KR20200144442A - 2 개의 정점을 포함하는 조합 스펙트럼을 출력하는 led 광원 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LED 발광 장치의 광효율을 높이기 위해 복수개의 파장 범위를 가지는 광원부 및 광원부를 제어하는 광 제어부를 포함하되, 광원부는, 적색 또는 심적색(Deep Red) 광을 출력하는 복수의 LED 및 LED 가 출력하는 광의 초점을 모아 집광시키는 집광렌즈; 를 포함하며, 상기 집광렌즈를 통과한 광은 상기 LED의 광의 조합에 의해서, 600㎚ 내지 640㎚ 파장 범위를 갖는 610㎚ 내지 630㎚의 제 1 정점 파장(peak wavelength) 및 641 내지 690㎚ 파장 범위를 갖는 650㎚ 내지 680㎚ 의 제 2 정점 파장(peak wavelength)을 포함하는 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈을 개시하고 있다.
Description
본 발명은 파장이 상이한 적색 또는 심적색 LED 를 조합하여 2 개의 정점을 포함하는 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 출원번호가 10-2019-0072221이고, 출원일이 2019년 6월 18일인 국내특허출원을 기초로 우선권 주장하고, 해당 국내특허출원의 전체 내용은 본원 발명에 원용된다.
광 테라피는 다양한 질병 치료를 위하여 이용되었던 광 치료와 관련된 기술로, 태양광이 엽록소를 통해 에너지로 변환되는 원리와 유사하게 LED 광원으로 세포간의 광-생화학 반응을 유도할 수 있는 것이다. LED 광원의 광자가 세포조직 내 발색단이나 광수용기에 흡수되고 포토모듈레이션(Photomodulation)으로 세포구조를 자극하여 세포의 대사 활동을 촉진시켜 광 테라피 효과를 내는 것이다.
종래의 LED 피부관리기 중 착용형 마스크를 제외한 제품의 경우에는 대부분 평면이나 약간의 곡면이 들어간 형태를 가지며, 그러한 형태의 제품은 얼굴 구조에 맞춘 다각형 형태를 가지지 않아 얼굴 측면에 대한 빛의 조사가 제대로 이루어지지 않아 비효율적이다.
이를 해결하기 위해 일반적으로 사용하는 착용형 마스크 형태를 가진 LED 마스크는 얼굴 구조에 맞춘 마스크 형태로 얼굴 측면에 대한 빛의 조사가 가능하긴 하지만, 얼굴에 직접 착용을 하기 위해서 무게 제한이 있으며, 해당 무게 제한을 맞추기 위해 10W 이상의 출력을 낼 수 없다. 만약 그 이상의 출력을 내려면 LED 가 추가로 빈틈없이 빽빽하게 배치 되어야 하고, LED를 추가한 만큼 방열기를 추가로 구비해서 열기를 방출해주어야 하여 무게가 지나치게 무거워지게 된다. 그렇게 되면 무게 증가 및 방열 곤란의 문제로 얼굴에 직접 착용할 수가 없어져 마스크로서 사용할 수가 없게 되는 바, 착용형 LED 마스크는 대부분 무게 제한에 맞춰 낮은 출력만을 낼 수 있으며, 낮은 출력만큼 LED 또한 듬성듬성하게 배치되어 사용면 전체에 대해 제대로 된 광 테라피 효과를 낼 수 없다.
게다가, 착용형 마스크의 경우 집광형의 멀티렌즈를 사용하지 않고 투명 커버만을 사용하는데 렌즈를 사용하지 않을 경우 LED 의 광이 넓게 퍼지게 되어 피부에 닿는 광효율이 더욱 떨어지게 되며, 피부에 입사되는 광의 균일도 또한 떨어진다.
또한, 선행발명은 청색 광원부, 적색 광원부 등을 두어 다양한 파장의 LED 를 배치하였고, 그에 따라 표피의 여드름 치료부터 근육의 상처 치유까지 다양한 효과를 가질 수 있음을 개시하였으나, 출력이 제한된 상태에서 다양한 파장의 LED를 배치하는 것은 해당 파장의 효과를 더욱 약화시키는바 이를 사용해도 피부과에서 전문 진료를 받는 효율의 10% 도 미치지 못해 효율이 지나치게 떨어지게 된다.
또한, 적색 계열의 LED 는 수명이 짧아 최대 정격 허용 전류까지 전류를 사용하면 짧은 시간 안에 LED 발광 장치의 수명이 다하게 되며, 그에 따라 종래 적색 계열의 LED를 사용한 발광 장치들은 최대 정격 허용 전류의 절반 정도의 전류만 사용한다. 그러나, 이미 효율이 떨어지는 LED 발광 장치에서 전류량을 감소시키면 LED 의 광출력이 떨어지게 되며 피부에 닿는 광효율은 더더욱 떨어지게 된다.
즉, 종래기술에는 무게에 구애받지 않고 사용 가능하며, LED 가 빽빽하게 배치되게 하여 광출력을 높임으로써 광효율을 극대화한 제품이 없으며, 장치의 구조상 얼굴은 물론 신체 피부에도 겸용으로 사용할 수 있는 제품이 존재하지 않는다.
한편, 종래 기술들은 얼굴 측면에 대한 광 조사를 시도하고 있으나, 얼굴의 형태와 LED 빔 각도 및 측면 조사면의 각도에 대한 다중 각도 조절이 이루어지지 않아 시간이 지남에 따라 달라지는 LED 빔 각도로 인해 피부에 닿는 광량 및 광 균일도가 줄어들고 그에 따라 점점 광효율이 떨어지는 것을 보완하는 장치들이 존재하지 않는다.
(특허문헌 1) KR10-1953258 B1
본 발명은 적색 또는 심적색의 LED 만을 사용하여 집중적인 광 테라피 효과를 발휘하며, 표피 및 진피의 세포 활성도를 최대로 높일 수 있는 파장을 조합하여 2 개의 정점(PEAK)을 포함하는 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 피부 두께에 따라 조합 스펙트럼의 파장 별로 광출력을 조절할 수 있으며, 최대 60W까지의 고출력을 낼 수 있는 LED 광원 모듈을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 복수개의 파장 범위를 가지는 광원부 및 상기 광원부를 제어하는 광 제어부를 포함하되, 상기 광원부는, 적색 또는 심적색(Deep Red) 광을 출력하는 복수의 LED, 및 상기 LED 가 출력하는 광의 초점을 모아 집광시키는 집광렌즈를 포함하며, 상기 집광렌즈를 통과한 광은 상기 LED의 광의 조합에 의해서, 600㎚ 내지 640㎚ 파장 범위를 갖는 610㎚ 내지 630㎚의 제 1 정점 파장(peak wavelength) 및 641㎚ 내지 690㎚ 파장 범위를 갖는 650㎚ 내지 680㎚ 의 제 2 정점 파장(peak wavelength)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈을 제공한다.
상기 본 발명은 상기 광원부 내의 상기 복수의 LED는, 610㎚ 내지 620㎚의 정점 파장인 제 1 파장을 출력하는 제 1 파장 LED, 620㎚ 내지 630㎚의 정점 파장인 제 2 파장을 출력하는 제 2 파장 LED 및 650㎚ 내지 680㎚의 정점 파장인 제 3 파장을 출력하는 제 3 파장 LED 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 복수의 LED 는 메탈 피씨비(METAL PCB)의 단자들에 전기적으로 연결되며, 상기 광 제어부는, 선택된 모드에 따라 메탈 피씨비에 인가되는 전류를 구획 별로 제어하여 상기 복수의 LED 가 출력하는 정점 파장의 광출력을 조절할 수 있다.
본 발명은 상기 광 제어부는 상기 광원부의 출력을 20W 내지 60W의 고출력 광원으로 제어하며, 상기 LED 광원 모듈은 상기 LED에 인접 배치 혹은 연결되는 방열 구조를 더 포함하며, 상기 방열 구조는 원기둥 형태의 방열 핀을 방열기의 세로 방향으로 배치하며, 상기 광원부의 출력에 따른 전류량에 따라 방열핀 밀도가 다른 복수의 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광원부는, 상기 제 1 파장 LED, 상기 제 2 파장 LED 및 상기 제 3 파장 LED가 기판 위에 4 개가 한 세트로 사각형 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광원부는, 복수의 제 1 파장 LED, 복수의 제 2 파장 LED 및 복수의 제 3 파장 LED를 포함하며, 상기 제 1 파장 LED, 상기 제 2 파장 LED, 상기 제 3 파장 LED가 1 대 1 대 2 의 비율로 배열될 수 있다.
본 발명에 따른 LED 발광장치가 출력하는 조합 스펙트럼은 2 개의 정점을 포함하여, 각 정점 파장이 최대 세포 활성도를 가지며, 동시에 다른 피부층을 자극하여 표피부터 진피까지 활성화되고, 이를 통해 피부 탄력, 염증 치료 등의 광 테라피 효과를 낼 수 있다.
본 발명에 따른 LED 발광장치는 피부두께에 따라 조합 스펙트럼의 파장 별로 다른 광출력을 내도록 조절할 수 있으며, 방열 구조를 통해 최대 60W의 고출력을 낼 수 있다.
도 1a 는 LED 광원 모듈에 설치된 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED 및 제 3 파장 LED 의 파장을 도시한 것이다.
