WO2023113127A1 - 아크포레이션을 이용한 피부관리기기 및 그 기기의 구동방법 - Google Patents

아크포레이션을 이용한 피부관리기기 및 그 기기의 구동방법 Download PDF

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WO2023113127A1
WO2023113127A1 PCT/KR2022/009868 KR2022009868W WO2023113127A1 WO 2023113127 A1 WO2023113127 A1 WO 2023113127A1 KR 2022009868 W KR2022009868 W KR 2022009868W WO 2023113127 A1 WO2023113127 A1 WO 2023113127A1
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WO
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electrode
skin
arc
unit
area
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PCT/KR2022/009868
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Inventor
신재우
한지호
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(주)이지템
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    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
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    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
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    • A61N1/02—Details
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Definitions

  • the present invention relates to a skin care device using arc poration and a method of driving the device, and more particularly, to facilitate the absorption of cosmetics, for example, by using arc discharge technology to create very fine holes in the skin and release them into the atmosphere
  • Skin care device using arcporation that can reduce the amount of ionized water, but adjusts the number of perforation densities and perforation depth by adjusting the electrode area in contact with the user's skin so that the chemical solution can be injected into the skin, and the device It's about how to drive.
  • Microporation technology is a technology developed for drug delivery and refers to a method of delivering an external drug to the inside by creating very fine holes in cells or skin in any way.
  • techniques such as an invasive method using a micro needle, ion electrophoresis (galvanic), ultrasound, and electroporation are used.
  • Discharge refers to the phenomenon in which electricity is released from a charged body in the process of losing charge.
  • a typical example of a static electricity phenomenon that can be easily experienced in winter is gas discharge into the air.
  • arc discharge refers to a phenomenon in which when such a gas discharge reaches its peak and discharges into the air, a potential difference is generated between the electrodes, causing insulation breakdown that continuously occurs in the gas between the electrodes.
  • arc-poration When an arc induction based on such a high voltage discharge is generated and passed through an appropriate dielectric to contact the skin, it can be applied to the microporation technique. At this time, the microporation technique using arc discharge is called arc-poration.
  • arc plasma technology As a technology similar to the arcporation technology, there is an arc plasma technology. It uses a high voltage of 3 kV or more and a frequency of 40 kHz band. In addition, plasma technology has a side effect of generating ozone. However, the arcporation technique is safer by using a voltage in the range of 1 kV to 2 kV, and has the advantage of being able to transmit more energy by using a high frequency of 300 kHz or more. In other words, the biggest difference between these two technologies is the output voltage and frequency.
  • arc discharge technology is used to create very fine holes in the skin to help promote absorption of cosmetics, and ion water emitted into the air can be reduced.
  • An object of the present invention is to provide a skin care device using arc poration and a driving method of the device, which allows the chemical solution to be injected into the skin by adjusting the number of puncture densities and the depth of the puncture.
  • a skin care device using arcporation generates a reference voltage and a high-voltage high-frequency signal equal to or higher than the reference frequency for the electrode unit in which the area of the electrode in contact with the user's skin is adjusted, and the arcporation.
  • An arc discharge unit provided to an electrode unit, and a control unit operating the arc discharge unit when the electrode unit contacts the skin based on a user command.
  • the electrode unit includes an output control unit for adjusting an area of the electrode, and when the output control unit is rotated to one side or the other side by an external pressure, the area of the electrode may be adjusted.
  • the electrode part is formed in the shape of a concentric circle, and is formed in a form surrounding the first electrode with a first electrode disposed at the center of the concentric circle, an insulating part formed on one side of the first electrode, and the insulating part interposed therebetween, , It may include a second electrode whose area is adjusted.
  • the second electrode may be operated in such a way that a part of the second electrode rises and falls when the output controller rotates, so that an area in contact with the skin may be adjusted.
  • the high-voltage high-frequency signal output from the arc discharge unit may use a frequency of a predetermined magnification compared to the arc plasma to perforate only the epidermis of the skin.
  • the driving method of the skin care device using arc poration includes the step of adjusting the area of the electrode in contact with the user's skin by the electrode unit, the arc discharge unit, a reference voltage and a high voltage and high frequency higher than the reference frequency
  • the method may include generating and providing a signal to the electrode unit, and operating the arc discharge unit when the electrode unit contacts the skin based on a user command by a controller.
