KR20190057989A - 광원부가 구비된 칫솔 - Google Patents

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KR20190057989A
KR20190057989A KR1020170155542A KR20170155542A KR20190057989A KR 20190057989 A KR20190057989 A KR 20190057989A KR 1020170155542 A KR1020170155542 A KR 1020170155542A KR 20170155542 A KR20170155542 A KR 20170155542A KR 20190057989 A KR20190057989 A KR 20190057989A
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서지윤
황보주영
백록담
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선문대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 칫솔은 치아를 닦는 칫솔모가 마련된 투명 재질의 머리부; 손잡이를 형성하는 몸체부; 상기 몸체부와 상기 머리부를 연결하는 막대 형상의 연결부; 상기 연결부에 연결되는 상기 몸체부의 일측 단부에 형성되는 광원부;를 포함하고, 상기 광원부는 상기 연결부를 향해 가시 광선을 조사하며, 상기 연결부는 상기 몸체부에 연결된 일측 단부로부터 유입된 상기 가시 광선을 타측 단부에 연결된 상기 머리부로 전파하고, 상기 머리부로 전파된 상기 가시 광선은 상기 머리부로부터 상기 치아를 향해 조사될 수 있다.

Description

광원부가 구비된 칫솔{TOOTHBRUSH}
본 발명은 구강을 비추는 광원부가 구비된 칫솔에 관한 것이다.
구강은 안면의 하부 중앙에 있는 소화기의 입구기관으로서, 통상적으로는 저작, 소화, 미각, 어음의 구성, 호흡 등에 관여하는 구열에서부터 인두와 이어지는 구협까지의 조직 구조를 총칭한다.
구강에 발생하는 구강 질환은 임의로 토순, 구개열 등의 선천적 기형, 부식, 골절 등의 외상, 치아우식증, 치주병 등의 치과질환, 치육종, 피상낭종, 에나멜 상피종, 치아종, 설암, 구개암 등의 종양으로 구분할 수 있는데, 구강은 치아, 골 및 연조직으로 구성되어 있어 구성과 기능의 다양성을 보이는 동시에 소화기의 입구로서 외부로 노출되어 각종 질병의 발병가능성이 상대적으로 높다.
이들 구강질환의 예방을 위해 칫솔을 이용한 양치질이 무엇보다도 중요하다.
효과적인 양치질을 위해 눈으로 치아를 확인할 필요가 있으나, 빛 유입이 어려운 구강 구조로 인해 치아를 정확하게 식별하기 어려운 문제가 있다.
한국등록특허공보 제10-1269969호에는 도파관으로 형성된 칫솔모를 갖는 칫솔이 개시되고 있다. 그러나, 양치질 중 유동되는 가느다란 칫솔모의 단부로부터 출력된 빛만으로는 치아를 선명하게 비추는데 어려움이 있다.
한국등록특허공보 제10-1269969호
본 발명은 구강의 치아를 밝게 비추는 동시에 구강 세균의 검출이 가능한 칫솔을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 칫솔은 치아를 닦는 칫솔모가 마련된 투명 재질의 머리부; 손잡이를 형성하는 몸체부; 상기 몸체부와 상기 머리부를 연결하는 막대 형상의 연결부; 상기 연결부에 연결되는 상기 몸체부의 일측 단부에 형성되는 광원부;를 포함하고, 상기 광원부는 상기 연결부를 향해 가시 광선을 조사하며, 상기 연결부는 상기 몸체부에 연결된 일측 단부로부터 유입된 상기 가시 광선을 타측 단부에 연결된 상기 머리부로 전파하고, 상기 머리부로 전파된 상기 가시 광선은 상기 머리부로부터 상기 치아를 향해 조사될 수 있다.
본 발명의 칫솔은 칫솔모가 마련된 투명 재질의 머리부를 통해 빛이 조사될 수 있다.
투명 재질의 머리부는 치아를 비추는 조명으로 기능할 수 있다.
칫솔모가 마련된 투명 재질의 머리부로부터 조사된 빛은 구강 또는 치아를 밝게 비출 수 있으므로, 사용자는 치아의 상태, 치아 사이에 낀 이물질을 육안으로 정확하게 확인하면서 양치질할 수 있다.