도 1b 는 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED 및 제 3 파장 LED 의 파장을 조합한 조합 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 2a 는 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED 및 제 3 파장 LED 의 광출력을 0.15 대 0.15 대 1 로 조절한 조합 스펙트럼의 파장에 대한 광출력을 도시한 것이다.
도 2b 는 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED 및 제 3 파장 LED 의 광출력을 1 대 1 대 0.15 로 조절한 조합 스펙트럼의 파장에 대한 광출력을 도시한 것이다.
도 3 은 LED 광원 모듈에 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED, 제 3 파장 LED 를 배열한 것을 도시한 것이다.
도 4 는 우측 조사면, 중앙 조사면 및 좌측 조사면을 포함하는 광 조사부의 평면도를 도시한 것이다.
도 5a 는 LED 빔 각도 및 좌,우측 조사면의 각도를 다중 각도 조절하여 상기 각도 변화에 따라 피부에 닿는 입사광량을 측정한 측정한 것이며, 도 5b 는 LED 빔 각도 및 측면 조사면의 각도를 다중 각도 조절하여 상기 각도 변화에 따라 피부에 닿는 상대적인 광 균일도를 측정한 3D 그래프를 도시한 것이다.
도 6a 는 얼굴 부위에 따른 상대적 피부 두께를 도시한 도면이고, 도 6b 는 얼굴 부위에 따른 피부 두께 차이를 고려하여 중앙 조사면 및 좌,우측 조사면에 배열된 LED에 다른 구동 전류를 인가한 결과 나타난 상대적인 광 출력의 세기를 도시한 도면이다. 도 6c 는 LED 광원 모듈에 배열된 LED 구획별로 전류량 조절을 위해 설치된 METAL PCB 구조의 일 구획을 나타낸 것이다.
도 7 은 LED 광테라피 장치의 블록도를 도시한 것이다.
도 8 는 LED 광테라피 장치의 사시도를 도시한 것이다.
도 9 는 LED 광테라피 장치의 기구부가 모드에 따라 바꾼 스탠딩 기구부의 형태를 도시한 것이다.
도 10 은 LED 광테라피 장치가 동작되는 알고리즘을 도시한 것이다.
도 11 은 본 발명의 일실시예에 따라 LED 광테라피 장치가 선택된 피부 관리 모드에 따라 동작하는 방법을 도시한 것이다.
도 1b 는 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED 및 제 3 파장 LED 의 파장을 조합한 조합 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 2a 는 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED 및 제 3 파장 LED 의 광출력을 0.15 대 0.15 대 1 로 조절한 조합 스펙트럼의 파장에 대한 광출력을 도시한 것이다.
도 2b 는 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED 및 제 3 파장 LED 의 광출력을 1 대 1 대 0.15 로 조절한 조합 스펙트럼의 파장에 대한 광출력을 도시한 것이다.
도 3 은 LED 광원 모듈에 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED, 제 3 파장 LED 를 배열한 것을 도시한 것이다.
도 4 는 우측 조사면, 중앙 조사면 및 좌측 조사면을 포함하는 광 조사부의 평면도를 도시한 것이다.
도 5a 는 LED 빔 각도 및 좌,우측 조사면의 각도를 다중 각도 조절하여 상기 각도 변화에 따라 피부에 닿는 입사광량을 측정한 측정한 것이며, 도 5b 는 LED 빔 각도 및 측면 조사면의 각도를 다중 각도 조절하여 상기 각도 변화에 따라 피부에 닿는 상대적인 광 균일도를 측정한 3D 그래프를 도시한 것이다.
도 6a 는 얼굴 부위에 따른 상대적 피부 두께를 도시한 도면이고, 도 6b 는 얼굴 부위에 따른 피부 두께 차이를 고려하여 중앙 조사면 및 좌,우측 조사면에 배열된 LED에 다른 구동 전류를 인가한 결과 나타난 상대적인 광 출력의 세기를 도시한 도면이다. 도 6c 는 LED 광원 모듈에 배열된 LED 구획별로 전류량 조절을 위해 설치된 METAL PCB 구조의 일 구획을 나타낸 것이다.
도 7 은 LED 광테라피 장치의 블록도를 도시한 것이다.
도 8 는 LED 광테라피 장치의 사시도를 도시한 것이다.
도 9 는 LED 광테라피 장치의 기구부가 모드에 따라 바꾼 스탠딩 기구부의 형태를 도시한 것이다.
도 10 은 LED 광테라피 장치가 동작되는 알고리즘을 도시한 것이다.
도 11 은 본 발명의 일실시예에 따라 LED 광테라피 장치가 선택된 피부 관리 모드에 따라 동작하는 방법을 도시한 것이다.
본 발명의 실시 예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서 정점 파장(peak wavelength)은 광원의 스펙트럼 전력 분포(spectral power distribution)에서 가장 큰 전력을 갖는 스펙트럼 라인을 지칭하는 공지된 의미로서, 정점 파장은 점이 아니라 파장의 정점(peak)이 위치하는 파장의 범위를 한정한 파장이다. 파장의 범위는 광원의 스펙트럼 전력 분포에서 전력이 0 이상되는 스펙트럼 라인을 의미한다.
본 발명은 복수개의 파장 범위를 가지는 광원부 및 상기 광원부를 제어하는 광 제어부를 포함하며, 상기 광원부는 적색 또는 심적색 광을 출력하는 복수의 LED 및 상기 LED가 출력하는 광의 초점을 모아 집광시키는 집광 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 집광렌즈를 통과한 광은 LED 광의 조합에 의해서 600㎚ 내지 640㎚ 파장 범위를 갖는 610㎚ 내지 630㎚의 제 1 정점 파장(peak wavelength) 및 641 내지 690㎚ 파장 범위를 갖는 650㎚ 내지 680㎚ 의 제 2 정점 파장(peak wavelength)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 광원부 내의 상기 복수의 LED는 610㎚ 내지 620㎚의 정점 파장인 제 1 파장을 출력하는 제 1 파장 LED, 620㎚ 내지 630㎚의 정점 파장인 제 2 파장을 출력하는 제 2 파장 LED, 650㎚ 내지 680㎚의 정점 파장인 제 3 파장을 출력하는 제 3 파장 LED 를 포함할 수 있다.
도 1a 에서 도시된 파장 1, 파장 2, 파장 3 은 적색 또는 심적색 광을 갖는 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED, 제 3 파장 LED 가 출력하는 파장을 의미하는 것이며, 도 1b 는 상기 파장 1, 파장 2, 파장 3 을 조합하여 생성되는 2 개의 정점을 포함하는 조합 스펙트럼을 의미하는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이, 상대적 광출력이 1 로 동일한 파장 1 을 가지는 제 1 파장 LED, 파장 2 를 가지는 제 2 파장 LED, 파장 3 을 가지는 제 3 파장 LED 를 조합하여, 600㎚ 내지 640㎚ 파장 범위를 갖는 610㎚ 내지 630㎚의 제 1 정점 파장, 641 내지 690㎚ 파장 범위를 갖는 650㎚ 내지 680㎚ 의 제 2 정점 파장을 출력할 수 있다. 즉, 상이한 파장의 범위를 가지는 복수개의 LED 를 조합하여 2 개의 정점을 포함하는 조합 스펙트럼을 가질 수 있다. 각 파장은 1 개 이상의 LED로 구성될 수 있다.
제 1 파장 LED 는 610nm 내지 620nm 의 정점 파장을 출력하는 LED 이며, 제 2 파장 LED 는 620㎚ 내지 630㎚ 의 정점파장을 출력하는 LED 이다. 제 3 파장 LED 는 650㎚ 내지 680㎚ 의 정점 파장을 출력하는 LED 를 의미하며, 상기 제 1 파장 LED 및 제 2 파장 LED 의 조합으로 610nm 내지 630nm 의 정점 파장인 제 1 정점 파장이 출력되며, 제 3 파장 LED 는 650㎚ 내지 680㎚ 의 제 2 정점 파장을 출력할 수 있다. 즉, LED 의 상이한 파장을 조합하여 2 개의 정점(PEAK)을 갖는 조합 스펙트럼을 생성할 수 있게 된다.
상기 제 1 파장 LED 내지 제 3 파장 LED 는 적색 계열의 LED 로서, 적색 계열의 LED는 600㎚ 내지 780㎚의 원적색(Far Red) 또는 근적외선(Near Infra Red)의 파장 대역을 가지는데, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 적색 계열의 LED는 600㎚ 내지 690㎚의 심적색(Deep Red) 범위의 파장에 집중하여 사용할 수 있다. 다양한 파장의 LED를 설치할 경우 출력이 광범위한 피부층으로 분산되어 각 파장별 LED의 출력이 피부의 세포를 활성화 시킬 정도의 광출력 세기를 가질 수 없으며, 그 결과 장치의 전체적인 효율이 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명은 600㎚ 내지 690㎚ 범위의 파장을 갖는 적색 또는 심적색 계열의 LED 만을 사용하여 표피 및 표피에 가까운 진피(Dermis) 층에 광출력을 집중하며, 동시에 상기 적색 또는 심적색 계열의 LED 를 조합해서 출력하여 광이 도달하는 전체 피부의 세포 활성도를 끌어올릴 수 있다.