  • the electrode unit includes an output control unit for adjusting the area of the electrode, and when the output control unit is rotated to one side or the other side by external pressure, the area of the electrode can be adjusted.
  • the electrode unit includes a first electrode formed in a concentric circle shape and positioned at the center and a second electrode in a shape surrounding the first electrode with an insulating film interposed therebetween, wherein the second electrode performs the A portion of the second electrode may be operated in an ascending or descending manner to adjust an area in contact with the skin.
  • the high-voltage high-frequency signal output from the arc discharge unit may use a frequency of a predetermined magnification compared to the arc plasma to perforate only the epidermis of the skin.
  • the present invention unlike other conventional microporation technologies, it is a skin beauty device that uses other arcporation technologies, minimizes the generation of ozone, and promotes absorption of cosmetics by forming fine pores in the skin. It has the advantage of being easy to manage and durability of the device because it is used without applying cosmetics to the skin in advance, and because it is a non-invasive method, the user can use it safely. In other words, since the arcporation technique is used on dry skin before applying cosmetics, the durability of the device can be guaranteed for a long time because there is no case where the cosmetics are smeared on the device or leaked.
  • the embodiment of the present invention is a method of adjusting the output in consideration of user convenience.
  • the contact area of the head part in contact with the face can be adjusted, so that the size and By adjusting the density, absorption of cosmetics can be effectively promoted according to the user's intention.
  • the embodiment of the present invention has the advantage of designing a device using the feature that the density or size of the hole varies according to the contact area of the electrode in contact with the skin by using the arcporation technique.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a skin care device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view illustrating the structure of an electrode unit provided in the head unit of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed structure of the skin care device of FIG. 1;
  • FIG. 5 and 6 are views for comparing and explaining the output of the device of FIG. 1;
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a comparison between a voltage according to an embodiment of the present invention and an existing voltage
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating another detailed structure of the skin care device of FIG. 1, and
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a driving process of the skin care device of FIG. 1 .
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a skin care device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the structure of an electrode unit provided in the head portion of FIG. 1 .
  • the skin care device 100 is a skin care device using arc poration, and (mechanically) includes a body part 110, an electrode part 120, and It includes part or all of the driving unit (not shown).
  • the skin care device 100 is configured by omitting some components such as the electrode unit 120, or some components such as the electrode unit 120 are included in the main body unit 110. ), which can be integrated into other components such as, etc., and will be described as including all in order to help a sufficient understanding of the invention.
  • the body part 110 includes a first cover and a second cover constituting the outer periphery of the skin care device 100, and the head part 111.
  • the first cover is one side cover and may be referred to as an upper cover or a front cover.
  • a power button or the like may be exposed to the outside on the first cover.
  • the second cover may be referred to as the other cover or the rear cover.
  • the second cover is connected to the first cover to make the skin care device 100 a single assembly or a finished product, and is coupled by including a driving unit such as a PCB board between the first cover and the second cover.
  • the head part 111 exposes the electrode part 120 to the outside by fastening (or combining) the electrode part 120 of FIGS. 1 and 2 from the inside, and the user can use the electrode of the electrode part 120 exposed to the outside. come into contact with the skin of
  • the head part 111 according to the embodiment of the present invention includes an output control unit, and the area of the electrode exposed to the outside from the electrode unit 120 can be adjusted by the output control unit. More precisely, the area of the electrode contacting the user's skin can be adjusted.
  • FIG. 1 it is exemplified that it can be manually adjusted by the user, but it is also possible to be fully automatically adjusted, so in the embodiment of the present invention, it will not be particularly limited to any one form.
  • the electrode unit 120 has a concentric structure, for example, and an arcporation action occurs only when both electrodes A and B are in contact with the skin.
  • the area of the electrode of the outer circle may be configured in three stages in the form of decreasing or increasing each time the head is turned (eg, area decreases in a clockwise direction, area increases in a counterclockwise direction, etc.).
  • electrode A in the middle of the concentric circle is fixed, and electrode B is composed of three overlapping ring structures. do.
  • the drive unit includes a control unit of the CPU or MPU, and may further include components thereof when constituting a gear or a motor.
