WO2018207996A1 - 미세전류 조절 수단을 구비한 스킨 부스터 - Google Patents

미세전류 조절 수단을 구비한 스킨 부스터 Download PDF

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WO2018207996A1
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skin
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voltage
electroporation
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PCT/KR2018/001016
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송해룡
김학준
김성은
윤영필
송주영
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(주)오스힐
고려대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a skin booster for applying a pulse to the skin, and more particularly, having a microcurrent control means, integrating electroporation and microcurrent functions into a single circuit and a probe to electroporation and
  • the present invention relates to a skin booster that can simultaneously perform a microcurrent function.
  • a skin booster is a device for injecting drugs or cosmetics into the skin. Unlike conventional iontophoresis, the skin booster uses electroporation to temporarily form minute pores in the lipid bilayer of the skin. It forms and delivers the active ingredient of the drug or cosmetics directly.
  • an alternating current (AC) pulse current must be applied to the skin and generally requires a current of about 3 to 10 mA.
  • micro-current means a microcurrent of less than 1000uA, which increases ATP, which also activates facial muscles similar to how exercise energizes our body's muscles. The elasticity is improved.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication “Skin Absorption Enhancement Device (10-2004-0005915)”
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a skin booster having a microcurrent control means, integrating the electroporation and microcurrent functions in one circuit and probe.
  • the present invention is a skin contact probe for outputting a pulse in contact with the skin to achieve the first object; And an output control unit controlling an output value of a pulse output from the skin contact probe, wherein the pulse output to the skin includes an electroporation pulse for forming an electroporation inside the skin and a microcurrent pulse for delivering a microcurrent to the skin. It provides a skin booster characterized in that.
  • the output control unit DC-DC boost converter for boosting the voltage of the pulse according to the type and output level of the pulse;
  • An H bridge pulse generator configured to generate the positive and negative pulses using the boosted voltage using the H bridge;
  • a constant current controller configured to control a current value of the pulse.
  • the DC-DC boost converter transmits a pulse width modulated (PWM) signal to the base of the transistor through a resistor and a capacitor, and after the voltage is amplified and half-wave rectified through the inductor and the diode.
  • PWM pulse width modulated
  • the skin booster may be formed by accumulating charge in the capacitor of the rear stage and rectifying the DC voltage.
  • the DC-DC boost converter boosts the voltage of the electroporation pulse to a voltage of 10 to 30 V and boosts the voltage of the microcurrent pulse to a voltage of 5 to 15 V. It may be a skin booster characterized by.
  • the H bridge pulse generation unit, the electroporation pulse outputs the negative pulse and the positive pulse alternately, the microcurrent pulse is characterized in that only one of the negative pulse or the positive pulse outputs It may be a skin booster.
  • the H bridge pulse generator the frequency of the electroporation pulse to 1,000 to 60,000 Hz
  • the skin booster characterized in that for controlling the frequency of the microcurrent pulse to 0.5 to 600 Hz Can be.
  • the constant current controller may be a skin booster, which is dependent on a resistance determined through a zener diode and a multiplexer.
  • the constant current controller may control the current of the electroporation pulse to 2 to 10 mA, and the skin booster to control the current of the microcurrent pulse to 100 to 300 uA. have.
  • the skin booster may further include a microprocessor for controlling each component of the output controller.
  • the skin booster may further include a light emitting part that emits light having a predetermined wavelength to the skin.
  • it may be a skin booster further comprising a power supply for supplying power or performing charging.
  • the electroporation and microcurrent functions having opposite current and frequency characteristics are integrated into one circuit and probe, so that the cosmetic injection and skin lifting functions can be simultaneously performed in one device.
  • FIG. 1 is a block diagram of a skin booster according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of an output control unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of an output control unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a skin booster according to another embodiment of the present invention.
  • FIG 5 shows the appearance of a skin booster according to an embodiment of the present invention.
  • the skin contact probe for outputting a pulse in contact with the skin
  • an output control unit for controlling the output value of the pulse output from the skin contact probe, the pulse output to the skin It is characterized in that the electroporation pulse to form an electroporation inside the skin and the microcurrent pulse to deliver a microcurrent to the skin.