구체적으로, 제 1 정점 파장은 가시광선 대역인 380㎚에서 780㎚ 중에서 파장이 길어 피부 침투 깊이가 깊고, 피부 표피 및 진피 중에서도 얕은 곳의 세포를 활성화 할 수 있으며, 제 2 정점 파장은 제 1 정점 파장보다 파장이 길어 피부 침투 깊이가 더 깊고 피부 진피(dermis) 중에서도 더 깊은 곳의 세포를 활성화 할 수 있다. 제 1 정점 파장 및 제 2 정점 파장을 포함하는 조합 스펙트럼은 제 1 정점 및 제 2 정점을 포함하는 바 2 개의 정점을 가지므로, 위에서 언급한 피부 표피 및 진피층의 세포를 동시에 활성화할 수 있으며, 이는 1 개의 정점을 갖는 파장에 비해 보다 깊고 다양한 피부층에 대하여 세포활성을 유도할 수 있게 된다.
또한, 제 1 정점 파장 및 제 2 정점 파장의 정점인 제 1 정점 및 제 2 정점은 LED 광이 도달하는 피부층에서 세포 활성도가 가장 높은 파장의 범위인 610nm 내지 630nm 및 650nm 내지 680nm 내에서 생성되는 바, 상기 제 1 정점 및 제 2 정점을 포함하는 조합 스펙트럼에 의해 광이 닿는 전체 세포의 세포 활성도를 70% 로 이상으로 유지할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 일반 630㎚ 정점 파장의 세포 활성도는 약 50%에 불과하지만 본 발명의 제 1 정점 파장은 약 75%의 세포 활성도를 가지며, 제 2 정점 파장은 약 65%의 세포 활성도를 가져 총 71%의 세포 활성도를 가질 수 있다. 제 1 정점 파장만을 사용할 경우 표피 및 진피 중에서도 얕은 층에 대해서만 75% 의 세포 활성도를 가질 뿐 그보다 깊이 있는 진피층은 광이 도달하지 않아 세포 활성이 불가능하며, 반대로 제 2 정점 파장만을 사용할 경우 깊은 진피 층까지 파장이 도달할 수는 있으나 세포 활성을 위한 전체적인 에너지는 떨어지게 되는 바, 제 1 정점 파장 및 제 2 정점 파장을 조합한 조합 스펙트럼을 사용하여 피부의 표피 및 진피층을 전체적으로 활성화 하는 동시에 그 활성도를 높게 유지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 광원부의 복수의 LED 는 메탈 피씨비(METAL PCB)의 단자들에 전기적으로 연결되며, 광 제어부는, 선택된 모드에 따라 메탈 피씨비에 인가되는 전류를 구획 별로 제어하여 상기 복수의 LED 가 출력하는 정점 파장의 광출력을 조절할 수 있다.
도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이, 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED 및 제 3 파장 LED 에 흐르는 전류 비율을 구획 별로 조절하여 제 1 정점 파장 및 제 2 정점 파장의 광출력을 구획 별로 조절할 수 있다. 상기 제 1 정점 파장 및 제 2 정점 파장의 상대적 광출력비는 1 대 5 에서부터 10 대 1 까지의 범위 내에서 조절할 수 있으며, 도 2a 및 도 2b 는 상기 범위 내의 상대적 광출력으로 조절한 조합 스펙트럼을 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 얼굴 부위에 따른 피부 두께가 다른 점을 감안하여 부위에 맞춰 빛의 강도를 조절하기 위해 LED 광원 모듈은 구획이 나뉘어질 수 있다. 각 구획은 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED, 제 3 파장 LED 를 통해 제 1 정점 파장 및 제 2 정점 파장을 포함하는 조합 스펙트럼을 출력할 수 있으며, 구획 별로 LED 에 흐르는 전류를 조절하여 빛의 강도를 조절함으로써 피부 부위에 따른 피부 두께에 맞추어 빛을 조사할 수 있다.
구체적으로 각 구획에 흐르는 전류는, 피부 두께에 맞추어 최대 정격 허용 전류 1 이라 하여 기준을 두었을 때, 0.15 에서 1 까지 조절할 수 있다.
따라서, 광출력비를 1 대 5 로 출력하려면 제 1 파장 LED 대 제 2 파장 LED 대 제 3 파장 LED 의 전류비율을 0.15 대 0.15 대 1 로 설정하여, 제 1 정점 파장 대 제 2 정점 파장의 전류 비율을 0.15 대 1 로 조절할 수 있다. 광출력비를 10 대 1 로 출력하려면 제 1 파장 LED 대 제 2 파장 LED 대 제 3 파장 LED 의 전류비율을 1 대 1 대 0.15 로 설정하여, 제 1 정점 파장 대 제 2 정점 파장의 전류 비율을 1 대 0.15로 조절할 수 있다.
이와 같이 구획 별로 전류를 조절하여 피부 부위에 따른 두께 차이를 고려하여 얼굴 전체에 고르게, 피부 전체를 광 조사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, LED 발광 장치에서 발생하는 열기를 방출하여 적색 또는 심적색 계열의 LED 수명을 보장하고 정격 허용 전류의 최대치까지 전류를 조절하여 높은 광출력을 내기 위해 방열 구조인 방열홀(HEATSINK)을 포함할 수 있다.
전류 비율과 관련하여, 적색 계열의 LED 의 최대 정격 허용 전류를 1 로 두었을 때, 적색 계열의 LED 의 수명을 고려하여 통상적으로는 0.5 즉, 50% 정도의 낮은 전류만 사용할 수 있으며, 거래 실정상 그렇게 사용하고 있다. 본 발명은 열기 방출에 우수한 방열 구조를 통해 최대 정격 허용 전류 1 에 도달하는 전류가 LED 에 흐르도록 조절할 수 있으며, 상기 1 은 최대 정격 허용 전류를 모두 사용한 경우를 의미한다. 상기 최대 정격 허용 전류까지 LED 발광 장치에 흐르도록 하여 고출력의 광출력을 낼 수 있으며, 이를 통해 광효율을 극대화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방열홀은 LED 가 배열된 LED 광원 모듈에 인접 배치 혹은 연결될 수 있다. LED 발광 장치는 상기 방열홀을 통해 상기 LED 광원 모듈의 열기가 빠져나갈 수 있는 공기길을 가지며, 방열 수행 중 LED에서 출력하는 광이 외부로 빠져나가 피부에 닿지 않고 외각으로 새지 않도록 전면에는 방열홀을 배치하지 않고, 전면을 제외한 케이스 측면에 방열홀을 포함시킬 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 통상 일반 방열기는 LED 모듈에 부착되는 면의 후면에만 가로 또는 세로 방향의 핀(Fin 또는 Pin)을 일률적으로 형성한다. 하지만 LED 모듈의 열은 중앙이 높고 바깥쪽으로 갈수록 낮아지는 방사형태로 전달되기 때문에 방열기에 방열 핀을 형성할 때는 실제 발열상태에 맞추어 방열 핀의 밀도, 크기 및 방향을 조절하여 형성해야 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열홀은 피부 두께 및 위치에 따라 다르게 설정된 전류에 맞게 방열 핀의 밀도 및 크기를 조절할 수 있으며, 전류량이 높아 발열이 많은 구획에는 방열 핀의 밀도를 높이고, 크기를 키울 수 있으며, 반대의 경우 밀도를 낮추고, 크기를 줄일 수 있다.
또한, 자연대류의 흐름이 원활이 이루어져 방열성능이 높아지도록 하기 위해방열 핀(Fin)의 방향을 세로 방향으로 놓을 수 있다.
따라서, 방열 핀(Fin 또는 Pin)의 밀도 조절과 원활한 자연대류를 유도하는 것을 함께 고려하면 직선의 방열 핀(Fin) 보다 방열기에 수직으로 세워진 원기둥 형태의 방열 핀(Pin)을 전류 및 발열량에 맞추어 밀도를 달리하여 형성하는 것이 바람직하다.
위와 같이 방열에 우수한 방열 구조를 통해 적색 계열 LED 의 수명에 구애받지 않고 최대 정격 허용 전류에 가까운 높은 전류를 사용할 수 있으며, 이를 통해 종래 10W가 한계였던 출력을 최대 60W까지 늘릴 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 제어부는 상기 광원부의 출력을 20W 내지 60W의 고출력 광원으로 제어할 수 있다.
광 제어부가 LED 광원 모듈의 광원부에 20W 이하의 출력을 내도록 할 경우, 20W 이하의 출력은 전문적인 피부과 치료기에 비해 효율이 너무 떨어져 제대로 된 광 테라피 효과를 보기 어려우며, 광 제어부가 LED 광원 모듈의 광원부에 60W 이하의 출력을 내도록 할 경우, 60W 이상의 출력은 LED 가 내는 열을 제대로 방열하여 LED 광효율 및 수명을 확보하기가 어려운 바, 본 발명의 광 제어부는 LED 광원 모듈의 광원부가 내는 출력을 20W 내지 60W 내로 제한하여 제어할 수 있다.