  • a switching unit may be included to turn on/off voltages applied to the electrode B-1, the electrode B-2, and the electrode B-3, respectively.
  • the driving method may also vary.
  • the operation method may be implemented in various ways, such as a method of turning on a switch so that voltage is applied to electrode B-2 and electrode B-3, respectively, the embodiment of the present invention will not be particularly limited to any one form. .
  • the skin care device 100 uses an arc poration technology that creates very fine holes in the skin using an arc discharge technology.
  • the amount of ionized water released into the atmosphere can be reduced, the number of perforation densities and the perforation depth can be adjusted so that the chemical solution can be injected into the skin, and the output can be primarily controlled by the regulator. It adapts to the various curves of the face and allows the contact area of the head of the device to be adjusted so that the size and density of the fine holes created by arcporation can be adjusted.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the detailed structure of the skin care device of FIG. 1
  • FIG. 4 is a rendering and schematic diagram of the device
  • FIG. 6 is a diagram for comparing and explaining the output of the device of FIG.
  • the skin care device 100' includes an electrode (part) 300, an output control unit 310, an arc discharge unit 320, a control unit 330, It includes some or all of the power control/charging unit 340, the external adapter unit 350, the power/level button unit 360, and the LED display unit 370.
  • the external adapter unit 350 are omitted to form the skin care device 100', or some components such as the arc discharge unit 320 are used as a control unit. It means that it can be integrated and configured with other components such as 330, and will be described as including all in order to help a sufficient understanding of the invention.
  • the electrode 300 is a dielectric part in contact with the skin, and is in the form of an injection molding plated with a highly conductive and safe metal (eg, titanium) and is composed of two concentric circles. Of course, it will not be particularly limited to the concentric circle shape.
  • the high-voltage high-frequency signal means a voltage and frequency signal equal to or higher than the reference voltage and reference frequency. According to an embodiment of the present invention, a voltage of 1 kV to 2 kV is generated as a voltage for arc discharge, and a high frequency of 300 to 400 kHz is used.
  • the area of the electrode 300 in contact with the user's skin is controlled by an output control unit (eg, a gear or a switching element, etc.).
  • the density and size of pores are relatively reduced.
  • the output control unit 310 may include a mechanical element capable of adjusting the contact area of the electrode 300 by turning the head of the instrument, but as mentioned above, the electrode ( 300) can be sufficiently adjusted. Therefore, in the embodiment of the present invention, it will not be particularly limited as to what structure it has to adjust the contact area of the electrode 300 .
  • the head of the skin care device 100' that is, the output control unit 310
  • the output control unit 310 can be turned in the form of a dial, and through this, a hole is created in the skin by adjusting the output for each component or formulation of cosmetics. can adjust the size of When the head of the device is turned clockwise, the exposed portion of the contact electrode surface increases, and when turned counterclockwise, the exposed portion of the contact electrode surface decreases.
  • the arc discharge unit 320 generates a high voltage and generates a high voltage of 1 kV to 2 kV or more to an electrode.
  • the arc discharge unit 320 is composed of a transformer, a capacitor, and a TR (Transistor) element to generate a high voltage of 1 kV to 2 kV.
  • TR Transistor
  • the frequency uses a high frequency of 300 ⁇ 400kHz. Since high voltage generation and frequency conversion may be performed in various forms, it will not be particularly limited to any one form.
  • the controller 330 controls the overall operation of the skin care device 100' using arc discharge.
  • the control unit 330 is representative of the user's command, that is, when the power is turned on by pressing the power button, when the skin care device 100' is connected to the user's skin, the control unit 330 is applied to the skin through a dielectric plasma output unit (e.g., electrode). discharge
  • the control unit 330 may adjust the level of output by adjusting the intensity of power according to the user's intention or request, and this may be done by selecting the power/level button unit 360 or the like.
  • the power control/charging unit 340 uses a battery provided through an external adapter 350 and supplies power using a disposable battery or a rechargeable battery.
  • the LED display unit 370 notifies the output state or the charging state.
  • an LED device may be included.
  • the skin care device 100' of FIG. 3 contacts the electrode 300 of FIG. 3 to the user's skin, and of course, the contact area can be adjusted.
