TW201531290A

TW201531290A - 超音波美容器具、電壓施加方法及超音波頭

Info

Publication number: TW201531290A
Application number: TW103135970A
Authority: TW
Inventors: Iwao Yamazaki
Original assignee: Ya Man Ltd
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2015-08-16
Also published as: WO2015056451A1

Abstract

提供藉由以1次振動模式及該1次振動模式以外的振動模式進行振動的超音波振動子，可以單一裝置進行複數種類的護理的超音波美容器具、電壓施加方法及超音波頭。以超音波頭而言，使用以第2固有振動數的振動的功率為以第1固有振動數的振動的功率的至少30%以上者，並且振盪器形成為具有：以前述第1固有振動數使前述超音波頭振動的第1振盪模式、及以前述第2固有振動數使前述超音波頭振動的第2振盪模式者，可切換成前述第1或第2振盪模式的其中一者。

Description

超音波美容器具、電壓施加方法及超音波頭

本發明係關於超音波美容器具、電壓施加方法、及超音波頭。

以往已知一種具備有：具有預定固有振動數的第1超音波振動子、及具有比該第1超音波振動子為更高的固有振動數的第2超音波振動子的美容處理裝置。對該第1及第2超音波振動子施加與該第1及第2超音波振動子各自的固有振動數相對應的頻率的電壓，使其振動，藉此可以單一裝置獲得包含美膚護理(treatment)或瘦身護理的複數種類的美容處理(參照例如專利文獻1)。

〔先前技術文獻〕〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2007-209533號公報

在超音波振動子已知有分別固有振動數不同的1次~n次振動模式。但是在2次~n次振動模式下的振動的功率(超音波振動子的輸出強度)與在1次振動模式下的振動的功率相比為較小，難以對肌膚面供予可期待護理效果般的振動。因此，尚未得知積極利用2次以上的振動模式的固有振動數的美容處理裝置。

本發明係為解決如上所示之課題而完成者，目的在提供藉由以1次振動模式及該1次振動模式以外的振動模式進行振動的超音波振動子，可以單一裝置進行複數種類的護理的超音波美容器具、電壓施加方法及超音波頭。

實施形態的超音波美容器具係具備有：具備超音波振動子、及被固接在該超音波振動子的振動板的超音波頭；及具有用以使前述超音波頭以第1或第2固有振動數振動的振盪器且對前述超音波振動子施加電壓的振盪部，該超音波美容器具係：以前述超音波頭而言，使用以前述第2固有振動數的振動的功率為以前述第1固有振動數的振動的功率的至少30%以上者，並且前述振盪器形成為具有：以前述第1固有振動數使前述超音波頭振動的第1振盪模式、及以前述第2固有振動數使前述超音波頭振動的第2振盪模式者，可切換成前述第1或第2振盪模式的其中一者。

實施形態的電壓施加方法係具備有：具備超音波振動子、及被固接在該超音波振動子的振動板的超音波頭；及具有輸出用以使前述超音波頭以第1或第2固有振動數振動的電壓的振盪器且對前述超音波振動子施加電壓的振盪部的超音波美容器具的電壓施加方法，其係具備有：若以前述第1固有振動數使前述超音波頭振動時，前述振盪器以第1頻率進行振盪的步驟；若以前述第2固有振動數使前述超音波頭振動時，以該第2固有振動數的振動的功率成為以前述第1固有振動數的前述超音波頭的振動的功率的至少30%以上的方式，前述振盪器以第2頻率進行振盪的步驟；及對前述超音波振動子施加由前述振盪器被輸出的電壓的步驟。

實施形態的超音波頭係具備有：超音波振動子、及被固接在該超音波振動子的振動板，具有第1或第2固有振動數，以前述第2固有振動數的振動的功率為以前述第1固有振動數的振動的功率的至少30%以上。

藉由本發明，可提供藉由以1次振動模式及該1次振動模式以外的振動模式進行振動的超音波振動子，可以單一裝置進行複數種類的護理的超音波美容器具、電壓施加方法及超音波頭。