따라서, 위와 같이 광원부의 출력을 늘리고, 적색광 LED 의 수명을 충분히 확보하기 위해서는 효과적인 방열 구조 설치가 중요한 바, LED 광원 모듈에 방열 구조를 인접 배치하거나 연결할 수 있으며, 전류량을 고려하여 방열 핀의 밀도를 달리하여 설치할 수 있다. 이는 예시적인 것이며 본 기재에 한정되지 않는다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 도 3 에 도시된 바와 같이, 제 1 정점 파장을 출력할 수 있는 LED 인 제 1 파장 LED(615㎚) 및 제 2 파장 LED(625㎚), 제 2 정점 파장을 출력할 수 있는 LED인 제 3 파장 LED(660㎚) 의 배열이 다각형이 되도록 각 조사면에 배치할 수 있으며, 바람직하게는 사각형이 되도록 각 조사면에 배치할 수 있다. 사각형이 되도록 배치할 경우, 제 1 파장 LED 대 제 2 파장 LED 대 제 3 파장 LED 개수의 비율을 1 대 1 대 2 로 하여 배치할 수 있다. 각 조사면에 배치되는 LED의 최소 단위는 PCB 구조상 LED 4 개씩이 포함될 수 있다. 상기 615㎚, 625㎚, 660㎚는 정점 파장을 의미하며 해당 정점 값만으로 정점의 범위가 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 조합 스펙트럼의 광출력을 파장 범위에 따라 조절하기 위해서는 제 1 정점 파장을 출력하는 제 1 파장 LED 및 제 2 파장의 LED 와 제 2 정점 파장을 출력하는 제 3 파장 LED 에 흐르는 전류를 구획에 따라 탄력적으로 조절할 수 있어야 하고, 이를 위해 다각형 형태로 LED를 배열할 수 있으며, 바람직하게는 사각형 형태로 배열할 수 있다.
다수개의 LED를 안정적으로 배열할 수 있는 최소 배열의 형태는 삼각형이고, 그 다음은 오각형 배열로 삼각형 혹은 오각형으로 LED 배열할 수 있으나, 3 개의 파장을 조합하여 두 개의 정점을 갖는 조합 파장인 본 발명에게는 사각형 배열이 바람직하며, 상기 사각형 배열이 본 발명의 효율 및 성능을 극대화할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 사각형 PCB 판에 LED를 배열하는 경우 작은 사각형 안에 4개의 LED가 들어가는 것을 최소 단위로 할 수 있는데, 제 1 정점 파장은 2 개의 LED 파장을 합친 것이고, 제 2 정점 파장은 1 개의 LED 의 파장인 바 광출력 차이를 줄이고 전체적인 출력 균형을 맞추기 위해 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED 1개씩 배치할 때, 제 3 파장 LED를 2 개씩 배열할 수 있다. 이를 통해 전체적인 조합 스펙트럼의 파장 별 출력 범위의 균형을 맞춰 광출력을 쉽게 조절할 수 있다. 본 발명은 예시적인 것에 불과하며 상기 형태로 범위가 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, LED 광 테라피 장치는 복수개의 파장 범위를 가지는 LED 광원부가 출력하는 적색 또는 심적색 광의 조합에 의해 2 개의 정점을 가지는 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈, 상기 LED 광원 모듈의 광을 집광시키는 집광렌즈 및 상기 LED 광원 모듈 및 상기 집광렌즈가 일면에 설치된 조사면을 포함하는 광 조사부를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 광 조사부의 각 조사면은 다각형 형태를 가지며, 중앙 조사면 및 상기 중앙 조사면에 대해 둔각을 형성하는 좌측 조사면 및 우측 조사면을 가지는 측면 조사면을 포함할 수 있고, 측면 조사면 및 중앙 조사면에 의해 둔각을 가지는 사다리꼴 형태의 입체적인 공간이 형성되어 상기 공간에 상기 LED 광원 모듈의 광이 도달될 수 있다.
도 4 는 상기 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 발광 장치 및 광 조사부를 포함하는 LED 광 테라피 장치를 도시한 것이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, LED 광원 모듈이 설치된 우측 조사면(401a), 중앙 조사면(401b) 및 좌측 조사면(401c)을 포함하는 광 조사부(401), LED 광원 모듈에 설치된 LED의 빔 각도를 집광하는 집광렌즈, 광 조사부 및 집광렌즈를 감싸는 케이스(403)와 인접 배치 또는 연결되는 방열 구조(402)를 포함할 수 있다.
또한, LED 광 테라피 장치는 다각형 형태의 광 조사부 및 그에 연결된 스탠딩 기구부를 포함할 수 있으며, 상기 스탠딩 기구부를 통해 얼굴에 직접 착용하지 않고도 광 조사부를 원하는 위치에 고정하여 다양한 자세로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광 테라피 장치에서 상기 광 조사부(401)는 얼굴의 우측면을 광 조사할 수 있는 우측 조사면(401a), 얼굴 중앙부를 광 조사할 수 있는 중앙 조사면(401b) 및 얼굴의 좌측면을 광 조사할 수 있는 좌측 조사면(401c)을 포함할 수 있으며, 각 조사면은 다각형 형태, 바람직하게는 사각형 형태를 가질 수 있다.
또한, θ1은 LED 빔 각도로, LED 의 빛이 광 조사부(401)로부터 수직으로 피부에 쏘아지는 각도를 기준인 0°로 하며, LED 빛이 얼굴에 도달하는 광출력 최대에너지의 1/2 에너지가 닿는 피부 위치와 상기 기준이 이루는 각도의 2 배 각도, 즉, 양측 각도를 LED 빔 각도(θ1)라고 정의할 수 있다. θ2는 측면 조사면 각도로, 중앙 조사면(401b)를 바깥으로 연장한 선으로부터 좌,우측면 조사면이 이루는 각도를 측면 조사면 각도(θ2) 라고 정의할 수 있으며, 중앙 조사면에 대해 측면 조사면이 이루는 둔각을 180°에서 뺀 것과 동일하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 조사부(401)는 LED 빔 각도(θ1) 가 0°내지 30°로 유지되도록 하는 네거티브 집광 렌즈를 포함할 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, LED 빔 각도(θ1)가 0°내지 30°를 벗어나면 입사광량 및 광 균일도가 85% 이하로 떨어진다는 것을 알 수 있다. 별도의 집광 렌즈가 없을 경우 LED 빔 각도(θ1)가 120°까지 퍼질 수 있으며, 그에 따라 피부에 입사되는 입사광량이 줄어 광 효율이 떨어질 수 있다. 이를 막기 위해 LED 빔 각도 자체를 좁게 설정한 포탄형 LED도 존재하나 광 테라피에 사용되는 LED에 비해 광출력이 1/5 이하로 떨어져 광 효율이 저하되는 바, LED 자체의 LED 빔 각도를 조절하는 대신 집광 렌즈를 사용하여 LED 광을 집광하는 구성을 통해 LED 빔 각도(θ1)를 0°내지 30°로, 바람직하게는 약 0°로 유지할 수 있다.
따라서, 상기 LED 빔 각도(θ1)를 0°내지 30°범위 내로 유지하기 위해 집광형의 멀티렌즈를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 LED 빔 각도(θ1)는 0°를 유지하는 것이 빛이 퍼지는 것 없이 피부에 집중될 수 있어 광 효율을 최대로 할 수 있다. LED 광을 똑바로 내보낼 수 있도록 하는 집광형의 멀티렌즈로서 일반적인 형태의 구형을 이용한 멀티렌즈가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 두께가 얇은 프레넬 렌즈(Fresnel lens)를 멀티로 배열한 박형 멀티렌즈를 사용될 수 있다. 상기 멀티렌즈를 통해 LED 빔 각도를 0°내지 30°, 바람직하게는 0°에 가깝게 유지한 상태에서 측면 조사부의 각도를 조절하여 입사광량 및 광 균일도를 높게 조절할 수 있다.
또한, 렌즈는 돌출면이 피부 방향으로 놓이는 포지티브 렌즈(Positive lens)의 경우 먼지 등의 오염이 발생될 수 있는바, 렌즈 성능 저하를 방지하기 위해 네거티브 렌즈(Negative lens)를 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 조사부(401)의 좌측 조사면(401c) 및 우측 조사면(401a)는 중앙 조사면(401b)에 대해 대칭이며, 상기 좌측 조사면(401c) 및 우측 조사면(401a)을 포함하는 측면 조사면은 중앙 조사면에 대해서 130° 내지 150°의 각도로, 즉, 측면 조사면 각도 30° 내지 50°로 형성될 수 있다.
광 조사부가 얼굴의 전면뿐만 아니라 얼굴 측면에 대해서도 고르게 광을 조사하기 위해서는 광 조사부의 각 조사면이 얼굴 전면 및 측면에 일정한 폭으로 접하는 형태가 바람직하며, 측면 조사면 각도가 0°인 경우, 얼굴 측면에 입사되는 광이 적고 얼굴 외부로 향하는 광이 많아 효율적이지 못하며, 측면 조사면 각도가 60°를 초과하면 얼굴 전면 및 이에 대응하는 조사면의 거리가 멀어져 얼굴 전체에 입사되는 광량이 떨어져 광 효율이 떨어질 수 있다.
또한, 각 조사면의 크기가 상이할 경우 금형 제작에 따른 비용 및 다른 조사면 크기에 따라 다른 집광형 렌즈를 제작해야 하여 본 발명의 제작에 소요되는 비용이 급증할 수 있는 바, 각 조사면의 크기를 일치시키는 것이 비용을 절감할 수 있어 바람직하다.
따라서, 동일한 조사면 크기를 가지며 얼굴 전면 및 측면에 일정한 폭으로 접하는 형태의 광 조사부를 가지기 위해서는, 각 조사부의 크기를 평균 얼굴 크기및 형태에 따라 제작함과 동시에 충분한 여유 각도를 두어야 하는 바, 중앙 조사면 및 측면 조사면이 이루는 외각인 측면 조사면 각도(θ2)는 1 차적으로 10° 내지 50°의 예각을 유지하여야 한다.