  • FIG. 1 is a block diagram of a skin booster according to an embodiment of the present invention.
  • Skin booster 100 is composed of an output control unit 110, and the skin contact probe 120, the power supply unit 130, microprocessor 140, light control unit 150, or light
  • the discharge unit 160 may further include.
  • the skin contact probe 120 contacts the skin and outputs a pulse.
  • the pulse generated by the output control unit 110 may be emitted to the skin or a pulse may be applied to the coating material or the skin adherend.
  • the pulse output to the skin may be an electroporation pulse that forms an electroporation inside the skin and a microcurrent pulse that delivers microcurrent to the skin. It may be implemented in the form of an electrode, it may be formed of two or more electrodes to form a pair of two to have two contacts in the form of a bipolar. It may be formed in the shape of a semi-circle, semi-ellipse, round, protrusion, or brush.
  • the output controller 110 controls the output value of the pulse output from the skin contact probe 120.
  • the output controller 110 controls the output value of the pulse output from the skin contact probe 120.
  • the voltage magnitude is controlled by a boost-type DC-DC boost converter and the pulses are positive and negative through the H bridge. To be printed.
  • the output pulse finally controls the current value of the electroporation and the microcurrent output through the constant current controller.
  • the output controller 110 may be specifically configured as a DC-DC boost converter 210, an H bridge pulse generator 220, and a constant current controller 230 as shown in FIG. 1. .
  • the DC-DC boost converter 210 boosts the voltage of the pulse according to the type and output level of the pulse. Depending on whether the pulse to be generated is an electroporation pulse, a microcurrent pulse, and the output level, the input DC voltage is boosted to a DC voltage according to the required pulse voltage.
  • the DC-DC boost converter 210 transmits a pulse width modulation (PWM) signal to the base of the transistor through a resistor and a capacitor, and after the voltage is amplified and half-wave rectified through the inductor and the diode, The charge accumulates and rectifies to DC voltage.
  • PWM pulse width modulation
  • a signal whose pulse width is modulated by a pulse-width modulation (PWM) output of a microprocessor is connected to a base terminal of a transistor Q4 through a parallel circuit of a capacitor C1 and a resistor R4. At this time, C1 improves the phenomenon that the base resistor R4 is delayed by the base terminal charge of Q4.
  • a resistor R7 of 1.5M Ohm is a kind of safety device function that forcibly discharges the charge remaining in C2 when the power is turned off while the boosted output is accumulated in C2.
  • the DC-DC boost converter 210 may boost the voltage of the electroporation pulse to a voltage of 10 to 30 V, and boost the voltage of the microcurrent pulse to a voltage of 5 to 15 V.
  • the electroporation and the microcurrent output by the boost converter may be set to the following voltage according to the selection level received by the user.
  • Electroporation (Skin Booster): 10 V (Level 1), 20 V (Level 2), 30 V (Level 3)
  • the H bridge pulse generator 220 generates a positive pulse and a negative pulse using the boosted voltage using the H bridge.
  • the H bridge pulse generator 220 alternately outputs the negative pulse and the positive pulse to the electroporation pulse, and outputs only one of the negative pulse and the positive pulse.
  • the negative pulse and the positive pulse are alternately output for the electroporation, and the microcurrent pulse only outputs the negative or positive pulse.
  • the H bridge pulse generator 220 may control the frequency of the electroporation pulse to 1,000 to 60,000 Hz, and control the frequency of the microcurrent pulse to 0.5 to 600 Hz.
  • the generated boost boost voltage may selectively generate positive and negative pulses and transmit the positive and negative pulses to the skin through an H bridge circuit formed of Q2, Q3, Q5, Q6, Q7 and Q8.
  • an alternating current output in which the anode and the cathode are formed alternately is needed. Therefore, the microprocessor outputs P1 and P2 are alternately turned on and off to output the anode and cathode pulses. At this time, the frequency is controlled to the middle frequency band of 1000 ⁇ 60,000Hz.