1‧‧‧護理裝置

2‧‧‧外殼

3‧‧‧操作部

5‧‧‧超音波頭

10‧‧‧輸入操作部

18‧‧‧振動控制電路基板

181‧‧‧輸入接受部

182‧‧‧1次模式振盪部

183‧‧‧3次模式振盪部

184‧‧‧電源部

185‧‧‧計時部

186‧‧‧記憶體部

187‧‧‧控制部

21‧‧‧表面

22‧‧‧肌膚接觸面

22a‧‧‧露出孔

23‧‧‧側面

51‧‧‧金屬板

51A‧‧‧表面

51B‧‧‧凹部

51C‧‧‧背面

52‧‧‧超音波振動子

圖1係護理裝置1的斜視圖。

圖2係由底面側觀看護理裝置1的圖。

圖3A係顯示超音波頭5的構造的平面圖。

圖3B係顯示超音波頭5的內部構造的剖面圖。

圖4係顯示超音波頭5振動時的功率頻譜的概念圖。

圖5係顯示振動控制電路基板18的功能的區塊圖。

圖6係顯示護理裝置1的動作的流程圖。

以下根據圖示，說明用以實施本發明的最佳形態。

(第1實施形態)

圖1係顯示本發明之第1實施形態之護理裝置1的斜視圖。圖2係該護理裝置1的底面圖。圖3A係顯示超音波頭5的構造的平面圖。圖3B係顯示超音波頭5的內部構造的剖面圖。圖4係顯示超音波頭5的振動的功率頻譜的概念圖。圖5係顯示振動控制電路基板18的功能的區塊圖。

(關於護理裝置1)

如圖1及2所示，護理裝置1係手持型的超音波美容器具。護理裝置1係具備有：外殼2、超音波頭5、輸入操作部10、及振動控制電路基板18。護理裝置1係可以一台裝置進行：對臉部(face)或身體(body)施行美容處理(美膚護理)，或施行去除身體部分的皮下脂肪的瘦身護理。護理裝置1係以商用電源進行動作，但是亦可藉由在外殼2內內置電池而以該電池的電力進行動作。

外殼2係具有使用者以手持有的操作部(把持部)3的框體。

外殼2係最大直徑與高度的比為2以上。外殼2係在上下具有平坦面。亦即，外殼2的形狀係類似被壓擠的球形。外殼2係具有：形成操作部3的平坦的表面21、為其相反側的底面的平坦的肌膚接觸面22、將該等表面21及肌膚接觸面22相連接的曲面形狀的側面23。

在肌膚接觸面22的大致中央部設有露出孔22a。超音波頭5由露出孔22a露出。在超音波頭5與露出孔22a之間以設有間隙為宜。藉由該間隙，防止振動的超音波頭5與露出孔22a的緣部相接觸。結果，可防止因與露出孔22a的緣部相接觸而阻礙超音波頭5的振動。

進行瘦身護理或美膚護理時，肌膚接觸面22係與其對象的皮膚面(肌膚面)相接觸。因此，可對與肌膚接觸面22相接觸的皮膚面供予超音波頭5的振動。

輸入操作部10係設在表面21。輸入操作部10係接受藉由使用者所為之輸入操作。「輸入操作」係指例如切換主電源或超音波頭5的驅動的ON或OFF操作、或超音波頭5的振動數的操作。輸入操作部10係觸控式的液晶顯示器、或在此省略圖示的機械式開關。

如圖3A及3B所示，超音波頭5係在金屬板51固接超音波振動子52者。

若電壓被施加至超音波振動子52，會在超音波振動子52的厚度方向產生機械式位移(逆壓電效果)。與超音波振動子52的厚度方向的機械式位移同步，與超音波振動子52相固接的金屬板51被前後拉長或伸長。

結果，以對應被施加的電壓的振動數及振幅，超音波頭5全體以超音波頭5的厚度方向振動。

超音波頭5係具有1次~n次的振動模式。在此「振動模式」係指以固有振動數使超音波頭5振動時所呈現的超音波頭5的振動形態。例如，在3次模式下的振動，係成為在1次模式下的振動時的3倍頻率的振動。例如，超音波頭5係具有大致1MHz的固有振動數作為1次模式。例如，超音波頭5係具有大致3MHz的固有振動數作為3次模式。