  • the skin care device 100' creates fine holes in the skin using arc discharge. Arcporation occurs when skin and electrodes come into contact. Arcporation has three times the frequency and more than twice the burst frequency of arc plasma. There is a difference in efficiency of more than 6 times in skin hole formation. In order to actually operate, ozone is not generated as the voltage is reduced to 100 vpp based on 1/20 (Vpp) while touching the skin.
  • a negative voltage may be applied to electrode A at the center, and a positive voltage may be applied to electrodes B-1 to B-3, and selective control of the positive voltage is performed, in other words, the area is adjusted. By doing so, the number of perforation densities and perforation depth can be controlled. Of course, in this process, the intensity and frequency of the high voltage may be adjusted.
  • FIG. 5 and 6 show output waveforms comparing output states of the skin care device 100' of FIG. 3 .
  • Figure 6 (a) shows the output waveform of the arc plasma and the output waveform of the burst frequency
  • Figure 6 (b) shows the output waveform of the arc poration and the output waveform of the burst frequency according to an embodiment of the present invention show The output of arcporation uses a high frequency band of 300kHz or higher, which is 9 times higher than that of arc plasma, and uses a burst frequency of 20Hz, which is 2 times higher, enabling efficient energy transfer.
  • arc plasma a technology similar to arc poration, uses an ultra-high voltage of 9 to 10 kV or more, whereas arc poration uses a small 1 kV to 2 kV, so there is no concern about ozone generation due to high voltage, and it can be considered safer.
  • the burst frequency means a phenomenon in which many ions are generated at once.
  • a frequency of 40 kHz is used, and in the case of arc poration, a frequency of 300 kHz or more is used.
  • arcporation since both the burst frequency and the carrier frequency use relatively high frequencies, a lot of energy can be transferred. Therefore, high frequencies are advantageous for poration, i.e., perforation.
  • Arcporation uses a lower voltage than arc plasma instead of having a high frequency, so it is safer. Therefore, poration can be safely performed without generating ozone by appropriately adjusting the frequency and voltage and using an appropriate combination capable of perforating only the epidermis of the skin.
  • the embodiment of the present invention satisfies these conditions.
  • ⁇ Table 1> is an experiment performed while changing the frequency band while fixing the burst frequency and voltage
  • ⁇ Table 2> is an experiment performed while changing the burst frequency while fixing the frequency band and voltage.
  • the experiments ⁇ Table 1> and ⁇ Table 2> according to the present invention it can be confirmed that 200 to 500 kHz is suitable for the frequency band and 20 to 40 Hz is suitable for the burst frequency. More specifically, it can be confirmed that the pore density is small when the frequency band is less than 200 kHz, and the number of ions increases when the frequency band is 500 kHz or more.
  • the perforation size decreased when the burst frequency was less than 20 Hz, and the perforation size increased when the burst frequency was greater than 40 Hz, and it was confirmed that the perforation size was likely to leave a scar.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a comparison between a voltage according to an embodiment of the present invention and an existing voltage
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an experimental result of creating microholes.
  • FIG. 8 (b) of FIG. 8 is an evaluation before and after using the device, showing that the pig skin is the target.
  • Micropores in pig skin were photographed using Ti-DH, Nikon, Japan microscopes, and pig skin (area: 4x4cm, thickness: 2.0 ⁇ 3.8mm) was used to test whether micropores were created through the device. As a result of the experiment, it was confirmed that fine holes were created.
  • 9 is a diagram for explaining ozone measurement results.
  • Experimental conditions consisted of a frequency of 200 to 300 kHz, a burst frequency of 20 Hz, and a voltage of 1.5 kV.
  • Table 3> shows the approval review guidelines for plasma generating medical devices used on the skin, based on the 2021 data of the Ministry of Food and Drug Safety.
  • the concentration of ozone after use was measured according to the experimental conditions for each point of use on the face, and the average concentration of the entire area was derived from the corresponding value.
  • the final ozone measurement concentration was 0.002 ppm, which was 4% of the Ministry of Food and Drug Safety standard, and it was confirmed that it was detected in a very weak amount. This corresponds to a lower than normal ozone concentration in the atmosphere.