본 발명에 따르면, 손잡이가 마련된 몸체부와 머리부를 연결하는 막대 형상의 연결부가 투명 재질을 포함할 수 있다. 그 결과, 머리부뿐만 아니라 연결부도 구강 내부를 비추는 조명으로 기능할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 구강 세균 검출, 구강 세균 살균, 플라그(plaque) 검출 등이 가능한 파장의 빛이 광원부로부터 제공될 수 있다. 그 결과, 구강 세균 또는 플라그를 육안으로 확인하면서 양치질을 할 수 있는 장점이 있으며, 구강을 비춘 빛에 의해서도 구강 세균의 제거가 가능하다.
구강 세균의 살균 효과를 갖는 빛을 제공하는 경우, 구강의 보호를 위해 살균용 빛이 설정 주기에 따라 점멸될 수 있다.
또한, 별도의 덮개부로 머리부를 덮으면, 자동으로 구강 세균 살균용 빛이 머리부를 통해 조사되므로, 머리부에 연결된 칫솔모에 남아있는 구강 세균이 살균될 수 있다.
도 1은 본 발명의 칫솔을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 머리부를 나타낸 측면도이다.
도 3은 광원부의 빛에 의해 조명된 치아를 촬영한 사진이다.
도 4 및 도 5는 구강 세균의 탐지 원리를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 칫솔을 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 칫솔은 머리부(110), 몸체부(130), 연결부(120), 광원부(150)를 포함할 수 있다.
머리부(110)에는 치아(10)를 닦는 복수의 칫솔모(119)가 마련될 수 있다. 복수의 칫솔모(119)가 설치되도록, 머리부(110)는 적절한 두께를 갖는 넓적한 판 형상으로 형성될 수 있다.
머리부(110)는 광원부(150)로부터 전달받은 빛을 조사할 수 있는 투명 재질로 형성될 수 있다.
몸체부(130)는 손잡이를 형성할 수 있다. 구강 밖에 위치한 손을 이용해 몸체부(130)를 잡은 상태에서 칫솔모(119)가 형성된 머리부(110)가 구강 내에 위치하도록, 몸체부(130)는 머리부(110)로부터 이격된 위치에 형성될 수 있다.
연결부(120)는 몸체부(130)와 머리부(110)를 연결하는 요소로, 막대 형상으로 형성될 수 있다. 연결부(120)는 몸체부(130)와 머리부(110) 중 적어도 하나에 일체로 형성될 수 있다. 칫솔모(119)의 훼손에 의한 머리부(110)의 교체를 위해 연결부(120)는 머리부(110)와 일체로 형성되고, 몸체부(130)에 착탈 가능하게 형성되는 것이 바람직하다.
광원부(150)는 몸체부(130)에 수납된 배터리의 전력 또는 전선을 통해 몸체부(130)에 연결된 외부 전원의 전력을 이용해서 구동될 수 있다.
연결부(120)가 몸체부(130)에 착탈되는 구조를 고려하여, 광원부(150)는 연결부(120)에 연결되는 몸체부(130)의 일측 단부에 형성되는 것이 좋다. 광원부(150)는 연결부(120)를 향해 가시 광선을 조사할 수 있다.
연결부(120)는 몸체부(130)에 연결된 일측 단부로부터 유입된 가시 광선을 타측 단부에 연결된 머리부(110)로 전파할 수 있다.
머리부(110)로 전파된 가시 광선을 머리부(110)로부터 치아를 향해 조사될 수 있다.
치아를 향해 조사된 가시 광선은 치아 또는 구강 내부를 밝게 비추게 되며, 사용자는 육안을 통해 밝게 빛나는 치아 또는 구강 내부를 확인할 수 있다.
일 예로, 광원부(150)는 연결부(120)에 장착되는 몸체부(130)의 일면 측에 형성될 수 있다. 이때, 연결부(120)는 연결부(120)의 일측 단부면의 가운데에 광원부(150)가 대면하도록 몸체부(130)에 정렬된 상태로 몸체부(130)에 장착될 수 있다.
광원부(150)로부터 조사된 가시 광선은 연결부(120)의 일측 단부면을 통해 연결부(120)의 내부로 유입되고, 연결부(120)의 길이 방향을 따라 전파될 수 있다. 가시 광선의 전파를 위해 연결부(120)는 가시 광선을 전파하는 도파관을 포함하거나 가시 광선이 통과하는 투명 재질을 포함할 수 있다.
연결부(120)를 타고 전파되는 가시 광선은 연결부(120)의 타측 단부에 연결된 머리부(110)로 유입되고, 투명 재질의 머리부(110)를 통해 치아를 향해 방출될 수 있다.
