KR20220129756A - 다중 초음파 핸드피스 및 이의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 핸드피스에 관한 것으로, 상기 초음파 핸드피스는 본체와, 상기 본체에 장착되어 초음파를 발생시키고, 피부에 초음파를 조사하는 초음파 발생부와, 상기 본체에 장착되어 본체의 동작을 감지하는 6축 자이로센서를 포함하는 센서부와, 상기 센서부로부터 전송되는 본체의 움직임이 기설정된 정지 범위에 속할 경우, 상기 초음파 발생부에서 초음파가 출력되지 않도록 하고, 상기 센서부로부터 전송되는 본체의 움직임이 기설정된 이동범위에 속할 경우, 상기 초음파 발생부에서 초음파가 출력되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명은 6축 자이로 센서에서 감지된 모션 변이량을 토대로 핸드피스가 기설정된 시간이상으로 정지된 상태에서는 초음파 출력을 제한하여 안전사고를 방지하는 현저한 효과가 있다.

Description

다중 초음파 핸드피스 및 이의 제어방법 {ultrasonic handpiece and its control method}

본 발명은 다중 초음파 핸드피스 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 6축 자이로 센서를 사용하여 핸드피스의 이동유무에 따라 초음파 출력을 제한하여, 안전사고를 예방하는 다중 초음파 핸드피스 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

최근, 피부 미용 및 비만 관리를 위한 미용기기로 초음파를 이용한 심부 발열 기능이나 진공 흡입기능을 갖춘 미용기기의 개발에 대한 관심이 증대되고 있다.

초음파에 의해 발생되는 에너지는 피부내 침투하여, 초음파 에너지를 피부에 통과하면 그 에너지의 성질을 잃으면서 감소(조직에서 흡수, Beam Divergence, Delection등) 과정을 타나낸다.

이때 초음파가 일부 피부속에서 흡수되면서 열로 전환되며, 상기 초음파는 피부 내 열을 발생시켜 조직 활성에 도움을 주며, 초음파로 인해 미세 분자화 된 유효성분의 약물 또는 화장품이 피부속으로 흡수 되도록 돕는다.

그러나, 종래의 초음파 미용기기는 단일 초음파 조사 또는 이중 초음파 조사를 하여, 피부 미용에 유효한 전체 영역에서 시술이 불가하였다. 또한 압전소자에 의해 초음파가 발생되는 동안 압전소자에서 발열이 지속되었으며, 기기를 켜놓고 사용하지 않는 동안 과도하고 온도가 높아져, 피 시술자의 피부에 과도한 온도로 화상의 위험과, 소자 자체의 한계 온도 이상 동작으로 소자가 고장나는 문제가 존재하였다.

대한민국 공개특허공보, 제10-2017-0134897호

본 발명은 이를 해결하고자 안출된 것으로, 핸드피스의 본체에 6축 자이로 센서를 내장하고, 상기 6축 자이로 센서에서 감지된 본체의 모션 변이량을 토대로 핸드피스의 움직임이 없는 상태에서는 초음파 출력을 제한하여 안전사고를 방지하는 다중 초음파 핸드피스 및 이의 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 다중 초음파 핸드피스에 관한 것으로, 상기 초음파 핸드피스는 본체와, 상기 본체에 장착되어 초음파를 발생시키고, 피부에 초음파를 조사하는 초음파 발생부와, 상기 본체에 장착되어 본체의 동작을 감지하는 6축 자이로센서를 포함하는 센서부와, 상기 센서부로부터 전송되는 본체의 움직임이 기설정된 정지 범위에 속할 경우, 상기 초음파 발생부에서 초음파가 출력되지 않도록 하고, 상기 센서부로부터 전송되는 본체의 움직임이 기설정된 이동범위에 속할 경우, 상기 초음파 발생부에서 초음파가 출력되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 초음파 핸드피스의 제어방법에 관한 것으로, 상기 초음파 핸드피스의 제어방법은 핸드피스의 본체에 전원이 공급되는 전원공급단계, 상기 핸드피스의 제어부가 상기 본체에 입력된 동작모드를 인식하는 동작모드 인식단계, 상기 핸드피스의 초음파 발생부가 상기 동작모드 인식단계에서 인식된 동작모드에 따라 적합한 주파수를 출력하는 초음파출력단계, 상기 본체에 내장된 센서부에 의해 본체의 움직임이 인식되는 본체이동 인식단계, 상기 본체이동 인식단계에 의해 인식된 본체의 움직임에 따라 초음파가 출력되거나 정지되는 초음파출력 재설정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 6축 자이로 센서에서 감지된 모션 변이량을 토대로 핸드피스가 기설정된 시간이상으로 정지된 상태에서는 초음파 출력을 제한하여 안전사고를 방지하는 현저한 효과가 있다.