  • the Ministry of Food and Drug Safety passing standard (and international standard) is 0.05ppm
  • the expected concentration of good (Blue) ozone concentration in the atmosphere corresponds to an ozone concentration of 0 to 0.030ppm.
  • the results of the experiment are shown in ⁇ Table 4>, and the final measured concentration can be calculated as in ⁇ Equation 1>.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating another detailed structure of the skin care device of FIG. 1 .
  • a skin care device 890 includes a part or all of an electrode unit 900, an arc discharge unit 910, a control unit 920, and a storage unit 930. It includes, and may further include a user interface unit and the like.
  • including some or all means that some components such as the storage unit 930 are omitted to configure the skin care device 890, or some components such as the arc discharge unit 910 are included in the control unit 920. It means that it can be integrated and configured with other components such as, and will be described as including all to help a sufficient understanding of the invention.
  • the electrode unit 900 includes a first electrode and a second electrode to which a voltage is applied.
  • the electrode unit 900 can be applied to areas of the skin that are difficult to reach by adjusting the area of the electrodes in contact with the user's skin, such as under the nose or around the eyes.
  • the electrode unit 900 may adjust the contact area of the skin by making the electrode shape in a flat state have a step difference, or it is possible to adjust the area electrically contacting the skin while maintaining the electrode shape in a flat state. For example, as shown in FIG. 2, while maintaining one electrode to which a positive or negative voltage is applied, the contact area of the electrode to which another voltage is applied, that is, the direct contact or electrical contact area is adjusted do.
  • the arc discharge unit 910 generates a high voltage and generates a high voltage of 300V or more to an electrode. It may include a transformer, and is composed of elements such as capacitors and TRs to generate a high voltage of 1 kV to 2 kV, and at this time, a high frequency of 300 to 400 KHz is used.
  • the controller 920 may control the arc discharge unit 910 according to a user command.
  • the control unit 920 is in charge of the overall control operation of the skin care device 890 using arc discharge, and can adjust the size of the output by adjusting the intensity of power according to the user's intention.
  • the intensity of the power source may be the amplitude or frequency of the voltage
  • the size of the hole formed in the skin may be adjusted by adjusting the output for each component or formulation of the cosmetic product.
  • the storage unit 930 may store various types of information or data processed under the control of the control unit 920 .
  • the storage unit 930 is configured in the form of an EEPROM and can store and update a program according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 920 may use data values for output of ingredients or formulations of cosmetics in the form of a look-up table (LUT).
  • LUT look-up table
  • the electrode unit 900, the arc discharge unit 910, the control unit 920, and the storage unit 930 of FIG. 10 can perform various operations, and other details have been sufficiently described above. want to replace them with
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a driving process of the skin care device of FIG. 1 .
  • the skin care device 100 adjusts the area of the electrodes contacting the user's skin (S1000).
  • the control of the area of the electrode may mean an area actually in contact with the skin, but may also include areas having different electrically operated areas even when actually in contact with the skin.
  • the arc discharge unit generates a high-voltage and high-frequency signal equal to or higher than the reference voltage and frequency for arc discharge, and provides the generated high-voltage signal to the electrode unit (S1010).
  • the output of the high voltage radio frequency signal can be controlled for each component or formulation of cosmetics, and the adjusted voltage can control the size of a hole formed in the skin.
  • the skin care device 100 operates the arc discharge unit when the electrode unit contacts the skin based on the user's command (S1020). For example, when power is applied according to a user command and the skin care device 100 is turned on, arc discharge may be performed when it is determined that the electrode part is in contact with the user's skin. To this end, a sensor may be further included in the electrode unit or the skin resistance may be first measured through the electrode unit, and the arc discharge operation may be performed based on this.
  • the skin care device 100 can perform various operations, and since other details have been sufficiently described above, they will be replaced with those contents.
  • the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the object of the present invention, all of the components may be selectively combined with one or more to operate.
  • all of the components may be implemented as a single independent piece of hardware, some or all of the components are selectively combined to perform some or all of the combined functions in one or a plurality of pieces of hardware. It may be implemented as a computer program having. Codes and code segments constituting the computer program can be easily inferred by a person skilled in the art. Such a computer program may implement an embodiment of the present invention by being stored in a computer-readable non-transitory computer readable media, read and executed by a computer.
