with the rim portion surrounding the horn to form one part, the rim portion being configured to secure the horn to the housing. Between the horn and the rim portion, an ultrasonic vibration is prevented from propagating toward the rim portion so that the ultrasonic waves are concentrated on the horn, so that an ultrasonic wave is effectively transmitted to the skin through the horn. This restraint can be shaped by a cavity formed along the boundary between the horn and the rim.

바람직하게는, 제어 회로가 전기적으로 등가인 제1 임피던스의 크기에 따라 진동 소자에서 생기는 초음파의 세기를 변화시키기 위하여 전기적으로 등가인 제1 임피던스를 수신하도록 구성된다. 혼 또는 통합 진동체가 사용자의 피부에 접촉하여 유지되는 압력에 따라 전기적으로 등가인 제1 임피던스가 변화하기 때문에, 초음파 피부 관리 장치는 그 압력에 따라 피부에 인가되는 초음파의 효과 또는 강도를 변화시킬 수 있어, 사용자의 피부에 대하여 초음파를 선택적으로 인가하여 피부 관리를 향상시킬 수 있다. Preferably, the control circuit is configured to receive the electrically equivalent first impedance to change the intensity of the ultrasonic waves generated in the vibrating element in accordance with the magnitude of the electrically equivalent first impedance. Since the first equivalent electrical impedance changes with the pressure that the horn or the integrated vibrating body maintains in contact with the user's skin, the ultrasound skin care device can change the effect or intensity of the ultrasound applied to the skin in response to the pressure. Therefore, by selectively applying ultrasonic waves to the skin of the user can improve the skin care.

또한, 초음파 피부 관리 장치는 통합 진동체가 움직이고 있는지 여부를 모니터링하여, 진동체가 움직이고 있을 때에 움직임 검출 신호를 제공하는 움직임 검출 회로를 포함하는 것이 바람직하다. 제어 회로는 움직임 검출 신호를 수신하고, 구동 회로를 제어하여, 부하 검출 신호가 미리 정해진 시간 내에 수신되지 않는 경우 또는 부하 검출 신호가 미리 정해진 시간 내에 검출된 경우라도 움직임 검출 신호가 임계 시간 동안 계속되지 않는 경우에, 전기 펄스를 중단 또는 제한하도록 접속된다. In addition, the ultrasonic skin care apparatus preferably includes a motion detection circuit for monitoring whether the integrated vibrating body is moving and providing a motion detection signal when the vibrating body is moving. The control circuit receives the motion detection signal and controls the driving circuit so that the motion detection signal does not continue for the threshold time even if the load detection signal is not received within the predetermined time or even if the load detection signal is detected within the predetermined time. If not, it is connected to interrupt or limit the electric pulse.

본 발명의 이러한 목적 및 장점과 그외의 다른 목적이나 장점에 대해서는, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 더 명백하게 될 것이다. These and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 초음파 피부 관리 장치의 단면을 나타내는 정면도. 1 is a front view showing a cross section of an ultrasonic skin care device, in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

도 2A~2C는 본 발명의 초음파 피부 관리 장치의 적절하지 못한 사용 상태를 나타내는 도면. 2A to 2C are views showing inappropriate use of the ultrasonic skin care device of the present invention.

도 3은 본 발명의 초음파 피부 관리 장치의 전기 회로를 나타내는 블록도.3 is a block diagram showing an electric circuit of the ultrasonic skin care apparatus of the present invention.

도 4는 전기 회로의 구동 회로, 부하 검출 회로, 및 움직임 검출 회로를 나타내는 회로도. 4 is a circuit diagram showing a drive circuit, a load detection circuit, and a motion detection circuit of an electric circuit.

도 5A~5F는 부하 검출 회로 및 움직임 검출 회로의 동작을 나타내는 파형도.5A to 5F are waveform diagrams showing operations of the load detection circuit and the motion detection circuit.

도 6은 상기 회로의 온도 감지 회로를 나타내는 회로도. 6 is a circuit diagram showing a temperature sensing circuit of the circuit.

도 7은 초음파 피부 관리 장치의 동작을 나타내는 흐름도.7 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic skin care apparatus.

도 8은 상기 초음파 피부 관리 장치의 초음파 인가 헤드를 나타내는 평면도.8 is a plan view of the ultrasonic application head of the ultrasonic skin care device.

도 9는 초음파 인가 헤드의 단면도.9 is a cross-sectional view of the ultrasonic application head.

도 10~12는 초음파 인가 헤드의 변경 구조예를 나타내는 부분 도면.10-12 is a partial view which shows the example of a change structure of an ultrasonic wave application head.

도 13은 초음파 인가 헤드의 통합 진동체와 상이한 주파수를 갖는 초음파의 파장 사이의 관계를 개략적으로 나타내는 도면.FIG. 13 schematically shows the relationship between the integrated vibrating body of the ultrasonic application head and the wavelength of ultrasonic waves having different frequencies. FIG.

도 14는 기생 공진을 감소시키는 구성 없이, 정상적인 부하 상태, 무부하 상태, 및 비정상적인 부하 상태하에서 주어지는 진동체의 전기적으로 등가인 임피던스를, 비교 목적으로 나타낸 그래프.Fig. 14 is a graph showing, for comparison purposes, an electrically equivalent impedance of a vibrating body given under normal load conditions, no load conditions, and abnormal load conditions, without a configuration for reducing parasitic resonance.

도 15는 진동 소자의 평면도.15 is a plan view of a vibrating element.

도 16은 진동 소자의 단면도.16 is a cross-sectional view of a vibrating element.

도 17은 본 발명의 실시예에 따라 통합 진동체에 대하여 정상적인 부하 상태, 무부하 상태, 및 비정상적인 부하 상태하에서 주어지는 진동체의 전기적으로 등가인 임피던스를 나타내는 그래프.FIG. 17 is a graph showing the electrical equivalent impedance of a vibrating body given under normal load, no load, and abnormal load conditions for the integrated vibrating body in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.

도 18 및 도 19는 상기 실시예의 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면.18 and 19 show a plane and a cross section of a vibrating element according to a modification of the embodiment.

도 20 및 도 21은 상기 실시예의 다른 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면. 20 and 21 show a plane and a cross section of a vibrating element according to another modification of the embodiment;

도 22 및 도 23은 상기 실시예의 또 다른 변형예를 나타내는 평면도. 22 and 23 are plan views showing still another modification of the embodiment.

도 24 및 도 25는 상기 실시예의 다른 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면. 24 and 25 show a plane and a cross section of a vibrating element according to another modification of the embodiment;

도 26 및 도 27은 상기 실시예의 다른 변형를 나타내는 평면도. 26 and 27 are plan views showing further modifications of the embodiment.

도 28 및 도 29는 상기 실시예의 다른 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면. 28 and 29 show a plane and a cross section of a vibration element according to another modification of the embodiment;

도 30 및 도 31은 상기 실시예의 다른 변형예를 나타내는 단면도. 30 and 31 are sectional views showing another modification of the embodiment.

도 32 및 도 33은 상기 실시예의 다른 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면. 32 and 33 show a plane and a cross section of a vibrating element according to another modification of the embodiment;

도 34 및 도 35는 상기 실시예의 다른 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면. 34 and 35 show a plane and a cross section of a vibration element according to another modification of the embodiment;

도 1은 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 초음파 피부 관리 장치를 나타낸다. 이 피부 관리 장치는 피부 미용 및 건강을 위해 피부 조직의 신진대사를 향상시키는 피부 관리 또는 피부 마사지에 이용된다. 이 피부 관리 장치는 사용자의 피부에 초음파를 인가하기 위하여 사용자의 피부에 접촉하여 사용되는 초음파 인가 헤드(100)가 한쪽 단부에 제공된, 손으로 잡을 수 있도록 된 손잡이형 하우징(10)을 포함한다. 초음파 인가 헤드(100)는 초음파를 생성하는 압전 소자에 해당하는 진동 소자(110)와, 초음파를 사용자의 피부(S)에 전달시키는 진동판에 해당하는 혼(horn)(120)을 포함한다. 압전 소자는 원형 디스크 모양으로서, 상부면과 하부면이 모두 평평하고, 각각 상부 전극(111)과 하부 전극(112)으로 덮여져 있다. 이 상부 전극과 하부 전극의 양단에 초음파 진동을 발생시키기 위한 전기 펄스가 인가된다. 진동 소자(110)와 혼(120)이 결합되어 진동체(M)가 되며, 이 진동체에 의해 전기 펄스가 공진됨으로써, 공진 초음파 진동을 생성하여 피부(S)에 인가하게 된 다. 이 피부 관리 장치는 1 메가헤르츠(MHz) 내지 10 MHz 범위의 주파수를 갖는 초음파를 생성하도록 하고, 0.1 W/cm2 내지 2.0 W/cm2 범위의 강도로 피부에 전달시키는 것이 바람직하다. 또한, 혼과 피부 사이의 경계부분에서 젤 등의 유체(F)를 도포하여 피부(S)에 대한 초음파의 전달력을 촉진시키는 것이 바람직하다. 1 shows an ultrasonic skin care apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. This skin care device is used for skin care or skin massage to improve the metabolism of skin tissue for skin beauty and health. The skin care device includes a handheld hand held housing 10 provided at one end with an ultrasonic application head 100 used in contact with the user's skin to apply ultrasound to the user's skin. The ultrasonic application head 100 includes a vibration element 110 corresponding to a piezoelectric element for generating ultrasonic waves and a horn 120 corresponding to a vibration plate for transmitting ultrasonic waves to the skin S of the user. The piezoelectric element has a circular disk shape, and both the upper and lower surfaces thereof are flat and covered with the upper electrode 111 and the lower electrode 112, respectively. Electric pulses for generating ultrasonic vibrations are applied to both the upper and lower electrodes. The vibrating element 110 and the horn 120 are combined to form a vibrating body (M), and the electric pulse is resonated by the vibrating body, thereby generating resonant ultrasonic vibrations and applying it to the skin (S). The skin care device is adapted to generate ultrasound with a frequency in the range of 1 MHz (MHz) to 10 MHz, and is preferably delivered to the skin at an intensity in the range of 0.1 W / cm 2 to 2.0 W / cm 2 . In addition, it is preferable to apply the fluid (F), such as a gel at the interface between the horn and the skin to promote the transfer force of the ultrasonic wave to the skin (S).