뿐만 아니라, LED 광 균일도가 낮을 경우, 부위에 따라 광 테라피의 효율 차이가 커져 일정한 광 효율을 낼 수 없는 바, 광 조사부는 피부에 입사되는 LED 광량을 최대치로 하여 광 효율을 극대화하는 것만큼 피부 전체에 입사되는 LED 광의 균일도 역시 고려하여야 한다. 따라서, 1 차적으로 한정한 측면 조사면 각도(θ2)를 입사광량 및 광 균일도를 고려하여 2 차적으로 한정할 필요가 있다.
따라서, 입사광량 및 광 균일도를 반영하기 위해 1 차적으로 한정한 측면 조사면 각도(θ2)의 10° 내지 50°범위에서 측면 조사면 각도에 따른 입사광량의 상대지수를 아래 식(1)에 따라 측정하고, 측면 조사면 각도에 따른 광 균일도 상대지수를 아래 식(2)에 따라 측정한 후, 이를 반영하여 입사광량 및 광 균일도를 모두 고려하는 식(3)에 따라 상대지수를 측정할 수 있으며, 그에 따라 일정 지수 이상의 입사광량 및 광 균일도를 가지는 각도로 측면 조사면 각도를 2 차 한정할 수 있다.
식(1) f(x) = 97.67*exp(-((x-46.82)/65.67)^2)
식(2) f(x) = 90.87*exp(-((x-35.12)/24.55)^2)
식(3) f(x) = 185.8*exp(-((x-36.52)/32.54)^2) + 14.02*exp(-((x-63.8)/12.19)^2)
즉, 측면 조사면 각도를 입사광량 및 광 균일도를 반영한 다중 최적화 설계를 통해 결정할 경우, 80% 이상의 입사광량 및 광 균일도를 유지하기 위하여 최종적으로 30° 내지 50°의 측면 조사면 각도를 유지해야 한다.
예를 들면, 입사 광량을 높이는 것을 최우선으로 설계할 경우 식(1)에 따라 47°의 각도로 측면 조사면 각도를 설계할 수 있고, 광 균일도를 최대치로 설계할 경우 식 (2)에 따라 35°의 각도로 측면 조사면 각도를 설계할 수 있으나, 다중 최적화에 따라 입사광량 및 광 균일도를 고려하여 측면 조사면 각도를 설계할 경우 식(3)에 따라 37°의 각도로 설계할 수 있다.
따라서, 입사광량 및 광 균일도의 다중 최적화에 따른 최대값의 80% 이상을 유지하기 위해서는 30°내지 50°를 유지하여야 한다.
따라서, LED 빔 각도를 네거티브 집중 렌즈를 통해 0°내지 30°로 유지하며, 측면 조사면 각도를 30°내지 50°로 한정하는 다중 각도 조절 구성을 통해 입사광량 및 광 균일도를 반영한 광 효율을 최대화할 수 있으며, 집광 렌즈를 사용하여 LED 광을 집광시켜 LED 빔 각도를 유지하며, 광이 피부에 조사되지 않고 외부로 빠져나감으로써 손실되는 에너지를 줄일 수 있다. 상기 집광 렌즈가 없다면 LED 배열의 빈틈이 전혀 없도록 빽빽하게 배열해야 낭비되는 LED 광 없이 피부 전면이 조사될 수 있는데, 집광렌즈를 통해 빽빽한 LED 배열에 따른 지나친 무게의 증가 및 고비용의 문제를 해결할 수 있어 비용 및 무게를 줄일 수 있다.
본 발명은 피부와 어느 정도 거리를 두면서도 다중 각도 조절 및 집광형 멀티렌즈를 사용하여 얼굴에 빛이 조사되지 않는 부위가 없게 하며, 얼굴 두께에 맞게 빛이 그 두께 깊이만큼 조사되도록 할 수 있어 효율을 최대화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 조사부의 우측 조사면(401a), 중앙 조사면(401b), 좌측 조사면(401c)의 가로길이 및 상면부터 하면까지 세로길이 비율은 1 대 1 에서 1 대 1.5 범위 내로 가질 수 있으며, 바람직하게는 1 대 1.3 의 비율을 가질 수 있다.
광 조사부(401)의 비율은 한국 여성 평균 얼굴 크기를 바탕으로 한 것으로, 측두부의 좌우 최대 돌출부간의 직선거리인 두최대폭에서 귀를 제외한 길이를 의미하는 얼굴최대폭이 14.4 cm, 이마의 시작점부터 턱까지의 길이를 의미하는 발제점고가 18.6cm 라는 한국 여성 평균 얼굴 기준으로 하여 얼굴최대폭 대 발제점고의 비율인 1 대 1.3 으로 광 조사부(401)의 각 조사면의 가로 대 세로의 비율을 결정한 것이다. 따라서, 편차를 고려하여 여유를 두기 위해 광 조사부의 각 조사면의 가로 대 세로의 비율을 1 대 1 내지 1 대 1.5 범위로 하여 광 조사부를 제작할 수 있다.
따라서, 본 발명은 실제 얼굴 크기에 맞춰 제작되며, 입체적인 얼굴 형태를 고려하여 이마, 코, 턱 을 광 조사하는 중앙 조사면(401b)의 양 옆으로 θ2 의 외각을 가지고 꺾어지는 우측 조사면(401a) 및 좌측 조사면(401c)을 두는바 얼굴 전면(全面)에 광이 조사 되도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 우측 조사면(401a), 중앙 조사면(401b), 좌측 조사면(401c)은 우측 및 좌측 조사면(401a, 401c)이 중앙 조사면(401b)의 중심에 대해 대칭이고, 위에서 바라봤을 때 사다리꼴과 같은 다각형의 형태를 가져 마스크 형태가 아님에도 불구하고 얼굴의 측면까지 LED 광이 새어나갈 걱정 없이 광이 조사될 수 있으며, 얼굴 측면은 물론 다리나 팔과 같이 입체적인 형태의 신체 부위의 측면부까지 광이 조사될 수 있다.
즉, 얼굴 비율에 맞추어 가로 및 세로의 비율을 1 대 1 내지 1 대 1.5 비율으로 하는 중앙 조사면 및 측면 조사면을 구비한 다각형 형태의 광 조사부(401)를 포함하며, LED 빔 각도(θ1) 및 측면 조사면 각도(θ2)를 다중 각도 조절 하는 광원부는 얼굴 피부 전부에 빠짐 없이 높은 광출력 그대로 광 조사하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, LED 광 테라피 장치는 얼굴은 물론 신체에도 사용할 수 있다. 얼굴에 직접 착용하는 마스크 형태가 아니며, 입체적인 사다리꼴 형태의 빈 공간을 가져 해당 공간에 팔, 다리, 등, 배 등의 신체를 위치시키면 해당 부위에 광 조사할 수 있다.
예를 들면, 허리에 광 조사하기를 원할 경우 광 조사부의 위치를 얼굴만큼 높은 위치가 아니라 낮은 위치에 고정시키며, 허리는 얼굴보다 곡률이 낮고 평평한 만큼 측면 조사면 각도(θ2)를 작게 조절하여 허리를 가까이 가져다 대면 허리에 대한 광 조사가 가능하며, 위치 및 각도를 조절한 만큼 광효율도 높게 유지할 수 있다. 이는 예시적인 설명에 불과하며, 별도로 측면 조사면 각도 조절 구성 없이 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 도 6a 는 사람의 얼굴 피부 부위 별 두께를 도시한 것이고, 도 6b 는 본 발명을 얼굴 피부에 사용할 경우 얼굴 피부 부위 별 두께에 대응하여 제작한 광 조사부(401)의 전류 설정에 따른 상대적인 광출력을 도시한 것이며, 도 6c 는 얼굴 피부 두께에 따른 전류를 조절하기 위해 구획 별로 설치된 METAL PCB 구조를 도시한 것이다.
얼굴 피부는 피부 부위에 따라 피부 두께가 상이하여 더 높은 광출력이 필요한 부위와 그렇지 않은 부위가 나눠질 수 있다. 도 6a 에 도시된 바와 같이, 얼굴 피부는 콧볼과 코 및 얼굴이 맞닿은 피부가 가장 두꺼우며, 그 다음 입술 주변부, 미간, 광대 아래 입술 주변부가 두꺼우며, 눈 주위의 피부는 얇은 것을 알 수 있다.
구체적으로, 얼굴 피부 중 코 주위인 얼굴 중앙부는 피부 두께가 두꺼우며, 두꺼운 만큼 피부 깊은 곳까지 광이 조사되기 위해서는 피부 안쪽까지 침투할 수 있는 파장이 긴 파장을 조사하여야 하며, 이마와 같이 피부 두께가 얇은 부위는 파장이 짧은 파장만으로도 깊숙한 곳까지 광 조사될 수 있는 바 파장이 짧은 파장을 조사할 수 있다.
따라서, 피부 두께가 두꺼운 부위는 파장이 긴 LED 의 출력을 높이고, 피부 두께가 얇은 부위는 파장이 그보다 짧은 LED의 출력을 높여 얼굴 표피뿐만 아니라 진피까지 피부 깊이에 따라 전체적으로 LED 광이 조사되도록 할 수 있다.