또한, 기존의 일정한 하나의 주파수대의 초음파를 방출하지 않고, 다양한 주파수대의 초음파를 출력하여 사용성이 향상된 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 핸드피스의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 핸드피스의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 핸드피스의 제어방법의 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 핸드피스의 제어방법의 개략적인 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 실시례에 따른 핸드피스의 사시도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 핸드피스(100)는 피부에 직접 접촉되어 피부에 초음파를 전달하기 위한 장비이다.

도 1은 본 발명에 따른 핸드피스의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 핸드피스의 개념도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 핸드피스(100)는 핸드피스의 외관을 구성하는 본체(110), 상기 본체에 장착되어 초음파를 발생시키는 초음파 발생부(120), 상기 본체에 장착되어 본체의 동작을 감지하는 센서부(140), 상기 본체에 입력된 입력신호 및 상기 센서부에 의해 감지된 측정값에 따라 초음파출력을 제어하는 제어부(160)를 포함한다.

먼저, 상기 본체(110)는 본 발명의 핸드피스의 외관을 구성하는 요소이다.

상기 본체(110)에는 상기 초음파 발생부(120)에서 초음파가 출력되는데 필요한 전기에너지를 제공하는 리튬이온 배터리가 장착되며,

상기 본체에는 상기 리튬이온 배터리와 연결되는 충전 단자가 마련되어 충전 단자를 통해 유무선충전이 가능하도록 마련된다.

또한, 상기 본체에는 디스플레이부가 마련되며, 본체의 전원 켜짐 유무, 배터리 잔여량, 작동모드 등 핸드피스의 사용정보를 문자, 빛, 소리 등으로 전달되도록 마련된다.

덧붙여, 상기 본체는 입력부를 더 포함할 수 있다.

상기 본체의 입력부는, 본체와 무선(또는 유선)으로 연결된 미용기기의 인터페이스의 입력부일 수 있으며, 상기 입력부는 사용자가 명령을 입력하는 입력수단과 상기 입력수단에 의해 입력된 정보를 포함한 각종 정보가 출력되는 출력수단, 기기의 동작전원을 공급하는 전원부 등을 포함한다.

또한, 상기 본체는 도 5에 도시된 바와 같이 전체적인 형상이 원통형으로 형성되는 등 사용자의 설계에 따라 다양한 형태로 마련되어질 수 있다.

다음으로, 상기 초음파 발생부(120)는, 상기 본체(110)에 장착되어 초음파를 발생시키는 요소이다.

상기 초음파 발생부는 트랜스듀서(transducer)를 포함하여 카트리지방식으로 상기 본체에 탈착 가능하게 마련된다.

본 발명에서의 상기 초음파 발생부는 링 형상으로 형성되며, 서로 다른 두께를 갖는 복수 개의 트랜스듀서(진동자)를 이용하여 복합 주파수를 출력하도록 마련되는 것으로, 상기 초음파 발생부는 동작모드에 따라 1MHz, 3MHz, 10MHz, 17MHz의 주파수를 교차 출력하도록 기설정되어 사용자(시술자)가 선택하는 동작모드에 따라 다양한 주파수를 발생하도록 마련된다.

이어서, 상기 센서부(140)는, 상기 본체에 장착되어 본체의 모션 변이량을 감지하는 요소이다.

본 발명에서는 상기 본체에 가속도 및 각속도를 측정하는 6축 자이로센서를 장착하여 본체의 움직임을 감지하도록 하였으며, 상기 센서부를 통해 측정된 값은 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신을 이용하여 제어부로 전송된다.