연결부(120)가 투명 재질을 포함하는 경우, 연결부(120)의 일측 단부로부터 유입된 가시 광선의 일부는 타측 단부로 전달되는 동시에, 연결부(120)의 일측 단부로부터 유입된 가시 광선의 나머지는 연결부(120)의 외벽을 통과해서 치아를 향해 조사될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 연결부(120) 역시 구강 내부 또는 치아를 비추는 가시 광선을 조사하는 조명으로 기능할 수 있다.
양치질을 할 때, 사용자의 관심 대상은 칫솔모(119)에 대면되는 위치에 배치된 치아일 수 있다.
이때, 사용자가 관심을 갖는 치아를 보다 밝게 비추기 위해 머리부(110)로 전달된 가시 광선을 해당 치아를 향해 집광시키는 것이 유리할 수 있다.
도 2는 본 발명의 머리부(110)를 나타낸 측면도이다.
머리부(110)의 일면에 칫솔모(119)가 형성될 때, 머리부(110)의 타면 측에는 머리부(110)의 일면을 향해 가시 광선을 반사하는 반사판(115)이 마련될 수 있다.
반사판(115)은 머리부(110)의 타면에 접합되거나, 두께 방향 상으로 머리부(110)의 타면 측 내부에 삽입될 수 있다.
머리부(110)의 타면 측으로 방출되려는 가시 광선은 반사판(115)에 반사되어 칫솔모(119)가 형성된 머리부(110)의 일면을 통해 외부로 방출될 수 있다. 머리부(110)의 타면 측으로 빠져나가려는 일부 가시 광선이 반사되어 치아에 대면되는 머리부(110)의 일면을 통해 방출되므로, 사용자가 관심을 갖는 치아가 보다 밝게 비춰질 수 있다.
한편, 광원부(150)는 구강 세균 자체를 형광시키거나, 구강 세균이 분비하는 포피린(porphyrin) 등의 대사 산물을 형광시키는 파장의 광을 조사할 수 있다.
또는, 광원부(150)는 플라그(plaque)를 검출하는 파장의 광을 조사할 수 있다.
또는, 광원부(150)는 구강 세균을 살균시키는 파장의 광을 조사할 수 있다.
일 예로, 광원부(150)는 405nm 파장 기준으로 5nm의 오차 범위가 고려된 400~410nm 파장의 광을 조사할 수 있다. 400~410nm 파장의 광은 자색을 띄는 가시 광선에 해당할 수 있다. 400~410nm 파장의 광은 구강 세균이 분비하는 포피린 등의 대사 산물을 형광시키는 동시에 구강 세균을 살균시킬 수 있다.
도 3은 광원부(150)의 빛에 의해 조명된 치아를 촬영한 사진이다.
도 3의 (a) 및 (c)는 일반 백색광에 의해 조명된 상태에서 서로 다른 사람의 치아(10)를 촬영한 사진이다. 도 3의 (b)는 405nm 파장의 자색 가시 광선을 도 3의 (a)의 치아(10)에 조사한 상태에서 촬영한 사진이다. 도 3의 (d)는 405nm 파장의 자색 가시 광선을 도 3의 (c)의 치아(10)에 조사한 상태에서 촬영한 사진이다.
살펴보면, 치아의 표면에 분포된 포피린 영역 k가 주황색 또는 붉은색으로 형광되고, 하얀색에 가까운 녹색의 정상 치아와 명확하게 구분되는 것을 알 수 있다.
주황색 또는 붉은색으로 형광된 포피린은 별도의 필터를 이용하지 않고도 육안으로 확인 가능하다.
또한, 해당 파장의 광은 실험 결과 구강 세균을 살균하는 효과를 가지며, 일부 플라그 또한 형광시키는 것이 확인되었다. 구강 세균의 살균 효과는 자외선에 근접하는 파장에 기인한 것으로 추정된다.
405nm 파장의 자색 가시 광선은 어두운 구강 내부의 치아를 밝게 비추는 동시에, 구강 세균의 대사 산물 또는 플라그를 검출할 수 있으며 구강 세균을 살균할 수 있다. 이상의 효과는 실험 결과 ±5nm 파장의 오차 범위를 갖는 405nm 파장의 광에서 나타났다.
도 4 및 도 5는 구강 세균의 탐지 원리를 나타낸 개략도이다.
도 4는 정상적인 치아에 405nm 파장의 광이 조사된 상태를 나타내고, 도 5는 구강 세균이 분포하는 치아에 405nm 파장의 광이 조사된 상태를 나타낸다.
405nm 파장의 가시 광선을 건전한 치아 표면의 정상 법랑질(Enamel)에 조사하면 녹색의 형광을 발현한다. 흰색 반점(White spot)의 경우 형광이 소실되어 어두운 그림자의 형태로 보인다.