상기 피부 두께에 따라 광 조사부의 전류를 설정할 때, 중앙 조사면의 중앙에 위치한 LED 는 피부가 두꺼운 코 주위의 피부를 조사하는 바, 최대 정격 전류를 100% 라고 할 때, 상기 LED 에 73% 내지 100%의 강한 전류를 설정하고, 그 옆의 광대부분이나 상대적으로 두께가 얇은 이마에 대응하는 부분에 위치한 상,하부의 LED 에는 그보다 낮은 52% 내지 67%의 약한 전류를 설정할 수 있다. 다만, 눈에 강한 빛을 조사하는 것은 위험하므로, 중앙 조사면의 중앙부의 좌우측 상부는 눈에 대응하는 부위로서, 약 40% 이하의 매우 약한 전류를 설정할 수 있다. 따라서, 피부 두께에 따라 그에 대응되는 LED 광원 모듈에 구획 별로 다른 전류를 흐르게 하여 광출력을 조절할 수 있다.
따라서, 위와 같이 전류를 상이하게 조절한 결과, 도 6b에 도시된 바와 같이 얼굴 피부에 대응하는 LED 광원 모듈 구획마다 상대적으로 상이한 광출력을 낼 수 있다. 도 6b는 각 조사면마다 10 구획으로 나눠질 수 있는 광 조사부의 LED 광원 모듈을 도시한 것으로, 구획의 수는 더해지거나 빠질 수 있으며, 상기 숫자에 한정되지 않는다.
설명의 편의를 위해 중앙 조사면의 구획을 세로 방향으로 상부, 중부, 하부로 나누고, 가로 방향으로 좌측부, 중앙부, 우측부로 나눌 경우, 중앙 조사면의 중부 중앙부 및 중부 좌측부 및 우측하부는 코에 대응되는 부위로 가장 높은 광출력을 낼 수 있으며, 중부 좌측부 및 우측상부는 눈에 대응되는 부위로 가장 약한 광출력을 낼 수 있다. 이 외에 이마 및 턱에 대응되는 상부 및 하부는 중부 좌측상부 및 우측상부보다는 높은 광출력을 낼 수 있으나 중부 중앙부보다는 낮은 광출력을 낼 수 있다.
측면 조사면인 좌측 조사면 및 우측 조사면은 데칼코마니 형태로 대칭되는 형태이며, 좌측 조사면에서 중앙 조사면과 맞닿는 중부 우측상부는 눈에 대응되는 부위로 가장 약한 광출력을 내며, 그 외 얼굴,이마 및 턱의 측면에 해당하는 나머지 부위는 상기 좌측 조사면의 중부 우측상부보다 높은 출력을 내며, 중앙 조사면의 중부 중앙부보다는 낮은 광출력을 낼 수 있다.
즉, 코에 대응되는 중앙 조사면의 중부 중앙부, 중부 좌, 우측하부 및 눈에 대응되는 중앙 조사면의 중부 좌,우측상부, 좌측 조사면의 중부 우측상부 및 우측 조사면의 중부 좌측상부를 제외하고는 최대 정격 전류 기준 50% 내지 70% 사이의 광출력 범위에서 조절될 수 있다.
상술한 바와 같이 피부 두께에 따라 전류를 조절하기 위해서는 기존의 PCB 처럼 통으로 연결하는 방식을 사용할 수 없고, 도 6c 에 도시된 바와 같이, ㄹ 자 형태를 구획별로 반복 설계하는 방식으로 METAL PCB를 구현할 수 있다. 이를 통해 LED 광원 모듈에서는 얼굴의 피부 두께에 대응되는 LED 별로 전류량을 조절할 수 있다.
즉, LED 광원 모듈에서 상기 LED 광원부는 메탈 피씨비(METAL PCB)의 단자들에 전기적으로 연결되며, 상기 메탈 피씨비에 인가되는 전류를 구획별로 제어하는 광 제어부를 더 포함할 수 있으며, 사용자가 상기 광 조사부의 일 측면에 설치된 얼굴 피부 모드 버튼 또는 스위치 중 하나를 선택한 경우, 상기 광 제어부는 상기 광 조사부에 흐르는 전류의 세기를 얼굴 피부 부위 별 두께에 대응하여 상이하게 조절할 수 있다.
ㄹ 자 형태의 METAL PCB를 LED 광원 모듈의 구획 별로 설치하여 제 1 정점 파장을 출력하는 LED 인 제 1 파장 LED(615㎚) 및 제 2 파장 LED(625㎚), 제 2 정점 파장을 출력하는 LED인 제 3 파장 LED(660㎚)에 대한 전류를 구획 별로 탄력적으로 조절할 수 있으며, 제 1 파장 LED, 제 2 파장 LED, 제 3 파장 LED 의 배열이 다각형, 바람직하게는 사각형이 되도록 각 조사면에 배치할 수 있다. 상기 615㎚, 625㎚, 660㎚는 정점파장을 의미하며 해당 정점 값만으로 정점의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 얼굴 피부의 두께에 따라 제 1 정점 파장 및 제 2 정점 파장의 광출력을 조절하기 위해서 사각형 형태의 LED 광원 모듈에 LED 를 파장별로 배치하고, LED 의 최대 정격 허용 전류를 파장 및 피부 두께에 따라 조절하여 달리 설정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 도 7 에 개시된 바와 같이, 상기 LED 광원 모듈을 포함하는 광 조사부의 내부 구성으로, 충전배터리(702), 어댑터(703), 제어모듈(704), LED 광원 모듈(705), 음성 안내 장치(706), 버튼 및/또는 스위치(707) 및 FAN(708)을 포함할 수 있다.
본 발명은 220V 의 상용전원(701)을 12V의 직류전원으로 바꿔주는 어댑터(703), LED 광 테라피 장치를 휴대하여 사용할 수 있도록 상기 어댑터(703) 없이도 본 발명의 전력을 충전하는 충전 배터리(702)를 포함할 수 있다. 또한, 얼굴 및 신체 피부에 LED 광을 비추도록 METAL PCB 위에 배열된 LED를 포함하는 LED 광원 모듈(705)은 최소 20W에서 최대 60W 범위 내로 출력할 수 있으며, 상기 LED 는 위에서 설명하였듯이 615㎚, 625㎚, 660㎚의 정점파장을 갖는 3 가지 파장을 갖는 LED 이다.
제어모듈(704)은 LED 광원 모듈(705), 버튼 및/또는 스위치(707), 팬(FAN, 708) 의 온오프를 제어하며, 얼굴 피부 관리 모드 및 신체 피부 관리 모드 중 선택된 관리 모드에 따라 음성 안내 장치(706)을 제어하며, LED 광원 모듈(705)에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
예를 들면, 신체 피부 관리 모드는 설정된 정전류를 흘리고, 얼굴 피부 관리 모드는 얼굴 피부 부위에 따라 설정된 전류를 흘릴 수 있다. 또는, 동작 시간을 10분으로 설정할 경우, 각 피부 관리 모드가 시작되고 10분이 지나면 자동으로 LED 광원 모듈(705)을 오프할 수 있다.
또한, 전원을 끄거나 켤 때 멜로디를 내거나, 설정된 관리 모드의 시작 및 종료를 음성 안내하는 센서 및 스피커를 포함하는 음성 안내 장치(706), 메인 전원을 온오프하거나 관리 모드를 조작할 수 있는 버튼 및/또는 스위치(707) 및 장치 내부의 열기를 방출할 수 있도록 하는 팬(708)이 포함될 수 있다. 상기 팬(708)은 직류전압 5V에 0.13A 또는 직류전압 12V에 0.05A의 정격 전압 및 정격 전류를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개의 파장 범위를 가지는 LED 광원부가 출력하는 적색 또는 심적색 광의 조합에 의해 2 개의 정점을 가지는 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈, 중앙 조사면에 대해 각도를 가지고 기울어진 측면 조사면을 가지며 상기 LED 광원 모듈이 전면에 설치된 광 조사부 및 상기 광 조사부의 배면에 힌지 결합하는 힌지부를 가지며 상기 광 조사부를 지정된 위치에 거치시키는 스탠딩 기구부를 포함할 수 있으며, 상기 스탠딩 기구부는 광 조사부의 배면의 중심에서 이격되는 위치에 편심되도록 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스탠딩 기구부는 스탠딩 기구부가 상기 광 조사부의 후방에 위치한 상태에서 광 조사부의 상부 배면에 편심되도록 연결되며, 상기 힌지부는 프리 스톱 힌지로, 상기 광 조사부가 회전하여 0° 내지 360°범위 내의 임의의 각도에서 정지할 수 있다.
구체적으로, 광 조사부의 배면과 힌지 결합하는 힌지부를 포함하는 스탠딩 기구부가 존재하며, 힌지부를 프리 스톱 힌지로 하여 사용자는 광 조사부를 회전시켜 원하는 각도로 조절할 수 있다. 이 경우, 다양한 각도 및 위치로 광 조사부를 회전시켜 다양한 자세로 본 발명을 사용하기 위해서 광 조사부의 배면 중심에 스탠딩 기구부를 연결하는 것이 아니라 중심에서 이격되는 위치에 편심되도록 연결할 수 있다.