나중에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 피부 관리 장치는 초음파 인가 헤드(100)가 도 1의 정상적인 부하 상태에 있지 않은 경우, 즉 초음파 인가 헤드(100)가 적절하지 않은 상태에 있는 경우에, 피부로 전달되는 초음파 진동을 제한 또는 중단시키기 위한 보호 수단(세이프가드)을 구비한다. 도 2A 내지 2C에 도시된 바와 같이, 적절하지 않은 상태에는, 초음파 인가 헤드(100)가 피부로부터 이격되어 있는 무부하 상태(도 2A), 초음파 인가 헤드(100)가 피부에 대해 부분적으로만 접촉되어 있는 부분 접촉 상태(도 2B), 및 초음파 인가 헤드(100)가 이 헤드와 피부 사이의 경계부분에서 유체(F)를 사용하지 않고 피부에 접촉된 직접 접촉 상태(도 2C)가 포함된다. As will be explained in more detail later, the skin care device delivers to the skin when the ultrasonic application head 100 is not in the normal loading state of FIG. 1, that is, when the ultrasonic application head 100 is in an inappropriate state. Protective means (safeguards) for limiting or stopping the ultrasonic vibrations are provided. As shown in FIGS. 2A to 2C, in an unsuitable state, in an unloaded state in which the ultrasonic application head 100 is spaced from the skin (FIG. 2A), the ultrasonic application head 100 is only partially in contact with the skin. A partial contact state (FIG. 2B), and a direct contact state (FIG. 2C) in which the ultrasonic application head 100 is in contact with the skin without using fluid F at the boundary between the head and the skin.

도 3에 도시된 바와 같이, 피부 관리 장치는 압전 소자(110)의 전극(111, 112) 양단에 전기 펄스를 제공하는 구동 회로(20), 초음파 인가 헤드(100)의 부하 상태를 검출하는 부하 검출 회로(40), 초음파 인가 헤드의 움직임을 검출하는 움직임 검출 회로(50), 압전 소자(110)의 온도를 감지하는 온도 감지 회로(60), 피부 관리 장치의 동작 상태를 나타내는 표시 구동 회로(70), 및 이들 회로를 제어하는 제어 회로(80)를 포함한다. 구동 회로(20)는 상용의 교류(AC) 라인 전압을 직류 (DC) 전압으로 변환시키는 개별의 파워팩(2) 내에 수용되는 전원 공급 장치(1)에 의해 전원이 공급된다. 피부 관리 장치는 또한 통합 진동체(combined vibration mass)(M)의 전기적으로 등가인 임피던스에 기초하여 생성되고 사용자의 피부에 인가되는 초음파를 모니터링하는 모니터링 회로(90)를 포함한다. As shown in FIG. 3, the skin care apparatus includes a driving circuit 20 that provides electric pulses across electrodes 111 and 112 of the piezoelectric element 110, and a load that detects a load state of the ultrasonic application head 100. The detection circuit 40, the motion detection circuit 50 for detecting the movement of the ultrasonic application head, the temperature sensing circuit 60 for detecting the temperature of the piezoelectric element 110, and the display driving circuit for indicating the operation state of the skin care device ( 70, and a control circuit 80 for controlling these circuits. The drive circuit 20 is powered by a power supply 1 housed in a separate power pack 2 that converts a commercial alternating current (AC) line voltage into a direct current (DC) voltage. The skin care device also includes a monitoring circuit 90 for monitoring the ultrasonic waves generated based on the electrically equivalent impedance of the combined vibration mass M and applied to the skin of the user.

피부 관리 장치(10)는 혼(120)이 사용자의 피부와 실질적으로 접촉되고 있는 동안 초음파를 생성하도록 구성되어 있다. 이를 위하여, 부하 검출 회로(40)는 혼(120)이 유체(F)를 통해 사용자의 피부와 접촉됨으로써 적절한 부하가 인가되는지 여부를 검출하도록 제공된다. 혼(120)이 피부와 접촉되지 않고 초음파를 성공적으로 전달하지 못하는 경우, 부하 검출 회로(40)는 혼(120) 또는 진동체(M)에 부하가 걸리지 않으며 초음파의 생성을 제한한다고 판정한다. 본 발명에서 구현되는 부하 검출의 상세한 내용에 대해서는 나중에 설명한다. 사용할 때에는, 초음파 인가 헤드(100), 즉 조합체를, 초음파를 인가하면서, 피부를 천천히 가로질러 이동시키는 것이 바람직하다. 그렇지 않고, 초음파 인가 헤드(100)가 오랜 시간 동안 임의의 위치에 머물러 있게 되면, 피부가 냉동 화상(cold burn)을 입을 위험이 있다. 이에 의하여, 초음파 인가 헤드(100)가 적절한 속도로 이동될 때는 초음파를 연속적으로 인가할 수 있도록 하고, 그렇지 않을 때에는 초음파의 생성을 차단 또는 제한하기 위하여 움직임 검출 회로(50)가 제공된다. 또한, 제어 회로(80)는, 피부 관리 장치가 미리 정해진 시간 동안 이용된 후, 초음파의 생성을 중단시키는 타이머를 포함한다. 즉, 이 타이머는 부하 검출 회로(40)로부터 제공되는 부하 검출 신호가, 초음파 인가 헤드(100)가 피부와 정상적으로 접촉되어 있다는 것을 나타낼 때와, 움직임 검출 회로(90)로부터 제공되는 움직임 검출 신호가, 초음파 인가 헤드(100)가 오랜 시간 동안 일정한 위치에 머물러 있지 않을 때만 시간을 카운트(계수)한다. 이 타이머는 미리 정해진 시간 동안 초음파를 계속해서 생성하도록 동작한다. 또한, 미리 정해진 시간이 경과된 후, 제어 회로(80)는 전력이 구동 회로(20)에 공급되는 것을 중단시키는 명령을 제공하여 초음파의 생성을 중단시킨다. Skin care device 10 is configured to generate ultrasound while horn 120 is in substantial contact with a user's skin. To this end, the load detection circuit 40 is provided to detect whether the horn 120 is in contact with the skin of the user through the fluid F and whether an appropriate load is applied. If the horn 120 is not in contact with the skin and does not successfully deliver the ultrasound, the load detection circuit 40 determines that no load is applied to the horn 120 or the vibrator M and limits the generation of the ultrasound. Details of load detection implemented in the present invention will be described later. In use, it is preferable to slowly move the ultrasonic application head 100, that is, the combination, across the skin while applying ultrasonic waves. Otherwise, if the ultrasonic application head 100 stays in an arbitrary position for a long time, there is a risk of the skin getting a cold burn. As a result, a motion detection circuit 50 is provided to enable continuous application of ultrasonic waves when the ultrasonic wave applying head 100 is moved at an appropriate speed, and to block or limit the generation of ultrasonic waves. The control circuit 80 also includes a timer to stop the generation of the ultrasound after the skin care device is used for a predetermined time. That is, this timer is used when the load detection signal provided from the load detection circuit 40 indicates that the ultrasonic application head 100 is in normal contact with the skin, and the motion detection signal provided from the motion detection circuit 90 The time is counted only when the ultrasonic application head 100 does not stay in a fixed position for a long time. This timer is operative to continuously generate ultrasound for a predetermined time. In addition, after a predetermined time has elapsed, the control circuit 80 provides a command to stop the power supply to the driving circuit 20 to stop the generation of the ultrasonic waves.