  • the anode or cathode pulses are mainly used to transfer voltage in the form of direct current to the skin. To do this, the output P1 or P2 of the microprocessor is fixed in the LOW state, and the other one is controlled in the LOW / HIGH state while controlling the low frequency band of 0.5 to 600Hz suitable for the microcurrent output.
  • the constant current controller 230 controls the current value of the generated pulse. Significant differences exist in the range of current values required for electroporation pulses and microcurrent pulses, and the current values of the pulses must be controlled. To this end, the constant current controller 230 controls the current value of the pulse according to the resistance determined through the zener diode and the multiplexer.
  • the output current needs a relatively high current value of up to 10 mA. Since the microcurrent requires low current of less than 1000uA (0.1mA), the output current must be properly controlled according to each mode, and this is realized through a constant current circuit using a transistor of Q1A and zener diode ZD1.
  • Resistor values R21 to R28 are selected by the 4051 multiplexer so that a total of eight current values can be set. The resistance selection can be selected by the microprocessor outputs A, B, and C.
  • the constant current controller 230 may control the current of the electroporation pulse to 2 to 10 mA and control the current of the microcurrent pulse to 100 to 300 uA through the above configuration.
  • the output currents in the electroporation and microcurrent modes are set as follows.
  • Electroporation (Skin Booster): 2 mA (Level 1), 5 mA (Level 2), 10 mA (Level 3)
  • Fine Current 100 uA (Level 1), 200 uA (Level 2), 300 uA (Level 3)
  • the apparatus may further include an input / output unit configured to receive a command from a user.
  • the light emitting unit 160 emits light having a predetermined wavelength to the skin.
  • light can be used.
  • the light source may be an LED or the like, and may be light having a wavelength for increasing the efficiency of the electroporation function or a wavelength for increasing the efficiency of the microcurrent function.
  • the wavelength of light emitted to the skin may be a wavelength for preventing infection or a wavelength for drug penetration, and may be a wavelength of 400 nm to 470 nm.
  • the power supply unit 130 supplies power or performs charging.
  • FIG. 4 is a block diagram of a skin booster according to another embodiment of the present invention.
  • the head part which is in contact with the skin has a probe that transmits an electrical signal and an LED partition that transmits LED light, so that the output pulse of the electroporation and microcurrent and the light output by the LED can be simultaneously delivered to the skin.
  • the output control unit adjusts the voltage level by a boost-type DC-DC boost converter to set the required voltage and current values in the electroporation mode and the microcurrent mode, respectively. negative)
  • the output pulse finally controls the current value of the electroporation and the microcurrent output through the constant current controller.
  • the overall control is controlled by a microprocessor, powered by a 3.7V single cell lithium polymer battery and equipped with a charge control circuit for battery charging.
  • FIG 5 shows the appearance of a skin booster according to an embodiment of the present invention.
  • the main body of the device has two buttons, one of which is a skin booster button 530 and the other of which is a microcurrent button 540.
  • the skin booster button 530 When the skin booster button 530 is pressed, the electroporation output is output to the skin contact probe 510 and the intensity can be adjusted in three steps. Intensity control in three stages is represented by the number of LEDs coming into the LED indicator 520.
  • the LED partition 550 and the LED indicator 520 located in the probe turn on blue.
  • the microcurrent button 540 is pressed, the microcurrent output comes out through the probe 510, and the LED indicator 520 and the LED partition 550 light green.
  • the skin booster button 530 When the skin booster button 530 is pressed, the power is turned on, and when there is no button operation, the power is automatically turned off after 10 minutes, or when the skin booster button 530 is pressed for 3 seconds or more, the power can be forcibly turned off.

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Abstract

본 발명은 스킨 부스터에 관한 것으로서, 피부와 접촉하여 펄스를 출력하는 피부 접촉 프로브, 및 상기 피부 접촉 프로브에서 출력되는 펄스의 출력값를 제어하는 출력 제어부를 포함하고, 상기 피부로 출력되는 펄스는, 피부 내부에 전기천공을 형성하는 일렉트로포레이션 펄스 및 피부에 미세전류를 전달하는 미세전류 펄스인 것을 특징으로 함으로써 서로 상반되는 전류와 주파수 특성을 가지는 일렉트로포레이션과 미세전류 기능을 하나의 회로와 프로브에 통합하여, 하나의 기기에서 화장품 투입과 피부 리프팅 기능을 동시에 수행할 수 있다.