중심에서 이격되는 위치에 존재하여 광 조사부를 임의의 각도로 얼만큼 회전시키냐에 따라 광 조사부가 조사할 수 있는 높이 및 위치가 달라지며, 특히 상기 스탠딩 기구부가 상기 광 조사부의 후방에 위치한 상태에서 상기 광 조사부의 상부 배면에 편심되도록 연결될 경우, 스탠딩 기구부가 상기 광 조사부의 후방에 위치한 상태에서 광 조사부가 광 조사하는 높이보다 스탠딩 기구부가 상기 광 조사부보다 전방에 위치한 상태에서 광 조사부가 광 조사하는 높이가 더 높아져 각도에 따른 광 조사 높이를 조절할 수 있다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명은 도 7 에 도시된 상기 장치들을 포함하는 광 조사부(801) 및 광 조사부를 다양한 형태로 조절하여 사용할 수 있도록 상기 광 조사부(801)의 배면에 힌지 연결된 스탠딩 기구부(802)를 포함할 수 있다.
상기 스탠딩 기구부(820)는 광 조사부의 배면과 연결되며 하부에 대해 비스듬하게 기울어진 예각을 가지는 상부 프레임 및 상기 상부 프레임과 꺾어져서 연결되며, 일 단부가 개방형으로 형성된 하부 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 스탠딩 기구부(802)는 광 조사부(801)가 중심을 잡도록, 평면도에서 보는 것과 같이, ㄷ 형태의 하부 프레임이 존재하며, 상기 하부 프레임의 ㄷ 형태에서 뻗어 나온 두 프레임이 ㄷ 형태의 개방부의 반대방향으로 비스듬히 기울어져 올라간 상부 프레임이 광 조사부(801)의 배면에 연결되어 상부 프레임의 양 단부가 모두 케이스(801)와 연결된다.
구체적으로, 광 조사부(801)를 거치한 상태에서 스탠딩 기구부(802)가 무게 중심을 잡기 위하여 상부 프레임 및 하부 프레임은 예각을 형성하며, 광 조사부(801)가 회전하여 광 조사부의 전면이 바닥을 향할 때, 사람이 누워서 얼굴에 광을 조사받거나 신체 일부를 편히 놓을 수 있도록 하부 프레임의 일 단부는 개방형으로 형성될 수 있다.
또한, 광 조사부(801)는 상술한 바와 같이 다각형 형태의 좌측 조사면, 중앙 조사면, 우측 조사면을 가져, LED 광원 모듈이 설치된 광 조사부(801)의 전면은 사다리꼴 형태의 입체적인 공간을 가질 수 있으며, 상기 입체적인 공간으로 LED 광이 집광되어 출력되어 광 테라피 효과를 가질 수 있다.
더하여, 광 조사부의 배면과 연결되는 상부 프레임을 포함하는 스탠딩 기구부(802)는 힌지부를 통해 광 조사부와 힌지 결합될 수 있으며, 상기 힌지부는 프리스톱(free stop) 힌지부로 임의의 각도만큼 회전하여 정지할 수 있다. 즉, 광 조사부(801)는 중앙 조사면이 정면을 향하도록 할 수 있을 뿐만 아니라 위쪽 방향으로 회전시켜 180°뒤인 후면을 향하도록 할 수 있으며, 아래 방향으로 90°회전시켜 바닥을 바라보도록 할 수 있고, 이 때, 회전시킨 상태 그대로 광 조사부(801)가 고정되며, 손을 떼도 원 상태로 복귀하지 않는다.
따라서, 본 발명은 스탠딩 기구부(802)가 광 조사부(801)의 후방에 위치하고, 광 조사부(801)의 중앙 조사면이 정면을 향하는 경우를 0°라고 설정할 경우, 광 조사부(802)를 180°회전 시켜, 스탠딩 기구부(802)가 광 조사부(801)보다 전방에 위치하고, 광 조사부(801)의 중앙 조사면이 후면을 향하는 경우를 180°라고 볼 수 있으며, 특정 정해진 각도가 아닌 사용자가 원하는 모든 각도에서 수동으로 섬세하게 각도 조절할 수 있는 바, 원하는 자세로 원하는 부위에 광 조사가 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 도 9 에 도시된 바와 같이, 광 조사부(801) 및 스탠딩 기구부(802)를 조절하여 하이 포지션(HIGH POSITION), 로우 포지션(LOW POSITION), 라잉 다운 포지션(LYING DOWN POSITION), 홀딩 인 핸즈(HOLDING IN HANDS) 이렇게 4 가지 형태로 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 광 조사부(801)의 상부 배면에 힌지 결합된 스탠딩 기구부(802)가 광 조사부(801)의 후방에 위치하고, 광 조사부(801)의 중앙 조사면이 정면을 향하여 상기 광 조사부(801)가 스탠딩 기구부의 상부 프레임 아래 쪽에 위치한 상태가 로우 포지션(LOW POSITION), 로우 포지션(LOW POSITION)에서 광 조사부(801)를 스탠딩 기구부(802)의 상부 프레임의 위쪽으로 회전시켜 광 조사부(801)가 스탠딩 기구부(802)의 상부 프레임 위쪽에 위치한 상태가 하이 포지션(HIGH POSITION)으로 하이 포지션이 가장 높은 위치에서 광 조사할 수 있는 상태이다.
하이 포지션에서 광 조사부(801)를 같은 방향으로 90°추가로 회전시켜 상기 스탠딩 기구부(802)의 상부 프레임의 아래로 위치시키고, 바닥과 광 조사부(801)가 마주보도록 한 상태가 라잉 다운 포지션(LYING DOWN POSITION)이며, 로우 포지션(LOW POSITION)에서 장치를 집어들 수 있도록 광 조사부(801) 및 스탠딩 기구부(802)가 모두 바닥에 닿도록 한 상태가 홀딩 인 핸즈(HOLDING IN HANDS) 상태이다.
본 발명은 신체 피부 관리모드 및 얼굴 피부 관리모드로 사용할 수 있으며, 얼굴 피부 관리모드의 경우 누워서 편안한 자세로 받는 것이 심신의 안정화 상태에서 치료 및 관리를 받을 수 있는바 라잉 다운 포지션 형태를 사용하여 누워서 사용하는 것이 바람직하며, 신체 피부 관리모드의 경우 사용 부위에 따라 형태를 조절하여 사용할 수 있다.
예를 들면, 어깨나 팔의 피부에 대해 본 발명을 사용할 경우 하이 포지션(HIGH POSITION) 형태로 사용할 수 있으며, 복부나 등에 대해 본 발명을 사용할 경우 로우 포지션(LOW POSITION)을 사용할 수 있고, 세워둔 것만으로 부위가 잘 맞지 않을 경우 홀딩 인 핸즈(HOLDING IN HANDS) 상태로 장치를 직접 해당 부위에 가져다 대고 사용할 수 있다.
더하여, LED 광 테라피 장치를 실내에 두고 사용할 경우에는 로우 포지션(LOW POSITION), 하이 포지션(HIGH POSITION), 라잉 다운 포지션(LYING DOWN POSITION) 형태로 놓고 사용할 수 있으며, 실외나 이동하여 사용할 경우 홀딩 인 핸즈(HOLDING IN HANDS) 형태로 사용할 수 있어, 본 발명을 사용할 수 있는 가용 영역이 더 넓어질 수 있다.
한편, 도 6b에서 도시된 바와 같이, LED 광원 모듈에서 LED 광원부는 메탈 피씨비(METAL PCB)의 단자들에 전기적으로 연결되며 메탈 피씨비에 인가되는 전류를 구획 별로 제어하는 광 제어부를 더 포함하여, 사용자가 얼굴 피부 모드를 선택한 경우 상기 광 제어부가 광 조사부에 흐르는 전류의 세기를 얼굴 피부 부위별 두께에 대응하여 상이하게 조절할 수 있다.
이 때, 로우 포지션 상태일 때와 하이 포지션 상태일 때의 광 조사부의 상하부가 바뀌게 되어 구획 별로 흐르는 전류 제어를 다르게 조절할 필요가 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 조사부는 수평 센서를 더 포함하며, 상기 광 조사부가 회전되면 상기 광 제어부가 상기 수평 센서에 의해 상하를 인식하고, 메탈 피씨비에 인가되는 전류를 구획별로 제어할 수 있다.
구체적으로, 광 조사부가 로우 포지션에서 하이 포지션까지 회전될 경우, 상기 광 조사부가 로우 포지션 상태에서 90°를 초과하여 회전되면 광 조사부가 광 조사하는 위치가 전방에서 후방으로 바뀌게 되며, 동시에 광 조사부의 상하 방향이 뒤바뀌게 된다. 따라서, 광 조사부의 수평 센서가 상하 방향을 감지하여, 광 제어부에 전달하면, 광 제어부는 각 조사면의 상하부를 로우 포지션 상태일 때와 반대로 뒤집어서 구획별로 각 전류를 조절할 수 있다.
다만, 상술한 발명의 일 실시예에 구속되지 않으며, 얼굴 피부 관리 모드의 가장 바람직한 사용 자세는 라잉 다운 포지션 상태로서, 편의에 따라 그 외 포지션으로 사용할 수 있으며, 수평 센서를 사용하지 않고 하이 포지션에서는 얼굴 피부 관리 모드의 사용을 제한할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 광 조사부를 감싸는 케이스(403)의 일측면에는 장치의 메인 전원 및 얼굴 피부 모드와 신체 피부 모드를 선택할 수 있는 터치 버튼이나 스위치가 포함될 수 있다. 뿐만 아니라, 케이스(403)의 상하면 및 배면뿐만 아니라 좌우측면에도 방열을 위해 타공된 홀, 즉, 방열홀(HEATSINK)이 설치될 수 있으며, 본 발명의 상태를 표시하기 위한 백라이팅이 포함될 수 있다. 상기 방열홀은 LED 주변 온도가 LED 광효율에 영향을 주지 않도록 LED 장치 주변에 공기길을 추가하기 위한 것으로 방열에 최적화되도록 설계됨과 동시에 LED 광원 모듈의 빛이 새어나가지 않도록 설치한다.