진동체가 구동 회로(20) 등의 고장에 의해 생기는 온도 상승으로 인하여 비정상적으로 진동하게 되는 경우, 혼(120)에 인접하여 위치한 온도 센서(15)로부터의 출력에 응답하여, 비정상적인 온도 상승을 나타내는 출력을 제어 회로(80)에 제공함으로써, 구동 회로(20)를 중단시키게 된다. When the vibrating body vibrates abnormally due to a temperature rise caused by a failure of the driving circuit 20 or the like, an output indicating abnormal temperature rise in response to the output from the temperature sensor 15 located adjacent to the horn 120. By providing the control circuit 80, the driving circuit 20 is stopped.

도 4에 도시된 바와 같이, 구동 회로(20)는 전원 공급 장치(1)로부터의 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 인버터를 포함한다. 인버터의 출력단에는 1차 권선(21)과 2차 권선(22)을 갖는 변압기(T)가 제공된다. 1차 권선(21)은 전원 공급 장치(1)의 양단에 전계 효과 트랜지스터(FET)(23) 및 전류 감지 저항(27)과 직렬로 접속되며, 커패시터(24)와 함께 병렬 공진 회로를 형성하여, FET(23)를 오프로 할 때 1차 권선(21)의 양단에 공진 전압을 제공하게 된다. 압전 소자(110)는 2차 권선(22)의 양단에 접속되어, 2차 권선(22)에서 유도되는 전기 펄스 또는 AC 전압에 의해 초음파 진동이 유효하게 이루어지도록 한다. 구동 회로(20)의 출력을 FET(23)로 피드백(귀환)시키기 위하여 1차 권선(21)에 피드백 권선(25)이 연결된다. FET(23)의 게이트 및 소스 사이에는 바이폴라 트랜지스터(26)가 접속되어, FET(23)를 제어한다. 전원 공급 장치(1)의 양단에는 기동 저항(starting resistor)(28)과 커패시터(29)의 직렬 회로가 접속되고, 기동 저항과 커패시터의 접속점이 피드백 권선(25)을 통하여 FET(23)의 게이트에 접속되어 FET(23)에 바이어스 전압을 부여한다. 커패시터(29)가 전원 공급 장치(1)의 출력에 의해 충전되어 FET(23)의 임계값에 도달할 정도의 전압을 갖게 되면, FET가 도통하여 FET(23)의 드레인 전압을 낮추게 된다. 이 경우, 피드백 권선(25)은 FET(23)의 게이트에 인가되는 피드백 전압을 생성하기 때문에, FET를 통해 흐르는 전류를 증가하게 된다. 이후, FET를 통해 흐르는 전류가 증가하고 이에 수반하여 전류 감지 저항(27)의 전압이 미리 정해진 값에 도달하면, 트랜지스터(26)가 도전성으로 되어(도통되어), FET(23)에 전원이 공급되지 않게 한다(즉, FET를 오프시킨다). 이에 대하여, 1차 권선(21) 및 커패시터(24)의 공진 회로는 활성화되어 공진(resonance)을 형성하게 된다. 공진의 1 주기가 종료되는 시점에서, 피드백 권선(25)에서 유도된 피드백 전압이 FET(23)의 게이트를 온으로 하는 전압에 도달하여, FET를 다시 도통시키게 된다. 이러한 동작은 공진 전압 또는 전기 펄스를 유지하도록 반복되어, 압전 소자(110)를 발진시키게 된다. 공진 회로의 주파수는 1 MHz 내지 10 MHz의 범위에서 가변적으로 정해진다. As shown in FIG. 4, the drive circuit 20 includes an inverter that converts a DC voltage from the power supply 1 into an AC voltage. At the output of the inverter is provided a transformer T having a primary winding 21 and a secondary winding 22. The primary winding 21 is connected in series with the field effect transistor (FET) 23 and the current sense resistor 27 at both ends of the power supply 1, and forms a parallel resonant circuit together with the capacitor 24 When the FET 23 is turned off, the resonance voltage is provided to both ends of the primary winding 21. The piezoelectric element 110 is connected to both ends of the secondary winding 22, so that the ultrasonic vibration is effectively made by the electric pulse or AC voltage induced in the secondary winding 22. The feedback winding 25 is connected to the primary winding 21 to feed back (feed back) the output of the drive circuit 20 to the FET 23. The bipolar transistor 26 is connected between the gate and the source of the FET 23 to control the FET 23. A series circuit of a starting resistor 28 and a capacitor 29 is connected at both ends of the power supply 1, and a connection point of the starting resistor and the capacitor is connected to the gate of the FET 23 through the feedback winding 25. Is connected to impart a bias voltage to the FET 23. When the capacitor 29 is charged by the output of the power supply 1 and has a voltage enough to reach the threshold of the FET 23, the FET conducts to lower the drain voltage of the FET 23. In this case, since the feedback winding 25 generates a feedback voltage applied to the gate of the FET 23, the current flowing through the FET is increased. Then, when the current flowing through the FET increases and consequently the voltage of the current sense resistor 27 reaches a predetermined value, the transistor 26 becomes conductive (conducts), and power is supplied to the FET 23. (Ie, turn off the FET). In contrast, the resonant circuits of the primary winding 21 and the capacitor 24 are activated to form resonance. At the end of one period of resonance, the feedback voltage induced in the feedback winding 25 reaches a voltage which turns on the gate of the FET 23, thereby causing the FET to conduct again. This operation is repeated to maintain the resonant voltage or electric pulse, causing the piezoelectric element 110 to oscillate. The frequency of the resonant circuit is variably determined in the range of 1 MHz to 10 MHz.

트랜지스터(26)와 저항(27) 사이에는 가변 저항(30)이 접속되는데, 이 가변 저항의 값을 변화시킴으로써, 트랜지스터(26)가 온으로 되는 타이밍을 변화시켜 발진 주파수를 조정할 수 있도록 한다. 이러한 접속에서 중요한 것은, 도 5A에 도시된 바와 같이, 공진 회로가 일련의 펄스 중 인접하는 펄스(Vp) 사이에 휴지 기간(rest period)을 갖는 단속적 발진(intermittent oscillation)을 제공하기 위하여, 제어 회로(80)에 의해 제어된다는 것이다. The variable resistor 30 is connected between the transistor 26 and the resistor 27. By changing the value of the variable resistor, the timing at which the transistor 26 is turned on is changed so that the oscillation frequency can be adjusted. Important for this connection is that, as shown in Fig. 5A, the resonant circuit provides an intermittent oscillation with a rest period between adjacent pulses Vp of the series of pulses. Is controlled by 80.

변압기(T)는 2차 권선(91)을 구비하며, 이 2차 권선(91)과 그 출력을 정류하는 정류 회로에 의해 사용자의 피부에 인가되는 초음파의 상태를 나타내는 모니터링 출력을 제공하는 모니터링 회로(90)가 구성된다. 이 모니터링 출력 Vx는 초음파 인가 헤드(100)를 이동시키는 것에 의해 발생하는 초음파 진동의 주파수보다 낮은 주파수인 저주파 성분을 포함한다. 더 상세하게 말하면, 2차 권선(91)의 양단에 생기는 전압에는, 초음파 진동을 나타내는 고주파 성분에 추가하여, 부하에의 접촉에 의해 통합 진동체(M)의 전기적으로 등가인 임피던스의 변화 및 초음파 인가 헤드(100)가 사용자의 피부에 대해 이동하면서 생기는 마찰음에 기초하여 저주파 성분이 포함된다. 2차 권선(91)의 양단에서 생기는 전압을 정류한 모니터링 출력 Vx가 부하 검출 회로와 움직임 검출 회로에 제공됨으로써 부하 검출 및 움직임 검출이 이루어지게 된다. The transformer T has a secondary winding 91 and a monitoring circuit providing a monitoring output indicative of the state of the ultrasonic waves applied to the skin of the user by the rectifying circuit rectifying the secondary winding 91 and its output. 90 is configured. This monitoring output Vx contains a low frequency component which is a frequency lower than the frequency of the ultrasonic vibration generated by moving the ultrasonic wave applying head 100. More specifically, in addition to the high frequency component representing the ultrasonic vibration, the voltage generated at both ends of the secondary winding 91 is electrically equivalent in impedance change and ultrasonic wave of the integrated vibrating body M by contact with the load. The low frequency component is included based on the friction sound generated while the applying head 100 moves with respect to the user's skin. The monitoring output Vx, which rectifies the voltage generated at both ends of the secondary winding 91, is provided to the load detection circuit and the motion detection circuit, thereby performing load detection and motion detection.