如圖4所示，超音波頭5係若將以1次模式振動時的輸出強度(振動的功率)的峰值設為100%時，以3次模式振動時的輸出強度的峰值成為至少以1次模式振動時的輸出強度的峰值的30%以上的方式一邊考慮各種要素一邊設計。

「各種要素」係指金屬板51及超音波振動子52的構造(形狀或尺寸等)、構成金屬板51及超音波振動子52的材料、或超音波振動子52的電特性。

在此「輸出強度(振動的功率)」係可藉由超音波頭 5的各振動模式中的端子電壓的比來表示。亦即「輸出強度」係可藉由計測超音波頭5的各振動模式中的端子電壓，代入數式1來算出。

Px=20×log₁₀(Vx/V1)：(1)

Px：x次模式下的輸出強度(分貝值)

Vx：x次模式下的超音波頭5的端子電壓

V1：1次模式下的超音波頭5的端子電壓(成為基準的電壓)

(構造例)

例如圖3A及3B所示，金屬板51係形成為遮罩蓋狀。在金屬板51係可用鐵基合金。金屬板51的直徑t2為45[mm]，厚度t3為8[mm]。在金屬板51的表面51A形成有深度3.5[mm]左右的凹部51B。在該凹部51B的底面的大致中央部配置有超音波振動子52。表面51A的相反側的面亦即平坦的背面51C係接觸皮膚面。背面51C係直接或透過專用凝膠等而與皮膚面相接觸。超音波振動子52係形成為圓柱狀。超音波振動子52的直徑φ為25.3[mm]，厚度t1為2.3[mm]。

(材料例)

例如，超音波振動子52係由氧化鈦或氧化鋇等所構成。金屬板51係由具彈性的不銹鋼板或銅板、或輕量及硬質的鋁、鈦或杜拉鋁(Duralumin)等金屬所構成。在金屬板51的表面亦可施行鍍硬鉻等表面處理。

(關於電特性)

表1係顯示超音波頭5(參照表1的試料1~13)的電特性及振動特性、及一般的超音波頭(參照表1的比較例1)的電特性及振動特性。

在表1中，F1為超音波頭5的1次模式的固有振動數。Z1為若以1次模式振動時的超音波頭5的阻抗。C為超音波頭5的靜電電容成分。F3為超音波頭5的3次模式的固有振動數。Z3為以3次模式振動時的超音波頭5的阻抗。P3為以3次模式振動時的超音波頭5的輸出強度。在此P3係將以1次模式振動時的輸出強度作為基準。若P3的值為-10.46〔dB〕以上，以3次模式振動時的超音波頭5的輸出強度的峰值係成為以1次模式振動時的超音波頭5的輸出強度的峰值的30%以上。

詳言之，如表1所示，在超音波頭5，以3次模式振動時的輸出強度(參照表1的P3)成為-2.80~-5.60〔dB〕。亦即，超音波頭5以3次模式的輸出強度的峰值係成為以1次模式的輸出強度的峰值的30%以上。

另一方面，比較例1所示之習知之超音波頭係P3的值為-16.84〔dB]、未達-10.46〔dB]。因此，以3次模式振動時的比較例1的超音波頭的輸出強度為以1次模式振動時的比較例1的超音波頭的輸出強度的30%以下。具體而言，為以1次模式振動時的比較例1的超音波頭的輸出強度的15%左右。

若設計或製造具有以上所示之特性的超音波頭5時，首先，配合比較例1所示之習知之超音波頭的1次模式的固有振動數F1，假設決定超音波振動子52的厚度及金屬板51的厚度。接著，在該等厚度已被決定的超音波頭5中，以阻抗Z3大於阻抗Z1的方式適當調整靜電電容C的值。詳言之，靜電電容C係可藉由變更超音波振動子52的厚度(參照圖3B)或構成超音波振動子52的材料的摻合等來調整。