Description

미세전류 조절 수단을 구비한 스킨 부스터
본 발명은 피부에 펄스를 가하는 스킨 부스터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세전류 조절 수단을 구비하여, 일렉트로포레이션과 미세전류 기능을 하나의 회로와 프로브에 통합하여 하나의 기기에서 일렉트로포레이션 및 미세전류 기능을 동시에 수행할 수 있는 스킨 부스터에 관한 것이다.
스킨 부스터(skin booster)는 약물이나 화장품을 피부에 투입시키기 위한 기기로써, 기존의 이온도입기와는 달리 전기천공법(electro-poration)을 사용하여 피부의 지질 이중층에 미세한 홀(pore)을 일시적으로 형성시켜서 약물이나 화장품의 유효성분을 직접적으로 전달시킨다.
따라서, 전기적으로 피부에 통로를 형성시키기 위해서는 교류(AC) 형태의 펄스 전류를 피부에 인가시켜 주어야 하며 일반적으로 3~10mA 정도의 전류를 필요로 한다.
한편, 미세전류(micro-current)는 1000uA 이하의 미세한 전류를 의미하며, 미세전류는 ATP를 증가시키고, 이 증가한 ATP는 또한 운동이 우리 몸의 근육에 에너지를 공급하는 것과 유사하게 안면 근육을 활성화 하여 탄력이 개선되는 효과를 나타낸다.
종래의 경우, 10mA 정도의 상대적으로 강하면서도 수 kHz의 중주파수가 필요한 일렉트로포레이션 방식과 수 백 uA로 미세한 전류값과 수십 Hz 정도의 저주파수가 필요한 미세전류 방식이 하나의 기기로 구현할 수 없었다. 이는, 전류와 주파수 특성이 상이한 두 기기의 회로가 통합되기 어렵기 때문이며, 하나의 회로로 통합되기 위해서는 출력 전압과 전류가 모두 제어 가능한 펄스 생성 회로를 필요로 하기 때문이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국공개특허 "피부 흡수 향상 장치(10-2004-0005915)"
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미세전류 조절 수단을 구비하여, 일렉트로포레이션과 미세전류 기능을 하나의 회로와 프로브에 통합한 스킨 부스터를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 피부와 접촉하여 펄스를 출력하는 피부 접촉 프로브; 및 상기 피부 접촉 프로브에서 출력되는 펄스의 출력값를 제어하는 출력 제어부를 포함하고, 상기 피부로 출력되는 펄스는, 피부 내부에 전기천공을 형성하는 일렉트로포레이션 펄스 및 피부에 미세전류를 전달하는 미세전류 펄스인 것을 특징으로 하는 스킨 부스터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 출력 제어부는, 펄스의 종류 및 출력 레벨에 따라 펄스의 전압을 승압하는 DC-DC 승압 컨버터; 상기 승압된 전압을 H 브릿지를 이용하여 양극펄스 및 음극펄스를 생성하는 H 브릿지 펄스 생성부; 및 펄스의 전류값을 제어하는 정전류 제어부를 포함하는 스킨 부스터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 DC-DC 승압 컨버터는, 펄스폭변조(PWM) 신호를 저항과 커패시터를 통해 트랜지스터의 베이스로 전달시키고, 인덕터와 다이오드를 통해 전압이 증폭되고 반파정류된 이후, 후단의 커패시터에 전하가 축적되어 직류 전압으로 정류시키는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 DC-DC 승압 컨버터는, 일렉트로포레이션 펄스의 전압을 10 내지 30 V의 전압으로 승압하고, 미세전류 펄스의 전압을 5 내지 15 V의 전압으로 승압하는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 H 브릿지 펄스 생성부는, 상기 일렉트로포레이션 펄스는 음극펄스 및 양극펄스를 교대로 출력시키고, 상기 미세전류 펄스는 음극펄스 또는 양극펄스 중 하나만 출력시키는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 H 브릿지 펄스 생성부는, 일렉트로포레이션 펄스의 주파수를 1,000 내지 60,000 Hz로 제어하고, 미세전류 펄스의 주파수를 0.5 내지 600 Hz로 제어하는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 정전류 제어부는, 제너다이오드와 멀티플렉서를 통해 결정되는 저항에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 정전류 제어부는, 일렉트로포레이션 펄스의 전류를 2 내지 10 mA로 제어하고, 미세전류 펄스의 전류를 100 내지 300 uA로 제어하는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 출력 제어부의 각 구성을 제어하는 마이크로프로세서를 더 포함하는 스킨 부스터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 피부로 소정의 파장을 갖는 빛을 방출하는 광방출부를 더 포함하는 스킨 부스터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전원을 공급하거나 충전을 수행하는 전원부를 더 포함하는 스킨 부스터일 수 있다.