한편, 상기 제어부(160)는, 상기 본체의 입력부를 통해 입력된 입력값 및 상기 센서부를 통해 수신된 본체의 모션 변이량값을 토대로 제어부의 마이컴에 프로그램화되어 기설정된 제어정보와 비교하여 상기 초음파 발생부에서 출력되는 초음파 전류를 제어하는 요소이다.

또한, 본 발명의 제어부는 본체가 이동하는 동안에만 초음파가 발생되도록 하여, 핸드피스가 정지된 상태에서 초음파가 발생됨에 따라 피부의 어느 한 부분에 집중적으로 초음파가 출력되는 것을 방지한다.

상기 제어부(160)는, 상기 센서부로부터 수신된 측정값에 의해 본체가 정지했다고 판단되면 초음파 발생부에서 전류가 출력되지 않도록 하고, 본체가 이동상태인 것으로 판단되면 초음파 발생부에서 전류가 출력되도록 한다.

또한, 상기 제어부는 센서부에 의해 감지되는 본체의 이동속도에 따라 초음파 전류의 출력이 자동 조절되도록 한다.

더욱 상세하게는, 본체가 기설정된 속도보다 빠르게 이동되는 경우에는 초음파 전류의 출력을 증가시키고, 본체가 기설정된 속도보다 느리게 이동되는 경우에는 초음파 전류의 출력을 감소시켜 피부에 초음파 전류량이 일정하게 방출되도록 하는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 핸드피스의 제어방법의 블록도이며, 이하에서는 도3을 참조하여 본 발명에 따른 핸드피스의 제어방법에 대해 설명하고자 한다.

본 발명에 따른 핸드피스의 제어방법은 전원공급단계(S100), 동작모드 인식단계(S200), 초음파출력단계(S300), 본체이동 인식단계(S400), 초음파출력 재설정단계(S500)를 더 포함한다.

상기 전원공급단계(S100)는 본체에 전원이 공급되는 단계이다.

상기 동작모드 인식단계(S200)는, 본체에 입력된 동작모드가 인식되는 단계이다.

사용자(시술자)는 본체에 전원이 공급되면, 입력부를 통해 동작모드를 선택하여 초음파의 출력 주파수를 조절하게 된다.

상기 동작모드는 눈가나 입가 등 비교적 얇은 피부에 적용하는 눈주름모드, 눈가나 입가를 제외한 피부에 적용하는 일반모드, 피부 탄력을 위한 리프팅모드 등을 포함하며,

출력 주파수가 높을수록 피부로 침투하는 깊이는 낮아지고 출력 주파수가 낮을수록 피부로 침투하는 깊이가 깊어지므로, 각각의 동작모드에 적합하게 초음파가 출력되는 시간 및 초음파가 출력되는 주파수(출력세기)가 설정되어 있다.

사용자가 본체의 입력부를 통해 동작모드를 선택하면, 제어부가 입력신호를 감지하여 초음파 발생부에 상기 입력신호를 전달 및 명령하게 된다.

상기 초음파출력단계(S300)는 상기 동작모드 인식단계에 의해 인식된 동작모드에 적합한 주파수의 초음파가 초음파 발생부에 의해 출력되는 단계이다.

상기 본체이동 인식단계(S400)는, 상기 초음파출력단계에 의해 초음파 발생부에서 초음파가 출력되는 과정에서, 상기 센서부에 의해 본체의 움직임이 인식되는 단계이며,

상기 초음파출력 재설정단계(S500)는, 상기 본체이동 인식단계에 의해 인식된 본체의 움직임에 따라 초음파의 출력 또는 정지되는 단계이다.

상기 본체이동 인식단계(S400)에서, 상기 센서부로부터 전송되는 본체의 움직임이 기설정된 정지 범위에 속할 경우, 상기 제어부(160)는 본체가 정지된 상태인 것으로 판단하여 상기 초음파출력 재설정단계(S500)에서 초음파 전류가 출력되지 않도록 하고,

상기 센서부로부터 전송되는 본체의 움직임이 기설정된 이동범위에 속할 경우, 제어부는 본체가 이동상태인 것으로 판단하여 상기 초음파출력 재설정단계(S500)에서 초음파 전류가 출력되도록 제어한다.