부하 검출 회로(40)는 비교기(41)를 구비하여, 모니터링 회로(90)로부터의 모니터링 출력 Vx를 기준 레벨 Vref와 비교한다. 이 모니터링 출력 Vx는 도 5B에 도시된 것과 같은 파형을 갖는다. 모니터링 출력 Vx가 기준 레벨 Vref보다 작으면, 비교기(41)는 초음파 인가 헤드(100)가 사용자의 피부에 적절하게 접촉하고 있다는 것을 나타내는 신호로서, 고레벨(H-레벨)의 부하 검출 신호 SL을 제어 회로(80)에 제공한다. 부하 검출 신호 SL이 미리 정해진 시간 동안 계속해서 인지되지 않은 경우, 제어 회로(80)는 구동 회로(20)의 동작을 정지시키거나 전원 공급 장치 (1)를 정지시킨다. 본 실시예에서, 부하 검출 신호 SL은, 공진 전압이 부하의 존재에 의해 낮아지는 것, 즉 통합 진동체(M)의 임피던스 증가를 고려하여, 모니터링 출력 Vx가 기준 레벨 Vref보다 낮아질 때 생성된다. The load detection circuit 40 has a comparator 41 to compare the monitoring output Vx from the monitoring circuit 90 with the reference level Vref. This monitoring output Vx has a waveform as shown in FIG. 5B. When the monitoring output Vx is smaller than the reference level Vref, the comparator 41 is a signal indicating that the ultrasonic application head 100 is in proper contact with the user's skin, and provides a high level (H-level) load detection signal S L. To the control circuit 80. If the load detection signal S L is not recognized continuously for a predetermined time, the control circuit 80 stops the operation of the drive circuit 20 or stops the power supply 1. In the present embodiment, the load detection signal S L is generated when the monitoring output Vx becomes lower than the reference level Vref, taking into account that the resonance voltage is lowered by the presence of the load, that is, the impedance increase of the integrated vibrating body M is taken into account. .

또한, 통합 진동체(M)의 임피던스를 나타내는 모니터링 출력 Vx는 제어 회로(80)에도 공급된다. 모니터링 출력 Vx가 기준 레벨 Vref와 같거나 크다면, 제어 회로(80)는 전원 공급 장치(1)의 출력 전압을 모니터링 출력 Vx의 크기에 반비례하도록 변화시킨다. 즉, 통합 진동체(M)가 사용자의 피부에 대하여 큰 압력으로 작용하고 있다면, 제어 회로(80)는 피부에 인가되는 초음파의 세기를 낮추도록 동작한다. 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 그 결과, 통합 진동체(M)가 피부에 대하여 유지하는 압력에 따라 초음파가 조절됨으로써, 피부 관리 효과를 향상시키기 위한 최적의 세기로 초음파를 전달시키게 된다. In addition, the monitoring output Vx indicating the impedance of the integrated vibrator M is also supplied to the control circuit 80. If the monitoring output Vx is equal to or greater than the reference level Vref, the control circuit 80 changes the output voltage of the power supply 1 in inverse proportion to the magnitude of the monitoring output Vx. That is, if the integrated vibrating body M is acting at a great pressure against the user's skin, the control circuit 80 operates to lower the intensity of the ultrasonic waves applied to the skin. The reverse is also true. As a result, the ultrasonic wave is adjusted according to the pressure maintained by the integrated vibrating body M to the skin, thereby delivering the ultrasonic wave at an optimal intensity for improving the skin care effect.

구성이 상이한 공진 회로가, 통합 진동체(M)의 임피던스 특성을 변화시켜 공진 회로와의 임피던스 매칭을 차단함으로써, 부하가 존재할 때의 모니터링 출력을 증가시키는 것이 가능하다. 이 경우, 모니터링 출력 Vx가 기준 레벨 Vref를 초과할 때 부하 검출 신호 SL이 제공된다. 또한, 무부하 상태를 검출하면 초음파 에너지를 제한 또는 감소시키는 것이 가능하고, 모니터링 출력의 크기에 따라 초음파 에너지를 변화시키는 것도 가능하다. It is possible for the resonant circuits having different configurations to increase the monitoring output when there is a load by changing the impedance characteristics of the integrated vibrating body M to block impedance matching with the resonant circuits. In this case, the load detection signal S L is provided when the monitoring output Vx exceeds the reference level Vref. In addition, it is possible to limit or reduce the ultrasonic energy by detecting a no-load state, and to change the ultrasonic energy according to the magnitude of the monitoring output.

또한, 모니터링 출력 Vx는, 도 5D에 도시된 바와 같이, 출력 Vx'의 형태로 커패시터(51)를 통해 움직임 검출 회로(50)에 제공된다. 움직임 검출 회로(50)는 저역통과 필터(52)와 판정 회로(53)를 포함한다. 출력 Vx'에서 필터(52)를 통과하는 고주파 성분을 제거하여, 도 5E에 도시된 바와 같이, 초음파 인가 헤드(100)의 움직임에 기인하지 않는 성분으로부터 배제되는 저주파 출력 VL을 제공하게 된다. 이에 의하여 얻어진 저주파 출력 VL이 판정 회로(53)의 2개의 비교기(55, 56)에 공급되며, 각각의 임계값 TH1 및 TH2(TH1 > TH2)와 각각 비교하여, 출력 VL이 임계값 TH1보다 큰 기간 또는 임계값 TH2보다 작은 기간에 H-레벨의 움직임 검출 신호 SM(도 5F에 도시)을 제어 회로(80)에 제공한다. 이 임계값 TH1 및 TH2는 가변 저항(57, 58)에 의해 조절될 수 있다. 제어 회로(80)는 미리 정해진 시간 TC(예컨대, 15초) 내에 H-레벨의 움직임 검출 신호 SM의 기간을 카운트하고, 카운트한 기간이 시간 TC 내에서 미리 정해진 기준값을 초과한 경우, 초음파 인가 헤드(100)가 적절하게 이동하였다고 판단한다. 그렇지 않은 경우에는, 제어 회로(80)가 적절한 움직임이 없었다고 판정하고, 구동 회로(20)를 제한하는 제어 신호를 제공한다. In addition, the monitoring output Vx is provided to the motion detection circuit 50 through the capacitor 51 in the form of the output Vx ', as shown in FIG. 5D. The motion detection circuit 50 includes a low pass filter 52 and a determination circuit 53. The high frequency component passing through the filter 52 at the output Vx 'is removed to provide a low frequency output V L that is excluded from the component not due to the movement of the ultrasonic application head 100, as shown in FIG. 5E. The low frequency output VL thus obtained is supplied to the two comparators 55 and 56 of the determination circuit 53, and compared with the respective thresholds TH1 and TH2 (TH1> TH2), respectively, so that the output VL is larger than the threshold TH1. To the control circuit 80, the H-level motion detection signal S M (shown in FIG. 5F) is provided to the control circuit 80 in a period smaller than the threshold TH2. These thresholds TH1 and TH2 can be adjusted by the variable resistors 57 and 58. The control circuit 80 counts the period of the H-level motion detection signal S M within a predetermined time T C (e.g., 15 seconds), and when the counted period exceeds the predetermined reference value within the time TC It is determined that the applying head 100 has moved properly. If not, the control circuit 80 determines that there was no proper movement and provides a control signal for limiting the drive circuit 20.

구동 회로(20)에는 FET(23)의 게이트 및 소스 사이에 트랜지스터(26)와 병렬로 트랜지스터(84)가 접속되며, 이 트랜지스터(84)가 광커플러(81)를 통해 제어 회로(80)에 접속된다. 따라서, 제어 회로(80)로부터 제한 신호를 수신하게 되면, 트랜지스터(84)는 온으로 되고, 이에 의하여 FET(23)가 오프로 됨으로써, 구동 회로(20)가 정지된다. 본 실시예에서는 제한 신호에 의해 구동 회로(20)를 정지시키는 예를 나타내고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 초음파 진동 에너지를 감소시키기 위하여 구동 회로(20) 또는 전원 공급 장치(1)를 제어하도록 해도 된 다. A transistor 84 is connected to the driving circuit 20 in parallel with the transistor 26 between the gate and the source of the FET 23, and the transistor 84 is connected to the control circuit 80 through the optocoupler 81. Connected. Therefore, upon receiving the limit signal from the control circuit 80, the transistor 84 is turned on, whereby the FET 23 is turned off, whereby the drive circuit 20 is stopped. In the present embodiment, an example in which the driving circuit 20 is stopped by the limit signal is shown, but the present invention is not limited thereto, and the driving circuit 20 or the power supply device 1 may be used to reduce the ultrasonic vibration energy. It may be controlled.