  • the non-transitory readable recording medium means a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device, not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, or memory.
  • the above-described programs may be provided by being stored in a non-transitory readable recording medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, or ROM.
  • body part 111 head part
  • LED display unit 930 storage unit

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Abstract

본 발명은 아크포레이션을 이용한 피부관리기기 및 그 기기의 구동방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 아크포레이션을 이용한 피부관리기기는, 사용자의 피부에 접촉하는 전극의 면적이 조절되는 전극부, 아크포레이션을 위해 기준 전압 및 기준 주파수 이상의 고전압 고주파 신호를 발생시켜 전극부에 제공하는 아크 방전부, 및 사용자의 사용자 명령을 근거로 전극부가 피부에 접촉할 때 아크 방전부를 동작시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

아크포레이션을 이용한 피부관리기기 및 그 기기의 구동방법
본 발명은 아크포레이션을 이용한 피부관리기기 및 그 기기의 구동방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 화장품의 흡수 촉진을 돕기 위해 아크 방전 기술을 이용해 피부에 매우 미세한 구멍을 생성하고, 대기중에 방출되는 이온수는 감소시킬 수 있으되, 사용자의 피부에 접촉하는 전극 면적의 조절에 의해 천공밀도 수 및 천공 깊이를 조절하여 약액이 피부에 투입될 수 있도록 하는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기 및 그 기기의 구동방법에 관한 것이다.
아름다움에 대한 관심이 많아지고 피부관리에 대한 수요가 급증하면서 피부미용 의료기기 시장의 규모가 커지고 있다. 현재 다양한 종류의 피부관리기기가 시장에 출시되고 있으며 화장품의 흡수촉진을 돕거나 노화방지 및 피부결 개선을 위한 제품이 주를 이루고 있다. 하지만 화장품의 유효성분들은 피부 장벽 역할을 하는 각질층으로 인해 피부 깊숙이 침투하지 못한다. 이로 인해 스킨케어를 위한 주요한 성분들이 흡수되지 못해 피부에 그 효과를 온전히 발휘하지 못하고 있다.
마이크로포레이션(Microporation) 기술은 약물전달을 위해 개발된 기술로 어떠한 방법으로든 세포나 피부에 매우 미세한 구멍을 생성하여 외부의 약물을 내부로 전달하는 방법을 말한다. 예를 들어 마이크로 니들(Micro needle)을 이용한 침습적 방법, 이온전류영동법(갈바닉), 초음파, 그리고 전기천공법 등의 기술들이 사용되고 있다. 방전이란 대전체가 전하를 잃는 과정으로 대전체에서 전기가 방출되는 현상을 말한다. 겨울철 쉽게 겪을 수 있는 정전기 현상이 대표적인 예로 이는 공기중으로의 기체방전이다. 그리고 아크(Arc) 방전은 이러한 기체방전이 절정에 달하여 공중에 방전하면 전극에 전위차가 발생하여 전극 사이의 기체에 지속적으로 발생하는 절연 파괴가 일어나는 현상을 말한다. 이러한 고전압 방전을 기반으로 한 아크 유도를 발생시키고 적절한 유전체에 통과시켜 피부에 접촉하면 마이크로포레이션기법에 적용할 수 있다. 이때, 아크방전을 이용한 마이크로포레이션기법을 아크포레이션(Arc-poration)이라 한다.
아크포레이션 기술과 비슷한 기술로는 아크 플라즈마 기술이 있다. 이는 3kV이상의 고전압과 40kHz 대역의 주파수를 사용한다. 또한 플라즈마 기술은 오존을 발생시키는 부작용이 존재한다. 하지만 아크포레이션 기법은 1kV ~ 2kV 범위의 전압을 사용해서 보다 안전하며, 300kHz 이상의 고주파를 사용하여 보다 많은 에너지의 전달이 가능하다는 장점이 있다. 즉, 이 두 기술의 가장 큰 차이점은 출력전압과 주파수이다.