또한, 상기 제어부는 상기 센서부로부터 전송되는 본체의 움직임이 기설정된 시간 이상일 경우, 작업이 중지된 것으로 판단하여 상기 초음파출력 재설정단계(S500)에서 본체의 전원이 자동으로 꺼지도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 핸드피스의 제어방법의 개략적인 다이어그램이다.

먼저, 외부 전원에 의해 본체에 내장된 배터리가 충전된다.

상기 본체의 충전이 완료된 이후 사용자에 의해 본체에 전원이 입력되면, 상기 초음파 발생부, 센서부, 제어부에 각각 전압이 공급되어 시스템이 구동된다.

제어부의 마이컴에는 동작모드에 따른 주파수가 프로그램화 되어있으며, 기본적으로 상기 초음파 발생부는 제어부의 명령에 해당하는 주파수의 초음파를 출력하게 된다.

이 때, 상기 센서부는 지속적으로 본체의 움직임을 측정하고 측정값을 제어부로 송신하며, 상기 제어부는 센서부에 의해 본체가 정지했다고 판단된 경우 초음파가 출력되지 않도록 제어한다.

즉, 제어부는 입력부를 통해 입력되는 동작모드와, 센서부로부터 수신받은 본체의 움직임을 바탕으로 초음파 발생부로 명령을 송신하게 된다.

이어서, 상기 초음파 발생부에서는 제어부에 의해 수신된 명령에 해당하는 초음파를 출력하기 위해 제어부의 명령에 해당하는 주파수를 발생하게 된다.

제어부로부터 명령신호가 수신되면 클럭 제네레이터에서 주파수 신호가 생성되고, 주파수 체배회로를 거쳐 지정된 신호로 변환되며, 증폭기 및 주파수대역별 필터를 거치면서 주파수 신호는 소정 레벨로 증폭 및 주파수대역별로 필터링된다.

이후, 주파수 신호는 스위칭회로에서 트랜스듀서의 신호를 스위칭하게 된다.

상기 스위칭회로는 본체에 전원 공급 시 전원컨트롤 회로의 출력에 따라 대응되는 전압 제어 발진 신호를 선택 출력하고, 제어부에 의해 특정 초음파를 출력하기 위해 트랜스듀서의 신호를 스위칭한다.

이후 주파수 신호는, 상기 주파수 신호의 전달효율을 극대화하기 위한 주파수 대역별 매칭회로를 거쳐 제어부의 명령에 해당하는 주파수의 초음파가 출력되도록 한다.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 핸드피스
110: 본체
120: 초음파 발생부
140: 센서부
160: 제어부
S100: 전원공급단계
S200: 동작모드 인식단계
S300: 초음파출력단계
S400: 본체이동 인식단계
S500: 초음파출력 재설정단계

Claims (2)

1. 본체;
   상기 본체에 장착되어 초음파를 발생시키고, 피부에 초음파를 조사하는 초음파 발생부;
   상기 본체에 장착되어 본체의 동작을 감지하는 6축 자이로센서를 포함하는 센서부;
   상기 센서부로부터 전송되는 본체의 움직임이 기설정된 정지 범위에 속할 경우, 상기 초음파 발생부에서 초음파가 출력되지 않도록 하고, 상기 센서부로부터 전송되는 본체의 움직임이 기설정된 이동범위에 속할 경우, 상기 초음파 발생부에서 초음파가 출력되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 초음파 핸드피스.
   
2. 핸드피스의 본체에 전원이 공급되는 전원공급단계;
   상기 핸드피스의 제어부가 상기 본체에 입력된 동작모드를 인식하는 동작모드 인식단계;
   상기 핸드피스의 초음파 발생부가 상기 동작모드 인식단계에서 인식된 동작모드에 따라 적합한 주파수를 출력하는 초음파출력단계;
   상기 본체에 내장된 센서부에 의해 본체의 움직임이 인식되는 본체이동 인식단계;
   상기 본체이동 인식단계에 의해 인식된 본체의 움직임에 따라 초음파가 출력되거나 정지되는 초음파출력 재설정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 초음파 핸드피스의 제어방법.
   

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