본 발명에 따르면, 서로 상반되는 전류와 주파수 특성을 가지는 일렉트로포레이션과 미세전류 기능을 하나의 회로와 프로브에 통합하여, 하나의 기기에서 화장품 투입과 피부 리프팅 기능을 동시에 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 부스터의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 출력제어부의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 출력제어부의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스킨 부스터의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스킨 부스터의 모습을 나타낸 것이다.
본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 부스터는, 피부와 접촉하여 펄스를 출력하는 피부 접촉 프로브, 및 상기 피부 접촉 프로브에서 출력되는 펄스의 출력값를 제어하는 출력 제어부를 포함하고, 상기 피부로 출력되는 펄스는, 피부 내부에 전기천공을 형성하는 일렉트로포레이션 펄스 및 피부에 미세전류를 전달하는 미세전류 펄스인 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 부스터의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 부스터(100)는 출력 제어부(110), 및 피부 접촉 프로브(120)로 구성되며, 전원부(130), 마이크로프로세서(140), 광제어부(150), 또는 광방출부(160)를 더 포함할 수 있다.
피부 접촉 프로브(120)는 피부와 접촉하여 펄스를 출력한다. 출력 제어부(110)에서 생성된 펄스를 피부로 방출하거나 도포물 또는 피부부착물에 펄스를 가할 수 있다. 상기 피부로 출력되는 펄스는, 피부 내부에 전기천공을 형성하는 일렉트로포레이션 펄스 및 피부에 미세전류를 전달하는 미세전류 펄스일 수 있다. 전극의 형태로 구현될 수 있으며, 2 개 이상의 전극으로 형성되어 바이폴라 형태의 두 개의 접점을 가지도록 두 개씩 쌍을 이루도록 형성될 수 있다. 반원형, 반타원형, 원형, 돌기형, 또는 브러쉬 형태로 형성될 수 있다.
출력 제어부(110)는 피부 접촉 프로브(120)에서 출력되는 펄스의 출력값를 제어한다.
보다 구체적으로, 하나의 회로와 프로브로 일렉트로포레이션 기능과 미세전류 기능을 동시에 구현하기 위하여, 출력 제어부(110)가 피부 접촉 프로브(120)에서 출력되는 펄스의 출력값을 제어한다. 일렉트로포레이션 모드와 미세전류 모드에서 각각 필요한 전압과 전류값을 설정하기 위해 부스트 방식의 DC-DC 승압 컨버터에 의해 전압 크기를 조절하고 H 브리지를 통해 펄스를 양극(positive)와 음극(negative) 형태로 출력시킨다. 출력된 펄스는 최종적으로 정전류 제어부를 통해 일렉트로포레이션과 미세전류 출력의 전류값을 조절한다.
상기 기능을 구현하기 위하여, 출력 제어부(110)는 도 1과 같이, 구체적으로, DC-DC 승압 컨버터(210), H 브릿지 펄스 생성부(220), 및 정전류 제어부(230)로 구성될 수 있다.
DC-DC 승압 컨버터(210)는 펄스의 종류 및 출력 레벨에 따라 펄스의 전압을 승압한다. 생성하고자 하는 펄스의 종류가 일렉트로포레이션 펄스인지 미세전류 펄스인지 및 출력 레벨이 얼마인지에 따라 요구되는 펄스의 전압에 맞춰 입력받은 DC 전압을 DC 전압으로 승압한다.