치아 우식이 있어 치아 표면 무기질이 소실된 부위는 형광이 감소되어 어둡게 표시되고 형광이 감소되어 나타난다.
구강 내 세균이 가지고 있는 포피린(porphyrin)이라는 대사 산물이 자색 가시 광선과 만나면 주황색 또는 붉은색 형광을 나타내고 오래된 치아의 세균막일수록 더 붉은 형광을 보인다.
사용자는 머리부(110)를 통해 조사된 빛에 의해 형광된 포피린 등을 육안으로 탐지할 수 있다. 따라서, 사용자는 구강 세균, 구간 세균의 대사 산물, 플라그 등의 잔존 여부, 잔존 위치 등을 별도의 필터를 이용하지 않고 육안으로 확인하면서 양치질을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 치아에 대한 칫솔질이 완료되면, 치아에 존재하는 구강 세균의 소독까지 함께 이루어질 수 있다.
머리부(110)에 설치된 칫솔모(119)에 의해 머리부(110)로부터 방출되는 빛이 가려지지 않도록, 칫솔모(119) 역시 투명 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 세균을 살균하는 효과를 갖는 자외선 파장에 근접하는 가시 광선으로 인해, 구강 내부의 세포 또는 조직이 훼손될 수 있다. 또한, 구강 외부에서 광원부(150)가 동작하면 밝게 빛나는 머리부(110)로 인해 시력이 손상될 수 있다.
구강 외부에서 동작하는 광원부(150)로 인한 유해성을 방지하고 구강 내부를 보호하기 위해 본 발명의 칫솔은 입력부(170) 및 제어부(190)를 추가로 포함할 수 있다.
입력부(170)는 외부 조작에 의해 광원부(150)를 동작시키거나, 광원부(150)의 동작을 중지시킬 수 있다. 일 예로, 입력부(170)는 몸체부(130)의 외면에 노출된 전원 버튼을 포함할 수 있다.
입력부(170)에 따르면, 광원부(150)에서 가시 광선을 조사하는 시점을 사용자가 조절할 수 있으므로, 의도하지 않게 광원부(150)가 동작하는 상황을 방지할 수 있다.
제어부(190)는 광원부(150)를 제어할 수 있다.
광원부(150)로부터 조사되고, 구강 세균을 살균시키는 파장의 광은 구강 세균뿐만 아니라 구강 내부, 치아의 세포 조직을 훼손시킬 수 있다. 해당 파장의 광으로 인한 유해성을 최소화하기 위해 양치질 시간이 짧을수록 유리하다. 그러나, 양치질 시간이 짧아지면 구강 세균, 플라그 등의 제거가 힘들어지는 문제가 발생된다.
양치질 시간이 길어져도 구강 내부 조직이 훼손되지 않도록, 제어부(190)는 입력부(170)에 의해 광원부(150)의 동작이 개시되면, 광원부(150)를 온(on)시키는 제1 모드와 광원부(150)를 오프(off)시키는 제2 모드를 번갈아 수행할 수 있다.
제어부(190)에 의해 광원부(150)가 온되면, 광원부(150)는 구강 세균을 살균시키는 파장의 살균용 광을 조사할 수 있다. 제어부(190)에 의해 광원부(150)가 오프되면, 광원부(150)로 공급되는 전력이 차단되고 광원부(150)에 의한 살균용 광의 조사가 중지될 수 있다.
제어부(190)에 따르면, 구강 세균을 살균시키는 파장의 광이 제1 시간 동안 머리부(110) 등으로부터 출력된 후, 제2 시간 동안 해당 광이 출력되지 않을 수 있다. 제2 시간이 경과되면 다시 살균용 광이 제1 시간 동안 출력될 수 있다.
이때, 살균용 광이 출력되는 제1 시간과 살균용 광의 출력이 제한되는 제2 시간이 번갈아가며 복수 회수로 반복되면, 살균용 광에 의해 구강 내부 조직이 받는 피해가 최소화될 수 있다.
한편, 머리부(110)로부터 출력되는 살균용 광은 머리부(110)에 형성된 칫솔모(119)를 살균할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 별도의 칫솔 살균기를 마련하지 않아도 칫솔모(119)를 살균할 수 있다.
다만, 머리부(110)로부터 출력된 살균용 광이 주변 환경을 오염시키지 않는 방안이 마련될 필요가 있다.