結果，在超音波頭5，與比較例1所示之習知之超音波頭相比，1次模式及3次模式的固有振動數稍微降低，但是以3次模式振動時的輸出強度變大。

如上所示，超音波頭5與比較例1相比，亦可有效使用3次模式的振動。

接著使用圖5，說明振動控制電路基板18。圖5係顯示振動控制電路基板18的功能的區塊圖。

如圖5所示、振動控制電路基板18係具有：輸入接受部181、1次模式振盪部182、3次模式振盪部183、電源部184、計時部185、記憶體部186、及控制該等的控制部187。

振動控制電路基板18係具有以複數振動模式使超音波頭5振動的振動控制功能。在振動控制電路基板18係形成有藉由線圈或電容器等電子元件，作為阻抗匹配電路或振盪器來發揮功能的振盪電路等各種電子電路。

輸入接受部181係感測藉由使用者所為之輸入操作部10的操作(開關的ON或OFF操作或超音波頭5的振動數的變更的操作)。輸入接受部181係對控制部187輸出感測到之操作所對應的感測訊號。

1次模式振盪部182係對電源部184輸出以1次模式使超音波頭5振動的1次模式用交流訊號。3次模式振盪部183係生成以3次模式使超音波頭5振動的3次模式用的交流訊號而輸出至電源部184。

電源部184係對輸入操作部10、輸入接受部181、1次模式振盪部182、3次模式振盪部183、電源部184、計時部185、記憶體部186、及控制部187等，供給由商用電源或電池所得的電力。

電源部184係被控制部187所控制，對超音波振動子52施加與1次模式振盪部182或3次模式振盪部183所輸出的交流訊號相對應的頻率且為預定的功率(振幅)的交流電壓。

例如電源部184係對超音波振動子52施加24V左右的1次模式用的交流電壓。例如電源部184係施加28~30V左右的3次模式用的交流電壓。此時的頻率如表1所示。

計時部185係對預定的時間T1及時間T2進行計時。時間T1係若使超音波頭5以3次模式振動時，對超音波振動子52連續施加交流電壓的時間。時間T1為例如10msec。時間T2係若使超音波頭5以3次模式振動時，對超音波振動子52不進行交流電壓的施加的時間。時間T2為例如30msec。

在記憶體部186係韌體，可預先記憶表示電源部184施加至音波振動子52的電壓的功率的值(例如峰值值)、表示時間T1、T2的值。

控制部187係控制輸入接受部181、1次模式振盪部182、3次模式振盪部183、電源部184、計時部185、及記憶體部186。例如，控制部187係具有對電源部184輸入1次模式用交流訊號或3次模式用交流訊號的任一者的開關功能。

根據如以上構成的護理裝置1，藉由具備超音波頭5，可對皮膚面供予比上述表1所示之比較例1的超音波頭的3次模式下的振動為更強之3次模式下的振動。

因此，使用超音波頭5的3次模式下的振動，可期待充分的護理效果。此外，根據護理裝置1，藉由具備超音波頭5，亦可對皮膚面賦予1次模式的振動。亦即，護理裝置1係藉由具備超音波頭5，可以單一裝置進行使用1次模式及該1次模式以外的振動模式的複數種類的護理。

(動作說明)

接著，使用圖6，說明護理裝置1的動作。圖6係顯示護理裝置1的動作的流程圖。

(1)使用者的操作的感測(步驟S100、S101的Yes)

輸入接受部181感測使用者的輸入操作部10的操作，對控制部187輸出所對應的感測訊號。例如，輸入接受部181對控制部187輸出表示1次模式下的振動開始的感測訊號(步驟S101的Yes)。

(2)1次模式振盪(步驟S102~S104)

控制部187係對應接收到由輸入接受部181被輸出的感測訊號的情形，使1次模式振盪部182生成交流訊號。1次模式振盪部182係對電源部184輸出所生成的交流訊號。

電源部184係根據1次模式振盪部182所生成的交流訊號，對超音波振動子52施加交流電壓。結果，超音波頭5以1次模式(參照上述表1的固有振動數F1)進行振動。

若輸入接受部181感測到使用者的停止操作時，控制部187係控制1次模式振盪部182及電源部184，而分別使1次模式用的交流訊號的生成及對超音波振動子52的交流電壓的施加停止(步驟S104)。亦即，超音波頭5的振動即停止。