이를 위하여, DC-DC 승압 컨버터(210)는 펄스폭변조(PWM) 신호를 저항과 커패시터를 통해 트랜지스터의 베이스로 전달시키고, 인덕터와 다이오드를 통해 전압이 증폭되고 반파정류된 이후, 후단의 커패시터에 전하가 축적되어 직류 전압으로 정류시킨다. 도 3의 회로를 참조하면, 마이크로프로세서의 PWM(Pulse-Width Modulation) 출력에 의해 펄스폭이 변조된 신호가 커패시터 C1과 저항 R4의 병렬회로를 거쳐 트랜지스터 Q4의 베이스 단에 연결된다. 이때 C1은 베이스 저항 R4가 Q4의 베이스단 전하에 의해 지연되는 현상을 개선한다. PWM 신호는 인덕터 L1과 정류 다이오드 D2를 거치면서 전압이 증폭되고 반파정류작용을 하며 C2의 커패시터에 전하가 축적되면서 펄스 형태의 전압이 직류 전압 형태로 정류된다. 이 때 1.5M옴의 저항 R7을 두어 승압된 출력이 C2에 축적이 된 채로 전원이 OFF될 때에 C2에 남아있던 전하를 강제적으로 방전시키는 역할을 하는 일종의 안전장치 기능의 저항이다.
DC-DC 승압 컨버터(210)는 일렉트로포레이션 펄스의 전압을 10 내지 30 V의 전압으로 승압하고, 미세전류 펄스의 전압을 5 내지 15 V의 전압으로 승압할 수 있다. 부스트 컨버터에 의해 일렉트로포레이션과 미세전류 출력은 사용자로 입력받은 선택 레벨에 따라, 아래와 같은 전압으로 설정될 수 있다.
일렉트로포레이션(스킨 부스터): 10 V(레벨1), 20 V(레벨2), 30 V(레벨3)
미세전류: 5 V(레벨1), 10 V(레벨2), 15 V(레벨3)
H 브릿지 펄스 생성부(220)는 상기 승압된 전압을 H 브릿지를 이용하여 양극펄스 및 음극펄스를 생성한다. H 브릿지 펄스 생성부(220)는 상기 일렉트로포레이션 펄스는 음극펄스 및 양극펄스를 교대로 출력시키고, 상기 미세전류 펄스는 음극펄스 또는 양극펄스 중 하나만 출력시킨다. 일렉트로포레이션 모드에서는 전기 천공을 위해 음극펄스 및 양극펄스를 교대로 출력시키고, 미세전류 펄스는 음극펄스 또는 양극펄스 중 하나만 출력시킨다. 이를 통해, 하나의 회로 및 프로브로 일렉트로포레이션 기능과 미세전류 기능을 동시에 수행할 수 있다. 이때, H 브릿지 펄스 생성부(220)는, 일렉트로포레이션 펄스의 주파수를 1,000 내지 60,000 Hz로 제어하고, 미세전류 펄스의 주파수를 0.5 내지 600 Hz로 제어할 수 있다.
도 3의 회로를 참조하면, 생성된 부스트 승압 전압은 Q2, Q3, Q5, Q6, Q7, Q8로 형성되는 H 브리지 회로를 통해 양극 펄스와 음극 펄스를 선택적으로 생성시켜 피부로 전달할 수 있다. 기본적으로 일렉트로포레이션 모드에서는 양극과 음극이 교대로 형성되는 교류 출력이 필요하므로, 마이크로프로세서 출력 P1과 P2가 교대로 ON, OFF 되면서 양극 및 음극 펄스를 출력시킨다. 이때 주파수는 1000 ~ 60,000Hz의 중주파수 대역으로 제어된다. 미세전류 모드에서는 양극 또는 음극 펄스를 주로 사용하는데, 이는 직류 형태의 전압을 피부에 전달하기 위함이다. 이를 위해 마이크로프로세서의 출력 P1 또는 P2를 LOW 상태로 고정하고 다른 하나의 출력만을 LOW/HIGH 상태로 제어하면서 미세전류 출력에 적합한 저주파수 대역인 0.5 ~ 600Hz로 제어한다.