도 6에 도시된 바와 같이, 온도 감지 회로(60)는 서미스터(thermistor)(15)로부터의 출력을 수신하여 온도 검출을 행하는 제1 온도 감지부(61)와 제2 온도 감지부(62)를 포함하여 구성된다. 제1 온도 감지부(61)는 온도 제어부(65)를 구비하며, 서미스터(15)의 출력이 저항(63)과 커패시터(64)를 통해 온도 제어부(65)에 제공된다. 서미스터(15)에 의해 검출된 온도가 미리 정해진 기준 온도를 초과하는 것으로 판단되는 경우에, 온도 제어부(65)는 정지 신호를 광커플러(66)를 통해 구동 회로(20)에 제공한다. 광커플러(66)는 트랜지스터(68)를 구비하며, 이 트랜지스터(68)는 트랜지스터(84)의 베이스와 에미터 사이에 접속되어 정지 신호에 의해 트랜지스터(84)를 도통시켜 구동 회로(20)의 발진을 정지시키게 된다. 서비스터(15)에서 검출하는 혼(120)의 온도가 기준 온도 이상으로 된 이후에, 이 온도가 기준 온도보다 낮은 온도까지 낮아지는 경우에만 한 구동 회로(20)에서의 발진을 다시 개시하도록 히스테리시스가 온도 제어에 부여된다. 감지된 온도가 기준 온도보다 낮아지는 경우에, 온도 제어부(65)는 정지 신호를 제공하지 않고, 구동 회로(20)에서의 발진을 다시 개시시킨다. 제2 온도 감지부(62)는 비교기(69)를 구비하며, 서미스터(15)에서의 감지 온도가 미리 정해진 기준값을 초과하는 경우에, 트랜지스터(160)를 온으로 하고, 광커플러(161)의 트랜지스터(163)를 온으로 하며, 트랜지스터(163)에 접속된 전원 공급 장치(1)를 정지시킨다. 비교기(69)에서의 미리 정해진 기준값은 온도 제어부(65)에서의 기준값보다 높게 설정됨으로써, 마이크로프로세서로 구성되는 온도 제어부(65)가 고장이 나서 혼(120)이 비정상적으로 가열 되는 경우, 초음파 발진을 정지시켜 안정성을 확보한다. As shown in FIG. 6, the temperature sensing circuit 60 includes a first temperature sensing unit 61 and a second temperature sensing unit 62 that receive an output from a thermistor 15 and perform temperature detection. It is configured to include. The first temperature detector 61 includes a temperature controller 65, and an output of the thermistor 15 is provided to the temperature controller 65 through the resistor 63 and the capacitor 64. When it is determined that the temperature detected by the thermistor 15 exceeds a predetermined reference temperature, the temperature controller 65 provides a stop signal to the drive circuit 20 through the optocoupler 66. The optocoupler 66 has a transistor 68, which is connected between the base and the emitter of the transistor 84 to conduct the transistor 84 by means of a stop signal to drive the drive circuit 20. The oscillation will stop. After the temperature of the horn 120 detected by the servicer 15 becomes higher than or equal to the reference temperature, the hysteresis causes the oscillation in one drive circuit 20 to be started again only when the temperature is lowered to a temperature lower than the reference temperature. Is given to temperature control. In the case where the sensed temperature is lower than the reference temperature, the temperature control part 65 does not provide a stop signal and restarts oscillation in the drive circuit 20. The second temperature sensing unit 62 includes a comparator 69. When the sensing temperature of the thermistor 15 exceeds a predetermined reference value, the transistor 160 is turned on and the optocoupler 161 is turned on. The transistor 163 is turned on to stop the power supply 1 connected to the transistor 163. The predetermined reference value in the comparator 69 is set higher than the reference value in the temperature control unit 65, so that the ultrasonic wave oscillation is generated when the horn 120 is abnormally heated because the temperature control unit 65 constituted by the microprocessor fails. To ensure stability.

다음에, 도 7을 참조하여 초음파 인가 장치의 동작을 설명한다. 전원 스위치를 온으로 한 후, 시작 버튼을 눌러서 구동 회로(20)를 구동시킴으로써, 압전 소자(110)가 초음파 진동이 개시되고, 타이머가 작동한다(타이머 온). 이때, 혼(120)에 대해 온도 감지가 이루어지기 때문에, 제1 온도 감지부(61)에 의해 감지 온도가, 예컨대 45℃ 이상이라고 감지되면, 표시 구동 회로(70)에 의해 혼(120)이 과열되고 있다는 온도 경고 표시를 행하고, 타이머를 정지시키는 것과 동시에 구동 회로(20)를 정지시킨다. 타이머를 작동시킨 후의 단계에서 감지된 온도가 45℃ 미만으로 되면, 부하 검출이 행해지고, 초음파 인가 헤드(100)에 부하가 걸리는 것을 나타내는 부하 검출 신호가 제공되면, 움직임 검출을 이용할 수 있게 된다. 무부하 검출 신호가 제공되면, 사용자에게 초음파 인가 헤드(100)를 피부에 접촉시키라고 알려주는 무부하 경고(no-load warning)를 예컨대 40초의 제한된 시간 동안 표시한다. 40초 경과 후에 부하 검출 신호가 없으면, 동작을 정지시키라는 경고를 표시하고, 타이머와 초음파 발생을 정지시킨다. 움직임 검출은 부하 검출 신호가 존재하는 상태에서 행해지기 때문에, 움직임 검출 신호가 예컨대 15초 내에 제공되면, 정상적인 동작이라는 것을 나타내는 표시가 이루어지고, 카운트다운 명령이 타이머에 주어진다. 미리 정해진 동작 시간, 예컨대 10분이 경과한 후, 구동 회로는 정지된다. 10분 내에 일시정지 버튼이 눌려지면(일시정지 버튼 온(ON)), 구동 회로는 정지되고, 타이머는 카운트다운을 계속한다. 10분 이내에 재시작 버튼이 눌려지면(재시작 버튼 온), 구동 회로는 초음파의 생성을 다시 시작한다. Next, the operation of the ultrasonic application device will be described with reference to FIG. 7. After the power switch is turned on, by pressing the start button to drive the drive circuit 20, the piezoelectric element 110 starts an ultrasonic vibration, and the timer operates (timer on). At this time, since the temperature is sensed for the horn 120, when the sensing temperature is sensed by, for example, 45 ° C. or higher by the first temperature sensing unit 61, the horn 120 is driven by the display driving circuit 70. A temperature warning display indicating that it is overheated is performed, and the drive circuit 20 is stopped at the same time as the timer is stopped. When the temperature sensed in the step after the timer is turned below 45 ° C., load detection is performed, and if a load detection signal indicating that the ultrasonic application head 100 is loaded is provided, motion detection can be used. When a no-load detection signal is provided, a no-load warning is displayed for a limited time of, for example, 40 seconds which informs the user to contact the ultrasonic application head 100 with the skin. If there is no load detection signal after 40 seconds has elapsed, a warning to stop the operation is displayed, and the timer and ultrasonic generation are stopped. Since motion detection is performed in the presence of a load detection signal, if a motion detection signal is provided within, for example, 15 seconds, an indication is made indicating normal operation, and a countdown command is given to the timer. After a predetermined operating time e.g. 10 minutes has elapsed, the drive circuit is stopped. If the pause button is pressed within 10 minutes (pause button ON), the drive circuit is stopped and the timer continues counting down. If the restart button is pressed (resume button on) within 10 minutes, the drive circuit resumes the generation of the ultrasonic waves.

상기 실시예에서는 부하가 검출되지 않은 경우 또는 움직임이 검출되지 않은 경우에, 제어 회로에 의해 구동 회로를 정지시키도록 구성한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이러한 검출에 따라 초음파 에너지를 감소시키도록 구성해도 된다. In the above embodiment, when the load is not detected or when the motion is not detected, the control circuit is configured to stop the driving circuit, but the present invention is not limited thereto, and the ultrasonic energy is reduced according to the detection. You may comprise.