일반적으로는 화장품의 성분의 흡수를 촉진시키는 미용기기를 사용하기 위해 화장품을 먼저 피부에 도포한 후 그 곳에 기기를 문질러 사용하기 때문에 미용기기에 화장품성분이 그대로 묻어 있어 관리가 어렵고 내구성(예: 부식이나 누수에 의한)에 문제가 있는 경우가 많다. 또한 마이크로 니들 방식 또한 침습적인 방법이기 때문에 사용자에게 거부감을 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는 가령 화장품의 흡수 촉진을 돕기 위해 아크 방전 기술을 이용해 피부에 매우 미세한 구멍을 생성하고, 대기중에 방출되는 이온수는 감소시킬 수 있으되, 사용자의 피부에 접촉하는 전극 면적의 조절에 의해 천공밀도 수 및 천공 깊이를 조절하여 약액이 피부에 투입될 수 있도록 하는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기 및 그 기기의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 아크포레이션을 이용한 피부관리기기는, 사용자의 피부에 접촉하는 전극의 면적이 조절되는 전극부, 아크포레이션을 위해 기준 전압 및 기준 주파수 이상의 고전압 고주파 신호를 발생시켜 상기 전극부에 제공하는 아크 방전부, 및 상기 사용자의 사용자 명령을 근거로 상기 전극부가 상기 피부에 접촉할 때 상기 아크 방전부를 동작시키는 제어부를 포함한다.
상기 전극부는 상기 전극의 면적을 조절하는 출력 조절부를 포함하며, 외부 압력에 의해 상기 출력 조절부가 일측 또는 타측으로 회전될 때 상기 전극의 면적이 조절될 수 있다.
상기 전극부는 동심원 형태로 형성되며, 상기 동심원의 정중앙에 배치되는 제1 전극, 상기 제1 전극의 일측에 형성되는 절연부, 및 상기 절연부를 사이에 두고 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태로 형성되며, 상기 전극의 면적이 조절되는 제2 전극을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 출력 조절부가 회전될 때 상기 제2 전극의 일부가 상승 및 하강하는 형태로 동작하여 상기 피부에 접촉하는 면적이 조절될 수 있다.
상기 아크 방전부에서 출력되는 상기 고전압의 고주파 신호는 상기 피부의 표피만 천공하도록 아크 플라즈마 대비 지정 배율의 주파수를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 아크포레이션을 이용한 피부관리기기의 구동방법은 전극부가, 사용자의 피부에 접촉하는 전극의 면적을 조절하는 단계, 아크 방전부가, 기준 전압 및 기준 주파수 이상의 고전압 고주파 신호를 발생시켜 상기 전극부에 제공하는 단계, 및 제어부가 상기 사용자의 사용자 명령을 근거로 상기 전극부가 상기 피부에 접촉할 때 상기 아크 방전부를 가동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전극부는 상기 전극의 면적을 조절하는 출력 조절부를 포함하며, 외부 압력에 의해 상기 출력 조절부가 일측 또는 타측으로 회전될 때 상기 전극의 면적을 조절할 수 있다.
상기 전극부는 동심원 형태로 형성되어 정중앙에 위치하는 제1 전극 및 절연막을 사이에 두고 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태의 제2 전극을 포함하며, 상기 제2 전극은 상기 출력 조절부가 회전될 때 상기 제2 전극의 일부가 상승 및 하강하는 형태로 동작하여 상기 피부에 접촉하는 면적이 조절될 수 있다.