정전류 제어부(230)는 상기 생성되는 펄스의 전류값을 제어한다. 일렉트로포레이션 펄스와 미세전류 펄스에서 요구되는 전류값의 범위에는 상당한 차이가 존재하는바, 펄스의 전류값을 제어해야 한다. 이를 위하여, 정전류 제어부(230)는 제너다이오드와 멀티플렉서를 통해 결정되는 저항에 따라 펄스의 전류값을 제어한다.
도 3의 회로를 참조하면, 일렉트로포레이션은 피부의 이중 인지질층에 전기적인 충격을 주어 일시적으로 통로(pathway)를 형성시켜야 하기 때문에 출력 전류가 최대 10mA 정도로 상대적으로 높은 값의 전류값이 필요하고, 미세전류는 1000uA(0.1mA)이하의 낮은 전류가 필요하므로 출력 전류를 각 모드에 따라서 적절히 제어시켜야 하며 이를 위해 Q1A의 트랜지스터와 제너다이오드 ZD1을 이용한 정전류회로를 통해 이를 구현한다. 전류값 Ic는 제너다이오드 전압인 Vzd1과 Q1A의 에미터(emitter)단 저항인 R21 ~ R28에 의 비율에 의해 결정된다. 즉, Ic = Vzd1/(R21~R28) 이다. 저항값 R21~R28은 총 8단계의 전류값을 설정할 수 있도록 4051 멀티플렉서를 통해 해당 저항이 선택이 되며 저항의 선택은 마이크로프로세서의 출력인 A, B, C에 의해 선택될 수 있다.
정전류 제어부(230)는 상기와 같은 구성을 통해 일렉트로포레이션 펄스의 전류를 2 내지 10 mA로 제어하고, 미세전류 펄스의 전류를 100 내지 300 uA로 제어할 수 있다. 일렉트로포레이션과 미세전류 모드에서의 출력 전류를 각각 아래와 같이 설정된다.
일렉트로포레이션(스킨 부스터): 2 mA(레벨1), 5 mA(레벨2), 10 mA(레벨3)
미세전류: 100 uA(레벨1), 200 uA(레벨2), 300 uA(레벨3)
마이크로프로세서(처리부, 140)출력 제어부의 각 구성을 제어한다. 사용자로부터 명령을 입력받는 입출력부를 더 포함할 수 있다.
광방출부(160)는 피부로 소정의 파장을 갖는 빛을 방출한다. 펄스뿐만 아니라, 광을 이용할 수 있다. 광원은 LED 등이 이용될 수 있으며, 일렉트로포레이션 기능의 효율을 증대하는 파장 또는 미세전류 기능의 효율을 증대하는 파장을 가지는 빛일 수 있다. 피부로 방출되는 빛의 파장은 감염방지를 위한 파장 또는 약물침투를 위한 파장일 수 있으며, 400nm 내지 470 nm의 파장일 수 있다.
전원부(130)는 전원을 공급하거나 충전을 수행한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스킨 부스터의 블록도이다.
헤드부는 피부에 접촉되는 헤드부는 전기적인 신호를 전달하는 프로브와 LED 빛을 전달하는 LED 파티션이 있어서 일렉트로포레이션과 미세전류의 출력 펄스와 LED에 의한 광출력을 피부에 동시에 전달할 수 있다.
출력 제어부는 일렉트로포레이션 모드와 미세전류 모드에서 각각 필요한 전압과 전류값을 설정하기 위해 부스트 방식의 DC-DC 승압 컨버터에 의해 전압 크기를 조절하고 H 브리지를 통해 펄스를 양극(positive)와 음극(negative) 형태로 출력시킨다. 출력된 펄스는 최종적으로 정전류 제어부를 통해 일렉트로포레이션과 미세전류 출력의 전류값을 조절한다.