도 8 및 도 9를 참조하여, 초음파 인가 헤드(100), 즉 압전 소자(110)와 혼(120)의 결합체에 대하여 상세히 설명한다. 압전 소자(110)는 세라믹으로 만들어지며, 균일한 두께를 가지며 상부 전극(111) 및 하부 전극(112)이 각각 제공되는 상부면 및 하부면을 갖는 원형의 디스크 형태이다. 혼(120)은 알루미늄으로 만들어지며, 압전 소자(110)보다 약간 더 큰 표면을 가지며 균일한 두께를 갖는 원형의 디스크 형태이다. 구동 회로(20)로부터의 전기 펄스는, 도 9에 도시된 바와 같이, 리드선(101, 102)에 의해 상부 전극(111)과 혼(120)에 각각 납땜된 전극(111, 112)의 양단에 인가된다. 혼(120)은 이 혼(120)을 둘러싸는 관형의 림 부분(130)과 함께 통합되어 하나의 부품을 형성한다. 림 부분(130)은 혼(120)의 외주로부터 위쪽으로 돌출되어 있으며, 그 상단부가 하우징(10)에 고정되어, 초음파 인가 헤드(100)가 하우징에 대하여 지지되도록 한다. 림 부분(130)의 상단부는 하우징(10)의 마우스부(12)에 적절하게 장착되는데, 이 경우 림 부분의 상단부와 하우징 사이에 탄성의 댐퍼 링(132)이 삽입되어 장착을 돕는다. 혼(120)의 평평한 장착면(121)상에는 압전 소자(110)가 밀접하게 접촉하여 설치되며, 혼(120)의 평평한 피부 접촉면(122)은 피부(S)에 도포한 유체(F)를 통해 피부와 접촉하게 된다. 압전 소자(110)는 혼(120)에 고정되어, 통합 진동체(M)를 형성하며, 이 진동체는 구동 회로(20)로부터의 전기 펄스와 공진하여, 피부로 전달되는 초음파를 생성하게 된다. 혼(120)과 림 부분(130)의 사이에서 캐비티의 형태로 연장되는 억제부(140)는 초음파 진동이 림 부분(130) 쪽으로 전파되는 것을 억제하여, 도 9에 화살표로 표시된 바와 같이, 초음파가 사용자의 피부에 효과적으로 집중되도록 한다. 즉, 억제부인 캐비티(140)는 압전 소자(110)와 혼(120)으로 이루어지는 통합 진동체(M)로부터 림 부분(130)을 실질적으로 이격시켜 초음파 진동이 전달되지 않도록 하는 작용을 한다. 캐비티(140)를 형성함으로써, 감소된 두께를 갖는 브리지(142)에 의해 혼(120)과 림 부분(130)의 연결이 유지된다. 이 브리지(142)의 감소된 두께(t)는 초음파 진동이 림 부분(130) 쪽으로 전파되는 것을 효과적으로 제한하기 위한 초음파 파장의 4분의 1의 정수배가 되지 않도록 선택된다(t≠n·λ/4, 여기서 n은 정수). 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 캐비티(140)는 초음파 진동을 차단하기 위한 적절한 재료로 채워지거나, 둥근 모서리(146)로 마무리 처리될 수 있다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 캐비티(140)와 동일한 축을 가지며 상이한 깊이를 갖는 추가의 캐비티(148)가 형성될 수도 있다. 8 and 9, the ultrasonic application head 100, that is, the combination of the piezoelectric element 110 and the horn 120 will be described in detail. The piezoelectric element 110 is made of ceramic, has a uniform thickness, and has a circular disk shape having an upper surface and a lower surface on which an upper electrode 111 and a lower electrode 112 are provided, respectively. Horn 120 is made of aluminum and has the shape of a circular disk having a slightly larger surface than piezoelectric element 110 and having a uniform thickness. As shown in FIG. 9, electric pulses from the driving circuit 20 are connected to both ends of the electrodes 111 and 112 soldered to the upper electrode 111 and the horn 120 by the lead wires 101 and 102, respectively. Is approved. Horn 120 is integrated with tubular rim portion 130 surrounding this horn 120 to form a part. The rim portion 130 protrudes upward from the outer circumference of the horn 120, and an upper end thereof is fixed to the housing 10 so that the ultrasonic application head 100 is supported with respect to the housing. The upper end of the rim portion 130 is appropriately mounted to the mouth portion 12 of the housing 10, in which case an elastic damper ring 132 is inserted between the upper end of the rim portion and the housing to assist with mounting. The piezoelectric element 110 is installed in close contact with the flat mounting surface 121 of the horn 120, and the flat skin contact surface 122 of the horn 120 is formed through the fluid F applied to the skin S. It comes in contact with the skin. The piezoelectric element 110 is fixed to the horn 120 to form an integrated vibrator M, which resonates with an electric pulse from the drive circuit 20 to generate ultrasonic waves delivered to the skin. . The suppressor 140, which extends in the form of a cavity between the horn 120 and the rim portion 130, prevents ultrasonic vibrations from propagating toward the rim portion 130, as indicated by arrows in FIG. 9. To effectively concentrate on the user's skin. That is, the cavity 140, which is a suppressor, functions to substantially separate the rim portion 130 from the integrated vibrator M formed of the piezoelectric element 110 and the horn 120 so that ultrasonic vibration is not transmitted. By forming the cavity 140, the connection of the horn 120 and the rim portion 130 is maintained by the bridge 142 having a reduced thickness. The reduced thickness t of this bridge 142 is chosen so that it is not an integer multiple of one quarter of the ultrasonic wavelength to effectively limit the propagation of ultrasonic vibrations toward the rim 130 (t ≠ n lambda / 4, where n is an integer). As shown in FIGS. 10 and 11, the cavity 140 may be filled with a suitable material to block ultrasonic vibrations or finished with rounded corners 146. In addition, as shown in FIG. 12, additional cavities 148 may be formed that have the same axis as the cavity 140 and have different depths.

도 13에 도시된 바와 같이, 압전 소자(110)와 혼(120)으로 이루어지는 통합 진동체(M)의 전체 두께(T)는 기본 주파수, 예컨대 1 MHz의 주파수로 진동하는 초음파의 파장의 절반이 되도록(T=λ/2) 선택됨으로써, 통합 진동체(M)가 기본 주파수의 정수배, 예컨대 기본 주파수의 2배, 3배, 4배인 주파수에서 공진할 수 있으며, 도면에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 혼(120)의 피부 접촉면(122)과 전극(111)의 상부면에 안티노드(antinode)를 형성한다. As shown in FIG. 13, the total thickness T of the integrated vibrating body M including the piezoelectric element 110 and the horn 120 is equal to half of the wavelength of ultrasonic waves vibrating at a fundamental frequency, for example, a frequency of 1 MHz. By being selected (T = λ / 2), the integrated vibrating body M can resonate at frequencies that are integer multiples of the fundamental frequency, such as twice, three times, and four times the fundamental frequency, as shown schematically in the figure, An antinode is formed on the skin contact surface 122 of the horn 120 and the upper surface of the electrode 111.

초음파를 피부에 적은 손실로 효과적으로 전달하고, 통합 진동체(M)가 공진 주파수 부근에서 동작할 때 정상적인 부하 상태와, 비정상적인 부하 상태 또는 무부하 상태를 구분하기 위하여, 압전 소자(110)는 부하 검출 회로(40)가 정상적인 부하 상태와 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태의 구분을 어렵게 만드는 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키기 위하여, 통합 진동체(M)의 중심에서의 진동을 제한하는 구조를 갖도록 구성된다. 즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 기생 공진에 의하여, 진동체(M)가 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태에 있을 때 주파수를 변경하는 것과 관련하여 점선으로 표시한 것과 같이 전기적으로 등가인 임피던스 곡선에 겹쳐진 변동(fluctuation)이 생기게 된다. 그 결과, 공진 주파수 및 반공진(antiresonant) 주파수의 부근에서 진동체(M)의 임피던스에 기초하여, 정상적인 부하 상태를 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태를 구분하는 것이 실제로 용이하지 않다. 따라서, 공진 주파수 또는 반공진 주파수 부근에서 도면 중 화살표로 나타낸 바와 같이 허용 가능한 범위 내에서 진동체(M)의 접촉 압력을 나타내는 가변 임피던스를 추출하는 것이 거의 불가능하기 때문에, 진동체(M)는 정상적인 부하 상태에 있는 반면에, 진동체(M)가 사용자의 피부에 접촉하여 유지되는 압력에 따라 초음파의 세기를 변경할 수 없다. In order to effectively transmit ultrasonic waves to the skin with little loss and to distinguish between normal load state and abnormal load state or no load state when the integrated vibrating body M operates near the resonant frequency, the piezoelectric element 110 includes a load detection circuit. 40 is configured to have a structure that limits vibration at the center of the integrated vibrator M in order to reduce undesirable parasitic resonances that make it difficult to distinguish between normal and no-load or abnormal load conditions. That is, as shown in FIG. 14, due to parasitic resonance, the vibration curve M is electrically equivalent to the impedance curve as indicated by the dotted line with respect to changing the frequency when the vibration body M is in an unloaded state or an abnormal load state. There will be overlap fluctuations. As a result, on the basis of the impedance of the vibrating body M in the vicinity of the resonant frequency and the antiresonant frequency, it is not actually easy to distinguish the normal load state from the no-load state or the abnormal load state. Therefore, since it is almost impossible to extract the variable impedance representing the contact pressure of the vibrating body M within the allowable range as indicated by the arrow in the figure near the resonant frequency or the anti-resonant frequency, the vibrating body M is normal. While in the loaded state, the intensity of the ultrasonic waves cannot be changed according to the pressure maintained by the vibrating body M in contact with the skin of the user.

도 15 및 도 16은 바람직하지 않은 기생 공진을, 부하 검출 회로(40)가 통합 진동체(M)의 전기적으로 등가인 임피던스에 기초하여 정상적인 부하 상태와 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태를 구분해낼 수 있을 정도까지 감소시키기 위한 바람직한 구성을 나타낸다. 이 구성에서, 상부 전극(111), 압전 소자(110), 및 하부 전극(112)의 중심을 연장하도록 중심 개구(114)가 형성되어, 압전 소자(110) 및 진동체(M)의 중심에서의 진동을 억제하게 된다. 그 결과, 통합 진동체(M)는, 도 17 중 점선으로 표시된 바와 같이, 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태하에서, 도 17에서 실선으로 표시된 바와 같이, 정상적인 부하 상태하에서 진동체가 나타내는 임피던스 곡선으로 용이하게 구분해낼 수 있는, 주파수와 관련하여 명확한 임피던스 특성을 나타낸다. 15 and 16 illustrate undesirable parasitic resonances in which the load detection circuit 40 can distinguish between normal and no-load or abnormal load states based on the electrically equivalent impedance of the integrated vibrator M. FIG. The preferred configuration for reducing to a degree is shown. In this configuration, a central opening 114 is formed to extend the center of the upper electrode 111, the piezoelectric element 110, and the lower electrode 112, so that the center of the piezoelectric element 110 and the vibrating body M are formed. The vibration of the is suppressed. As a result, the integrated vibrating body M is easily divided into an impedance curve represented by the vibrating body under a normal load state, as indicated by a solid line in FIG. 17, under a no-load state or an abnormal load state, as indicated by a dotted line in FIG. 17. It has a clear impedance characteristic with respect to frequency that can be solved.