일 예로, 본 발명의 칫솔은 머리부(110)를 덮는 덮개부(180), 덮개부(180)가 머리부(110)를 덮은 상태를 감지하는 감지부(160)를 포함할 수 있다.
덮개부(180)는 머리부(110)에 대면되는 일측이 개구된 수용 공간을 갖는 통 형상으로 형성될 수 있다.
덮개부(180)의 개구측 단부는 몸체부(130)의 일측 단부에 착탈될 수 있다. 통 형상의 덮개부(180)가 머리부(110)를 덮으면, 머리부(110) 및 연결부(120)는 덮개부(180)에 의해 외부로부터 밀폐될 수 있다.
감지부(160)에 의해 덮개가 머리부(110)를 덮은 것이 감지되면, 광원부(150)는 구강 세균을 살균시키는 파장의 살균용 광을 조사할 수 있다.
일 예로, 감지부(160)는 덮개부(180)에 대면 접촉되는 몸체부(130)의 일측 단부에 형성된 스위치를 포함할 수 있다.
머리부(110)를 덮은 덮개부(180)의 단부가 스위치를 누르면, 제어부(190)는 광원부(150)를 구동시켜 살균용 광을 발생시킬 수 있다. 광원부(150)에서 조사된 살균용 광은 외부로부터 밀폐된 머리부(110) 및 칫솔모(119)에 남아있는 구강 세균을 살균할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 덮개부(180)로 머리부(110)를 덮으면, 자동으로 칫솔모(119)의 살균이 이루어지는 환경이 제공될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10...치아 110...머리부
115...반사판 119...칫솔모
120...연결부 130...몸체부
150...광원부 160...감지부
170...입력부 180...덮개부
190...제어부

Claims (10)

  1. 치아를 닦는 칫솔모가 마련된 투명 재질의 머리부;
    손잡이를 형성하는 몸체부;
    상기 몸체부와 상기 머리부를 연결하는 막대 형상의 연결부;
    상기 연결부에 연결되는 상기 몸체부의 일측 단부에 형성되는 광원부;를 포함하고,
    상기 광원부는 상기 연결부를 향해 가시 광선을 조사하며,
    상기 연결부는 상기 몸체부에 연결된 일측 단부로부터 유입된 상기 가시 광선을 타측 단부에 연결된 상기 머리부로 전파하고,
    상기 머리부로 전파된 상기 가시 광선은 상기 머리부로부터 상기 치아를 향해 조사되는 칫솔.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 일측 단부로부터 유입된 상기 가시 광선의 일부를 타측 단부로 전달하는 동시에 나머지 가시 광선을 상기 치아를 향해 조사하는 투명 재질을 포함하는 칫솔.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 머리부의 일면에 상기 칫솔모가 형성될 때, 상기 머리부의 타면 측에는 상기 머리부의 일면을 향해 상기 가시 광선을 반사하는 반사판이 마련된 칫솔.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 구강 세균을 형광시키거나, 상기 구강 세균이 분비하는 대사 산물을 형광시키는 파장의 광을 조사하는 칫솔.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 플라그(plaque)를 검출하는 파장의 광을 조사하는 칫솔.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 구강 세균을 살균시키는 파장의 광을 조사하는 칫솔.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 구강 세균이 분비하는 대사 산물을 형광시키는 동시에 상기 구강 세균을 살균시키는 400~410nm 파장의 광을 조사하는 칫솔.
  8. 제1항에 있어서,
    외부 조작에 의해 상기 광원부를 동작시키는 입력부;
    상기 광원부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 광원부는 구강 세균을 살균시키는 파장의 광을 조사하며,
    상기 제어부는 상기 입력부에 의해 상기 광원부의 동작이 개시되면, 상기 광원부를 온(on)시키는 제1 모드와 상기 광원부를 오프(off)시키는 제2 모드를 번갈아 수행하는 칫솔.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 머리부를 덮는 덮개부;
    상기 덮개부가 상기 머리부를 덮은 상태를 감지하는 감지부;를 포함하고,
    상기 감지부에 의해 상기 덮개가 상기 머리부를 덮은 것이 감지되면, 상기 광원부는 구강 세균을 살균시키는 파장의 광을 조사하는 칫솔.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 몸체부에 착탈 가능하게 형성되고,
    상기 광원부는 상기 연결부에 장착되는 상기 몸체부의 일면 측에 형성되며,
    상기 연결부는 상기 연결부의 일측 단부면의 가운데에 상기 광원부가 대면하도록 상기 몸체부에 정렬된 상태로 상기 몸체부에 장착되는 칫솔.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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