전체적인 제어는 마이크로프로세서에 의해 이루어지며 3.7V 단일 셀의 리튬폴리머 배터리에 의해 전원을 공급받으며 배터리 충전을 위한 충전 제어부 회로가 구비된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스킨 부스터의 모습을 나타낸 것이다.
기기 본체에는 두 개의 버튼이 있어서, 하나는 스킨부스터 버튼(530)이고 다른 하나는 미세전류 버튼(540)이다. 스킨 부스터 버튼(530)을 누르면 일렉트로포레이션 출력이 피부 접촉 프로브(510)로 출력되며 3단계로 세기를 조절할 수 있다. 3단계의 세기 조절은 LED 인디케이터(520)에 LED가 들어오는 개수로 표현이 된다. 스킨 부스터 기능을 작동시키면 프로브에 위치한 LED 파티션(550)과 LED 인디케이터(520)가 청색으로 들어온다. 미세전류 버튼(540)을 누르면 미세전류 출력이 프로브(510)를 통해 나오며, LED인디케이터(520)와 LED 파티션(550)에는 녹색 불이 들어온다. 전원은 스킨 부스터 버튼(530)을 누르면 들어오고, 버튼 조작이 없을 경우 10분 후 자동으로 전원이 OFF 되거나, 스킨 부스터 버튼(530)을 3초 이상 누르고 있으면 강제로 전원을 OFF 시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
(부호의 설명)
100: 스킨 부스터
110: 출력 제어부
120: 피부 접촉 프로브
130: 전원부
140: 마이크로프로세서
150: 광제어부
160: 광방출부

Claims (11)

  1. 피부와 접촉하여 펄스를 출력하는 피부 접촉 프로브; 및
    상기 피부 접촉 프로브에서 출력되는 펄스의 출력값를 제어하는 출력 제어부를 포함하고,
    상기 피부로 출력되는 펄스는,
    피부 내부에 전기천공을 형성하는 일렉트로포레이션 펄스 및 피부에 미세전류를 전달하는 미세전류 펄스인 것을 특징으로 하는 스킨 부스터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 제어부는,
    펄스의 종류 및 출력 레벨에 따라 펄스의 전압을 승압하는 DC-DC 승압 컨버터;
    상기 승압된 전압을 H 브릿지를 이용하여 양극펄스 및 음극펄스를 생성하는 H 브릿지 펄스 생성부; 및
    펄스의 전류값을 제어하는 정전류 제어부를 포함하는 스킨 부스터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 DC-DC 승압 컨버터는,
    펄스폭변조(PWM) 신호를 저항과 커패시터를 통해 트랜지스터의 베이스로 전달시키고, 인덕터와 다이오드를 통해 전압이 증폭되고 반파정류된 이후, 후단의 커패시터에 전하가 축적되어 직류 전압으로 정류시키는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 DC-DC 승압 컨버터는,
    일렉트로포레이션 펄스의 전압을 10 내지 30 V의 전압으로 승압하고, 미세전류 펄스의 전압을 5 내지 15 V의 전압으로 승압하는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 H 브릿지 펄스 생성부는,
    상기 일렉트로포레이션 펄스는 음극펄스 및 양극펄스를 교대로 출력시키고, 상기 미세전류 펄스는 음극펄스 또는 양극펄스 중 하나만 출력시키는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 H 브릿지 펄스 생성부는,
    일렉트로포레이션 펄스의 주파수를 1,000 내지 60,000 Hz로 제어하고, 미세전류 펄스의 주파수를 0.5 내지 600 Hz로 제어하는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 정전류 제어부는,
    제너다이오드와 멀티플렉서를 통해 결정되는 저항에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 정전류 제어부는,
    일렉트로포레이션 펄스의 전류를 2 내지 10 mA로 제어하고, 미세전류 펄스의 전류를 100 내지 300 uA로 제어하는 것을 특징으로 하는 스킨 부스터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    출력 제어부의 각 구성을 제어하는 마이크로프로세서를 더 포함하는 스킨 부스터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    피부로 소정의 파장을 갖는 빛을 방출하는 광방출부를 더 포함하는 스킨 부스터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    전원을 공급하거나 충전을 수행하는 전원부를 더 포함하는 스킨 부스터.
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