도 17로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태인 경우, 진동체(M)는 정상적인 부하 상태하에서 주어진 임피던스로부터 용이하게 구분되는 전기적으로 등가인 임피던스를 제공할 수 있다. 이러한 용이하게 구분되는 특징에 의하여, 부하 검출 회로(40)는, 모니터링 회로(90)를 참조하여 앞서 설명한 바와 같이, 진동체(M)의 전기적으로 등가인 임피던스를 반영하는 전압을 모니터링함으로써 비정상적인 부하 상태 또는 무부하 상태를 성공적으로 구분할 수 있게 된다. 결과적으로, 공진 주파수 또는 반공진 주파수의 부근에서 도면 중 화살표로 표시된 허용 가능한 범위 내에서 진동체(M)의 접촉 압력에 따라 변화하는 임피던스를 추출하는 것이 가능하게 된다. 이에 의하여, 진동체(M)가 정상적인 부하 상태에 있는 한, 진동체(M)가 사용자의 피부에 접촉되는 압력에 따라 초음파의 세기를 변화시키는 것이 가능하게 된다. As can be clearly seen from Fig. 17, in the case of no load condition or abnormal load condition, the vibrating body M can provide an electrically equivalent impedance which is easily distinguished from a given impedance under the normal load condition. By this easily distinguished feature, the load detection circuit 40, as described above with reference to the monitoring circuit 90, abnormal load by monitoring the voltage reflecting the electrically equivalent impedance of the vibrating body (M) Successfully distinguish between state or no-load state. As a result, it becomes possible to extract the impedance which varies with the contact pressure of the vibrating body M within the allowable range indicated by the arrow in the figure in the vicinity of the resonant frequency or the anti-resonant frequency. Thereby, as long as the vibrating body M is in a normal load state, it becomes possible to change the intensity of the ultrasonic waves in accordance with the pressure of the vibrating body M coming into contact with the skin of the user.

중심 개구(114)의 결합에 의하여, 상부 전극(111) 및 하부 전극(112) 중 적어도 하나는 압전 소자(110)의 직경보다 작은 직경을 갖는 형태를 가짐으로써, 압전 소자의 외주에서의 진동을 감소시키고, 통합 진동체(M)의 기생 공진을 더욱 감 소시키게 된다. 중심 개구(114)는, 예를 들어 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 전극들과 압전 소자 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. By combining the central opening 114, at least one of the upper electrode 111 and the lower electrode 112 has a shape smaller than the diameter of the piezoelectric element 110, thereby suppressing vibration in the outer circumference of the piezoelectric element. It reduces, and further reduces the parasitic resonance of the integrated vibrating body (M). The center opening 114 may be formed of at least one of electrodes and a piezoelectric element, for example, as shown in FIGS. 18 and 19.

또한, 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 전극(111, 112)은 직경 방향으로 연장하는 슬릿(116)에 의해 분할되어 4개의 동일한 세그먼트 또는 섹터(117)가 될 수 있다. 이 슬릿은 전극의 중심을 통해 연장하여, 압전 소자의 직경 방향으로 연장하는 밴드 부분(band portion)과 중심이 덮여 있지 않도록 함으로써, 노출된 중심과 밴드 부분에서의 진동을 제한하고, 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키게 된다. In addition, as shown in FIGS. 20 and 21, the electrodes 111 and 112 may be divided by slits 116 extending in the radial direction to be four identical segments or sectors 117. This slit extends through the center of the electrode, thereby limiting the vibration in the exposed center and the band portion by uncovering the band portion and the center that extend in the radial direction of the piezoelectric element, thereby causing undesirable parasitics. This reduces resonance.

다른 구성으로서, 전극들(111, 112) 중 하나 또는 모두가 동일한 목적으로 분할되어, 도 22 및 도 23에 도시된 것과 같이 2개 또는 8개의 세그먼트(117)로 형성될 수 있다. As another configuration, one or both of the electrodes 111 and 112 may be divided for the same purpose and formed into two or eight segments 117 as shown in FIGS. 22 and 23.

또한, 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이, 압전 소자(110)와 전극(111, 112)에서, 단부가 폐쇄된 슬릿(116A)을 제공할 수 있으며, 또는 도 26 및 도 27에 도시된 것과 같이, 압전 소자와 전극 중 적어도 하나에서, 한쪽 단부가 개방된 슬릿(116B)을 제공하거나, 평행한 슬릿(116C)을 제공할 수 있다. In addition, as shown in FIGS. 24 and 25, in the piezoelectric element 110 and the electrodes 111 and 112, an end-closed slit 116A may be provided, or shown in FIGS. 26 and 27. As such, in at least one of the piezoelectric element and the electrode, one end may be provided with a slit 116B having an open end, or a parallel slit 116C may be provided.

도 28 및 도 29는 상기 실시예의 변형예로서, 이 예에서는 혼(120)에 중심 개구(114)와 정렬되는 중심 구멍(134)이 형성되어, 통합체(M)의 중심에서의 진동을 추가로 억제하고, 바람직하지 않은 기생 공진을 크게 감소시킨다. 조합체(M)의 경우, 도 30에 도시된 바와 같이, 혼(120)에 중심 구멍(134)만 형성할 수 있다. 이 경우, 중심 구멍(134)은 도 31에 도시된 바와 같이, 캐비티의 형태를 가질 수 있 다. 28 and 29 are variations of the above embodiment, in which in this example a center hole 134 is formed in the horn 120 which is aligned with the center opening 114, thereby adding vibration at the center of the integrated body M. FIG. And greatly reduce undesirable parasitic resonances. In the case of the combination M, as shown in FIG. 30, only the center hole 134 may be formed in the horn 120. In this case, the center hole 134 may have the form of a cavity, as shown in FIG.

도 32 및 도 33은 상부 전극(111)의 중심에 고정되어 압전 소자(110)의 중심에서의 진동을 흡수 및 억제하는 탄성 부재(150)가 설치되는 다른 구성을 나타낸다. 이 탄성 부재(150)는 실리콘 고무로 만드는 것이 바람직하다. 탄성 부재(150)를 제공하는 대신에, 전극(111)의 중심에 중량(무게)을 가해서, 압전 소자(110)의 중심에서의 진동을 억제하고, 통합 진동체(M)의 중심에서의 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키는 것도 동일한 효과를 갖는다. 이러한 중량은 구동 회로(20)로부터 리드선(101)까지 전극(111)을 전기적으로 접속하는데 이용되는 땜납 벌크(160) 또는 랜드에 의해 제공된다. 32 and 33 show another configuration in which an elastic member 150 is fixed to the center of the upper electrode 111 to absorb and suppress vibrations at the center of the piezoelectric element 110. This elastic member 150 is preferably made of silicone rubber. Instead of providing the elastic member 150, a weight (weight) is applied to the center of the electrode 111 to suppress the vibration at the center of the piezoelectric element 110, and preferably at the center of the integrated vibrating body M. Reducing parasitic resonances that do not have the same effect. This weight is provided by the solder bulk 160 or land used to electrically connect the electrode 111 from the drive circuit 20 to the lead wire 101.

통합 진동체(M)의 중심 부분에서의 진동을 적어도 억제함으로써 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키기 위하여 본 명세서에 개시한 구성 및 구조는 1MHz 내지 10MHz의 주파수 범위에서 진동체(M)의 전기적으로 등가인 임피던스에 의해 부하 상태와 적어도 무부하 상태를 구분하는데 효과적이라는 것을 알 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 장치는 도 2C에 도시된 비정상적인 부하 상태들 중 하나에는 반응하지 않도록 구성하여, 유체(F) 없이 사용 가능하도록 할 수 있다. The configurations and structures disclosed herein to reduce undesirable parasitic resonances by at least suppressing vibrations in the central portion of the integrated vibrating body M are electrically equivalent of the vibrating body M in the frequency range of 1 MHz to 10 MHz. It can be seen that it is effective to distinguish load state from at least no load state by the impedance. In this regard, the device of the present invention can be configured to not react to one of the abnormal load states shown in FIG. 2C, making it usable without fluid F.

이와 관련하여, 도 15, 16, 18 내지 35에 도시된 각각의 구성은 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키기 위하여 적절하게 결합시킬 수 있다. 또한, 전극의 경우에, 상기 전극들 중 하나의 전극에 진동체의 중심에서의 진동을 감소시키기 위한 상기 구성이 제공될 수 있으며, 다른 전극은 압전 소자(110)의 대응하는 면을 실질적으로 그 전체를 덮는 구성이 제공될 수 있다. In this regard, the respective configurations shown in Figs. 15, 16, 18 to 35 can be suitably combined to reduce undesirable parasitic resonances. Further, in the case of an electrode, the above configuration for reducing vibration at the center of the vibrating body may be provided to one of the electrodes, and the other electrode may substantially cover the corresponding side of the piezoelectric element 110. An entire covering configuration may be provided.