以上為護理裝置1中的1次模式下的振動的動作。

(3)3次模式動作的開始(步驟S100、S101的No~S105)

例如，會有輸入接受部181對控制部187輸出表示3次模式下的振動開始的感測訊號的情形(步驟S101的No)。

控制部187係對應接收到由輸入接受部181被輸出的感測訊號的情形，使3次模式振盪部183生成交流訊號。此外，控制部187係由記憶體部186讀出表示時間T1的值，使計時部185進行計時至到達時間T1為止。

(4)超音波頭5的振動的ON控制(步驟S106~S107的No)

電源部184係根據3次模式振盪部183所生成的交流訊號，對超音波振動子52施加交流電壓。結果，超音波頭5以3次模式(參照上述表1的固有振動數F3)進行振動。

控制部187係使藉由電源部184所為之對超音波振動子52施加電壓繼續至藉由計時部185所為之計時到達至時間T1為止(步驟S107)。因此，超音波頭5係持續振動至到達時間T1為止。

(5)超音波頭5的停止控制(步驟S107的Yes~S110)

控制部187係對應由計時部185接收到表示計時時間已到達時間T1的訊號的情形，由記憶體部186讀出表示時間T2的值。控制部187係使計時部185進行計時至這次到達時間T2為止(步驟S108)。

控制部187係控制電源部184，使對超音波振動子52施加電壓停止，至藉由計時部185所為之計時到達至時間T2為止(步驟S109)。

結果，計時部185在正在計時時間T2的期間，超音波頭5並不振動。控制部187反覆步驟S101的No~S110的處理，至輸入接受部181感測藉由使用者所為之停止操作、或表示1次模式下的振動開始的操作為止(步驟S111的No)。

若輸入接受部181感測到使用者的停止操作時，控制部187係控制3次模式振盪部183及電源部184而分別使3次模式用交流訊號的生成及對超音波振動子52的交流電壓的施加停止(步驟S104)。亦即，超音波頭5即停止。

如以上說明所示，藉由護理裝置1，若使超音波頭5以3次模式振動時，對超音波振動子52間歇性地施加交流電壓。藉此，可減低超音波振動子52的發熱或發熱後的溫度上升。

接著，若超音波頭5以3次模式振動時，輸出強度會成為超音波頭5以1次模式振動時的輸出強度的30%以上，因此可對皮膚面供予充分振動的刺激。

(護理裝置1的使用方法例)

使用者係操作輸入接受部181，使超音波頭5以1次模式振動。接著，使用者係對皮膚面輕輕按碰超音波頭5的表面，以一邊密接，一邊慢慢劃圓的方式，沿著皮膚面使超音波頭5移動。此時，超音波頭5藉由拍打皮膚面，皮膚的深層部即會發熱。結果，可期待皮下脂肪分解效果。

此外，使用者係可操作輸入接受部181，來使超音波頭5以3次模式振動。接著，對皮膚面，輕輕按碰超音波頭5的前端面，以一邊密接皮膚面，一邊慢慢劃圓的方式，沿著皮膚面使超音波頭5移動。

藉此，以比1次模式為更高的頻率且1次模式下的輸出強度的30%以上的強度振動的超音波頭5拍打皮膚面。藉此可期待藉由以下(1)~(3)所達成之皮膚面的清淨效果。藉由使皮膚面清淨，亦可期待治癒粉刺。

(1)皮膚表層被殺菌。(2)老廢物或角質層等由皮膚剝離。(3)由毛細孔去除油污或化粧殘餘等。

此外，亦可期待藉由以下(4)及(5)所達成之美膚效果。

(4)促進接近表皮(淺)的部分亦即皮膚表層的血液循環。藉此細胞會活化。結果，可期待皮膚的黑斑被去除。(5)肌肉緊繃會被放鬆。結果，可期待皮膚皺紋或鬆弛等被改善。

使用護理裝置1時，以將乳液或凝膠等媒體塗佈在護理的對象部位或超音波頭5的表面來提高超音波傳達效率為宜。

(變形例)