상술한 바와 같이, 방열기에 방열 핀을 형성할 때 실제 발열상태에 맞추어 방열 핀의 밀도, 크기 및 방향을 조절하여 형성해야 하며, 피부 두께 및 위치에 따라 다르게 설정된 전류에 맞게 방열 핀의 밀도 및 크기를 조절할 수 있으며, 방열 핀(Fin)의 방향을 세로 방향으로 놓을 수 있다.
도 10 은 본 발명의 일실시예에 따라 상기 LED 광 테라피 장치가 동작하는 알고리즘을 개시하고 있다.
메인 전원을 켜고 상기 메인 전원이 켜졌다는 멜로디 안내 하는 단계(S101), 설정된 모드 또는 사용자 의도에 따라 얼굴 피부 관리 모드 및 신체 피부 관리 모드 중 하나가 선택되는 단계(S102), 선택된 모드에 따라 실행 시작을 음성 안내 후 설정된 전류량 및 시간을 포함하는 구동 조건에 따라서 광 조사하는 단계(S103)를 실행할 수 있다. 선택한 모드의 광 조사가 완료되거나 광 조사하는 중에 오프 버튼이 눌리게 되면 광 조사를 종료하며 종료 실행을 음성 안내하는 단계(S104)를 실행할 수 있다. 마무리로 메인 전원을 끄고 상기 메인 전원이 꺼졌다는 멜로디 안내하는 단계(S105)를 거치면 LED 광 테라피 장치가 동작하는 알고리즘에 따라 피부 관리 모드를 실행할 수 있다.
상기 S103 단계에서, 얼굴 피부 관리 모드를 선택한 경우, 얼굴 피부는 부위 별로 피부의 두께 차이가 크기 때문에 상술한 바와 같이 얼굴 피부 부위에 따른 피부 두께를 고려하여 부위별로 다르게 설정된 전류량에 따라 광 조사하며, 신체 피부 관리 모드를 선택한 경우, 신체 피부는 얼굴 피부보다 두꺼워 부위 별 두께 차이가 유의미하지 않는 바, 부위에 상관없이 동일하게 설정된 정전류에 따라 균등한 광도로 광 조사할 수 있다. 즉, 선택된 모드에 맞게 광 조사가 실행 될 수 있다.
즉, 얼굴 피부 관리 모드 및 신체 피부 관리 모드의 광 조사를 그 특성에 맞게 달리 조절하여 효율을 최대화할 수 있다.
도 11 은 상기 알고리즘에 따라 본 발명이 작동할 수 있는 구체적인 작동 방법에 대한 것이다.
온오프 버튼이나 스위치를 눌러 메인 전원을 켠 후(S1101), 전원이 온(ON) 됐다는 멜로디 안내가 나오면(S1102), 사용자는 얼굴 피부 관리 모드 및 신체 피부 관리 모드를 선택하기 위해 온오프 버튼이나 스위치를 누를 수 있다(S1103).
상기 사용자가 선택한 관리 모드에 따라 미리 설정된 구동 조건으로 광 조사가 실행된다(S1104).
사용자가 얼굴 피부 관리 모드를 선택한 경우, 음성안내를 통해 '얼굴 관리 모드'라고 안내 후, '보안경을 착용해주세요. 스킨 케어를 시작합니다' 와 같은 절차 진행 안내를 음성 안내를 통해 진행할 수 있다, 음성 안내가 끝나면, 미리 설정된 얼굴 피부 관리 모드 구동 조건에 따라 광 조사를 하며, 동작시간은 10분으로 설정할 수 있다. 이는 예시적인 것이며, 발명의 범위를 한정할 수 없다.
한편, 사용자가 신체 피부 관리 모드를 선택한 경우 역시, 음성안내를 통해 '신체 관리 모드'라고 안내 후, '보안경을 착용해주세요. 스킨 케어를 시작합니다' 와 같은 절차 진행 안내를 음성 안내를 통해 진행할 수 있다, 음성 안내가 끝나면, 미리 설정된 신체 피부 관리 모드 구동 조건에 따라 광 조사를 하며, 동작시간은 10분으로 설정할 수 있다. 이는 예시적인 것이며, 발명의 범위를 한정할 수 없다.
상기 동작시간이 끝나기 전에도 사용자가 OFF 버튼 또는 스위치를 누르면 광조사는 즉시 멈추고 '종료되었습니다'라는 종료 음성 안내를 진행할 수 있다(S1105). OFF 버튼 또는 스위치를 누르지 않아도, 동작 시간이 모두 도과한 경우 종료 음성 안내를 진행할 수 있다. 상기 광 조사가 끝나고 종료 음성 안내가 나오면 사용자는 메인 전원의 온오프 버튼이나 스위치를 누르고(S1106), 전원 오프 멜로디를 통해 장치가 종료되었음을 안내 받을 수 있다(S1107).
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
401: 광 조사부,
401a: 우측 조사면,
401b:
중앙 조사면,
401c: 좌측 조사면,
a: 광 조사부의 가로 길이,
402: 방열홀, 403: 케이스,
θ1: LED 빔 각도, θ2: 측면 조사면 각도,
701: 상용전원, 702: 충전 배터리,
703: 어댑터, 704: 제어모듈,
705: LED 광원 모듈, 706: 음성 안내 장치,
707: 버튼 및 스위치, 708: 팬(FAN),
801: 광 조사부, 802: 스탠딩 기구부
401c: 좌측 조사면,
a: 광 조사부의 가로 길이,
402: 방열홀, 403: 케이스,
θ1: LED 빔 각도, θ2: 측면 조사면 각도,
701: 상용전원, 702: 충전 배터리,
703: 어댑터, 704: 제어모듈,
705: LED 광원 모듈, 706: 음성 안내 장치,
707: 버튼 및 스위치, 708: 팬(FAN),
801: 광 조사부, 802: 스탠딩 기구부
Claims (6)
- 복수개의 파장 범위를 가지는 광원부; 및
상기 광원부를 제어하는 광 제어부를 포함하되,
상기 광원부는,
적색 또는 심적색(Deep Red) 광을 출력하는 복수의 LED; 및
상기 LED 가 출력하는 광의 초점을 모아 집광시키는 집광렌즈; 를 포함하며,
상기 집광렌즈를 통과한 광은 상기 LED의 광의 조합에 의해서, 600㎚ 내지 640㎚ 파장 범위를 갖는 610㎚ 내지 630㎚의 제 1 정점 파장(peak wavelength) 및 641 내지 690㎚ 파장 범위를 갖는 650㎚ 내지 680㎚ 의 제 2 정점 파장(peak wavelength)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 광원부 내의 상기 복수의 LED는,
610㎚ 내지 620㎚의 정점 파장인 제 1 파장을 출력하는 제 1 파장 LED;
620㎚ 내지 630㎚의 정점 파장인 제 2 파장을 출력하는 제 2 파장 LED; 및
650㎚ 내지 680㎚의 정점 파장인 제 3 파장을 출력하는 제 3 파장 LED 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 LED 는 메탈 피씨비(METAL PCB)의 단자들에 전기적으로 연결되며,
상기 광 제어부는,
선택된 모드에 따라 메탈 피씨비에 인가되는 전류를 구획 별로 제어하여 상기 복수의 LED 가 출력하는 정점 파장의 광출력을 조절하는 것을 특징으로 하는, 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈. - 제 3 항에 있어서,
상기 광 제어부는 상기 광원부의 출력을 20W 내지 60W의 고출력 광원으로 제어하며,
상기 LED 광원 모듈은 상기 LED에 인접 배치 혹은 연결되는 방열 구조를 더 포함하며,
상기 방열 구조는 원기둥 형태의 방열 핀을 방열기의 세로 방향으로 배치하며, 상기 광원부의 출력에 따른 전류량에 따라 방열핀 밀도가 다른 복수의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈. - 제 3 항에 있어서,
상기 광원부는,
상기 제 1 파장 LED, 상기 제 2 파장 LED 및 상기 제 3 파장 LED가 기판 위에 4 개가 한 세트로 사각형 배열되는 것을 특징으로 하는, 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈. - 제 5 항에 있어서,
상기 광원부는,
복수의 제 1 파장 LED, 복수의 제 2 파장 LED 및 복수의 제 3 파장 LED를 포함하며,
상기 제 1 파장 LED, 상기 제 2 파장 LED, 상기 제 3 파장 LED가 1 대 1 대 2 의 비율로 배열되는 것을 특징으로 하는, 조합 스펙트럼을 출력하는 LED 광원 모듈.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190072221 | 2019-06-18 | ||
| KR20190072221 | 2019-06-18 |
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| KR1020190101794A KR20200144442A (ko) | 2019-06-18 | 2019-08-20 | 2 개의 정점을 포함하는 조합 스펙트럼을 출력하는 led 광원 모듈 |
| KR1020190101796A KR20200144444A (ko) | 2019-06-18 | 2019-08-20 | 스탠딩 기구부를 가지는 led 광 테라피 장치 |
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