Claims (16)

사용자의 피부에 초음파를 인가하는 초음파 인가 헤드가 설치되는 하우징; 및A housing in which an ultrasonic wave applying head for applying ultrasonic waves to a user's skin is installed; And 상기 초음파 인가 헤드를 구동시켜 초음파를 발생시키는 전기 펄스를 제공하는 구동 회로A driving circuit for driving an ultrasonic applying head to provide an electric pulse for generating ultrasonic waves 를 포함하며,Including; 상기 초음파 인가 헤드는, The ultrasonic application head, 초음파를 생성하는 진동 소자;A vibration device for generating ultrasonic waves; 장착면과 사용자의 피부에 접촉시켜서 사용하는데 적합한 피부 접촉면을 갖는 혼(horn)으로서, 상기 혼이 상기 피부 접촉면을 통해 상기 사용자의 피부에 상기 초음파를 전달시키도록 상기 장착면 상에 상기 진동 소자를 설치하고, 상기 진동 소자와 상기 혼이 통합되어 통합 진동체를 형성하며, 이 통합 진동체가 상기 구동 회로로부터의 공진 주파수의 전기 펄스와 공진하여 초음파를 생성하고, 상기 통합 진동체가 상기 사용자의 피부와 접촉하여 정상적으로 부하가 걸리는 부하 상태일 때 전기적으로 등가인 제1 등가 임피던스를 제공하며, 상기 진동체가 무부하 상태일 때 전기적으로 등가인 제2 등가 임피던스를 제공하도록 하는, 혼;A horn having a mounting surface and a skin contact surface suitable for use in contact with the user's skin, wherein the horn is configured to provide the vibration element on the mounting surface such that the horn delivers the ultrasonic waves to the user's skin through the skin contact surface. And the vibrating element and the horn are integrated to form an integrated vibrating body, the integrated vibrating body resonates with an electric pulse of a resonant frequency from the driving circuit to generate ultrasonic waves, and the integrated vibrating body is connected with the skin of the user. A horn to provide an electrical equivalent first equivalent impedance when in contact with a normally loaded load and to provide a second equivalent impedance that is electrically equivalent when the vibrating body is no load; 상기 통합 진동체가 상기 제1 등가 임피던스를 제공하는지 상기 제2 등가 임피던스를 제공하는지를 모니터링하고, 상기 제1 등가 임피던스가 인지되면 부하 검출 신호를 제공하도록 접속되는 부하 검출 회로; 및 A load detection circuit connected to monitor whether the integrated vibrator provides the first equivalent impedance or the second equivalent impedance, and to provide a load detection signal if the first equivalent impedance is recognized; And 상기 부하 검출 신호가 미리 정해진 시간 내에 수신되지 않은 경우에 상기 전기 펄스를 제한 또는 중단시키는 제어 회로A control circuit for limiting or interrupting the electric pulse when the load detection signal is not received within a predetermined time 를 포함하며,Including; 상기 통합 진동체는 상기 통합 진동체의 중심 부분에서의 진동을 억제하는 구조를 가짐으로써, 기생 공진을 감소시켜, 상기 제1 등가 임피던스와 상기 제2 등가 임피던스를 구분하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. The integrated vibrating body has a structure that suppresses vibration in the central portion of the integrated vibrating body, thereby reducing parasitic resonance, thereby distinguishing the first equivalent impedance from the second equivalent impedance. Device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 진동 소자는 평평한 상부 단면과 평평한 하부 단면을 구비하는 원형의 디스크 형태를 갖는 압전 소자를 포함하고, 상기 상부 단면과 상기 하부 단면에는 각각 상부 전극과 하부 전극이 배치되며, 상기 전기 펄스가 상기 상부 전극과 상기 하부 전극의 양단에 인가되는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. The vibrating element includes a piezoelectric element having a circular disk shape having a flat upper cross section and a flat lower cross section, wherein an upper electrode and a lower electrode are disposed on the upper cross section and the lower cross section, respectively, and the electric pulse is formed on the upper section. Ultrasonic skin care device is applied to both ends of the electrode and the lower electrode. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 상부 전극, 상기 하부 전극, 및 상기 압전 소자 중 적어도 하나에는 상기 통합 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한 중심 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. And at least one of the upper electrode, the lower electrode, and the piezoelectric element is provided with a central opening for suppressing vibration at the center of the integrated vibrating body. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 상부 전극, 상기 하부 전극, 및 상기 압전 소자의 각각에는 상기 통합 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한 중심 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. And a center opening for suppressing vibration at the center of the integrated vibrating body is formed in each of the upper electrode, the lower electrode, and the piezoelectric element. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나는 상기 압전 소자의 직경보다 작은 직경을 가짐으로써, 상기 압전 소자의 대응하는 단부 면의 외주 부분이 개방된 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. And at least one of the upper electrode and the lower electrode has a diameter smaller than the diameter of the piezoelectric element so that the outer peripheral portion of the corresponding end face of the piezoelectric element is in an open state. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나는 적어도 하나의 슬릿에 의하여 분리되어 복수개의 동일한 세그먼트로 되고, 상기 적어도 하나의 슬릿은 직경 방향으로 연장하여 상기 압전 소자의 중심과 직경 방향으로 연장하는 밴드 부분이 개방된 상태가 되도록 한 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. At least one of the upper electrode and the lower electrode is separated by at least one slit into a plurality of identical segments, and the at least one slit extends in the radial direction and extends in the radial direction and the center of the piezoelectric element in the radial direction. Ultrasonic skin care device characterized in that it is in the open state. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나는 상기 압전 소자의 중심 부분을 개방시키는 적어도 하나의 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. And at least one of the upper electrode and the lower electrode includes at least one slit to open a central portion of the piezoelectric element. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 혼은 상기 통합 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한 중심 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. And the horn comprises a center hole for suppressing vibration at the center of the integrated vibrating body. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 혼은 상기 통합 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한 중심 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. And the horn comprises a center hole for suppressing vibration at the center of the integrated vibrating body. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 상부 전극의 중심은 상기 통합 진동체의 중심에서 생기는 진동을 흡수하기 위한 탄성 부재로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. And the center of the upper electrode is covered with an elastic member for absorbing vibration generated at the center of the integrated vibrating body. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 탄성 부재는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. The elastic member is an ultrasonic skin care device, characterized in that the silicone rubber. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 압전 소자의 상기 상부 전극의 중심은, 상기 구동 회로로부터 인출되는 리드선에 상기 상부 전극을 전기적으로 접속시키기 위한 땜납 벌크로 덮여 있으며, 상기 땜납 벌크에 의해 상기 압전 소자의 중심에 중량이 증가하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. The center of the upper electrode of the piezoelectric element is covered with a solder bulk for electrically connecting the upper electrode to a lead wire drawn out from the drive circuit, and the weight of the solder bulk increases the center of the piezoelectric element. Ultrasonic skin care device characterized in. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 혼은 상기 혼을 둘러싸는 림 부분과 통합되어 하나의 부품을 형성하고, 상기 하우징에 접속되며,The horn is integrated with the rim portion surrounding the horn to form a component and is connected to the housing, 상기 혼과 상기 림 부분의 사이에는 초음파 진동이 상기 림 부분 쪽으로 전파되는 것을 억제하는 억제부가 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. Ultrasonic skin care device is formed between the horn and the rim portion to suppress the ultrasonic wave propagation toward the rim portion. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 억제부는 상기 혼과 상기 림 부분 사이의 경계에 형성되는 캐비티로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. And the suppressing portion is formed of a cavity formed at a boundary between the horn and the rim portion. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 통합 진동체가 움직이고 있는지 여부를 모니터링하여, 상기 진동체가 움직이고 있을 때에 움직임 검출 신호를 제공하는 움직임 검출 회로를 추가로 포함하며,Further comprising a motion detecting circuit for monitoring whether the integrated vibrating body is moving and providing a motion detection signal when the vibrating body is moving, 상기 제어 회로는 상기 구동 회로를 제어하여, 상기 부하 검출 신호가 상기 미리 정해진 시간 내에 수신되지 않는 경우 또는 상기 부하 검출 신호가 상기 미리 정해진 시간 내에 검출된 경우라도 상기 움직임 검출 신호가 임계 시간 동안 계속되지 않는 경우에, 상기 전기 펄스를 중단 또는 제한하도록 하는 것을 특징으로 하 는 초음파 피부 관리 장치. The control circuit controls the driving circuit so that the motion detection signal does not continue for a threshold time even when the load detection signal is not received within the predetermined time or even when the load detection signal is detected within the predetermined time. If not, to stop or limit the electric pulse. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제어 회로는 상기 제1 등가 임피던스를 수신하여, 상기 제1 등가 임피던스의 크기에 따라 상기 진동 소자에서 생성되는 초음파의 세기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치. And the control circuit receives the first equivalent impedance and changes the intensity of the ultrasonic waves generated by the vibrating element according to the magnitude of the first equivalent impedance.
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