以上具體說明本發明之第1實施形態，惟本發明並非為限定為上述實施形態者，可在未脫離其要旨的範圍內作各種變更。

例如，假設在浴室等使用護理裝置1，亦可在肌膚接觸面22未設置露出孔22a。此時，較佳為例如在外殼2內部，在肌膚接觸面22黏貼超音波頭5，藉由超音波頭5的振動來使肌膚接觸面22振動。此時，可對皮膚面賦予肌膚接觸面22的振動。此時，較佳為透過橡膠等彈性體將肌膚接觸面22與側面23相連接，而使肌膚接觸面22容易振動。

例如，在護理裝置1中係使超音波頭5以1次模式或3次模式振動，但是亦可以1次模式或5次模式振動、或以3次模式或5次模式振動。亦即振動模式的組合並未特別限定。

例如，亦可將外殼2形成為長方體形狀或角錐形狀。

例如，亦可將超音波頭5的電特性與前述表1所示之比較例為同等。此時，當使超音波頭5以3次模式振動時，對超音波振動子52施加成為以1次模式振動時的輸出強度的30%以上的輸出強度的交流電壓。此時，超音波振動子52容易發熱，但是如圖6所示間歇性地進行對超音波振動子52施加交流電壓，藉此可防止超音波振動子52的發熱或發熱後的溫度上升。

Claims

一種超音波美容器具，其係具備有：具備超音波振動子、及被固接在該超音波振動子的振動板的超音波頭；及具有用以使前述超音波頭以第1或第2固有振動數振動的振盪器且對前述超音波振動子施加電壓的振盪部，該超音波美容器具係：以前述超音波頭而言，使用以前述第2固有振動數的振動的功率為以前述第1固有振動數的振動的功率的至少30%以上者，並且前述振盪器形成為具有：以前述第1固有振動數使前述超音波頭振動的第1振盪模式、及以前述第2固有振動數使前述超音波頭振動的第2振盪模式者，可切換成前述第1或第2振盪模式的其中一者。
如申請專利範圍第1項之超音波美容器具，其中，若使前述超音波頭以前述第2固有振動數振動時，對前述超音波振動子間歇性地施加前述電壓。
如申請專利範圍第1項或第2項之超音波美容器具，其中，前述振動的功率係根據前述超音波振動子以前述第1固有振動數振動時的端子電壓、與前述超音波振動子以前述第2固有振動數振動時的端子電壓的比來表示。
一種電壓施加方法，其係具備有：具備超音波振動子、及被固接在該超音波振動子的振動板的超音波頭；及具有輸出用以使前述超音波頭以第1或第2固有振動數振動的電壓的振盪器且對前述超音波振動子施加電壓的振盪部的超音波美容器具的電壓施加方法，其具備有：若以前述第1固有振動數使前述超音波頭振動時，前述振盪器以第1頻率進行振盪的步驟；若以前述第2固有振動數使前述超音波頭振動時，以該第2固有振動數的振動的功率成為以前述第1固有振動數的前述超音波頭的振動的功率的至少30%以上的方式，前述振盪器以第2頻率進行振盪的步驟；及對前述超音波振動子施加由前述振盪器被輸出的電壓的步驟。
如申請專利範圍第4項之電壓施加方法，其中，若使前述超音波頭以前述第2固有振動數振動時，前述振盪器對前述超音波振動子間歇性地施加前述電壓
如申請專利範圍第4項或第5項之電壓施加方法，其中，前述振動的功率係根據前述超音波振動子以前述第1固有振動數振動時的端子電壓、與前述超音波振動子以前述第2固有振動數振動時的端子電壓的比來表示。
一種超音波頭，其係具備有：超音波振動子、及被固接在該超音波振動子的振動板，具有第1或第2固有振動數，該超音波頭係：以前述第2固有振動數的振動的功率為以前述第1固有振動數的振動的功率的至少30%以上。
如申請專利範圍第7項之超音波頭，其中，前述振動的功率係根據前述超音波振動子以前述第1固有振動數振動時的端子電壓、與前述超音波振動子以前述第2固有振動數振動時的端子電壓的比來表示。