상기 아크 방전부에서 출력되는 상기 고전압의 고주파 신호는 상기 피부의 표피만 천공하도록 아크 플라즈마 대비 지정 배율의 주파수를 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 마이크로포레이션의 다른 기술들과 달리 다른 아크포레이션 기술을 이용하고 오존의 발생을 최소화하고 피부에 미세한 구멍을 형성하여 화장품의 흡수를 촉진시키는 피부 미용기기로 화장품을 미리 피부에 도포하지 않고 사용하여 기기의 내구성과 관리가 쉬워지는 장점이 있으며, 비침습적인 방법이기 때문에 사용자가 안전하게 사용할 수 있다. 다시 말해, 아크포레이션 기법은 화장품을 도포하기 전 마른 피부에 사용하기 때문에 화장품이 기기에 묻거나 누수될 경우가 없어 기기의 내구성을 오래 보장할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예는 사용자 편의성을 고려하여 출력을 조절하는 방법으로 전압을 조절하는 방법 외에 얼굴에 접촉되는 헤드 부분에 접촉 면적을 조절할 수 있어 각 얼굴 부위별 피부에 생성되는 미세구멍의 크기나 밀도를 조절할 수 있도록 하여 사용자의 의도에 따라 효과적으로 화장품의 흡수를 촉진시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예는 아크포레이션 기법을 사용함으로써 피부와 닿는 전극의 접촉면적에 따라 구멍의 밀도나 크기가 달라지는 특징을 이용하여 기기를 설계할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피부관리기기를 예시한 도면,
도 2는 도 1의 헤드부에 구비되는 전극부의 구조를 예시한 도면,
도 3은 도 1의 피부관리기기의 세부구조를 예시한 블록다이어그램,
도 4는 기기 렌더링 및 모식도,
도 5 및 도6은 도 1의 기기의 출력을 비교 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예 따른 전압과 기존 전압을 비교하여 설명하기 위한 도면
도 8은 미세 구멍 생성의 실험 결과를 설명하기 위한 도면,
도 9는 오존 측정 결과를 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 1의 피부관리기기의 다른 세부구조를 예시한 블록다이어그램, 그리고
도 11은 도 1의 피부관리기기의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피부관리기기를 예시한 도면이며, 도 2는 도 1의 헤드부에 구비되는 전극부의 구조를 예시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 피부관리기기(100)는 아크포레이션을 이용하는 피부관리기기로서, (기구적으로는) 본체부(110), 전극부(120) 및 구동부(미표기)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 전극부(120)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 피부관리기기(100)가 구성되거나, 전극부(120)와 같은 일부 구성요소가 본체부(110)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
본체부(110)는 피부관리기기(100)의 외연을 구성하는 제1 커버와 제2 커버, 그리고 헤드부(111)를 포함한다. 제1 커버는 일측 커버로 상측 커버 또는 전면 커버 등으로 명명될 수 있다. 제1 커버상에는 전원버튼 등이 외부로 노출될 수 있다. 또한, 제2 커버는 타측 커버 또는 후면 커버라 명명될 수 있다. 제2 커버는 제1 커버에 연결되어 피부관리기기(100)가 하나의 결합체 혹은 완성품이 되도록 하며, 제1 커버와 제2 커버의 사이에 PCB 기판 등의 구동부를 포함하여 결합된다.
헤드부(111)는 도 1 및 도 2의 전극부(120)를 내부에서 체결(또는 결합)하여 외부로 전극부(120)를 노출시키며, 외부로 노출되는 전극부(120)의 전극을 사용자의 피부에 접촉시킨다. 본 발명의 실시예에 따른 헤드부(111)는 출력조절부를 포함하며, 출력조절부에 의해 전극부(120)에서 외부로 노출되는 전극의 면적이 조절될 수 있다. 더 정확하게는 사용자의 피부에 접촉하는 전극의 면적이 조절될 수 있다. 물론 도 1에서는 사용자에 의해 수동으로 조절될 수 있는 것을 예시하였지만, 전자동으로 조절되는 것도 얼마든지 가능하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
전극부(120)는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 전극은 가령 동심원 구조이며 전극 A와 전극 B가 모두 피부에 접촉해야 아크포레이션 작용이 일어난다. 외곽원의 전극의 면적은 헤드 부분을 돌릴 때마다 줄어들거나 늘어나는 형태(예: 시계방향은 면적 감소, 반시계방향은 면적증가 등)의 3 단계로 구성될 수 있다.
물론 2단계 이상이면 충분하다. 동심원 가운데 전극 A의 면적은 고정되어 있으며, 전극 B는 3개의 고리형 구조가 겹쳐진 형태로 구성되어 있어 조작할 때마다 전극 B-3, B-2, B-11이 움직여 전극 B의 면적이 조절된다. 헤드부분의 내부에는 기어구조가 있어 헤드부분 외곽에 위치한 고리형 조작부를 돌릴 때 기어가 맞물려 전극 B-1, B-2, B-3이 순서대로 올라갔다 내려갔다 하는 구조를 취할 수 있다.
물론 이외에도 다양한 구조가 가능할 수 있다. 예를 들어, 기어를 사용하여 전극의 일부를 상승 또는 하강시키는 구조가 아니라, 도 2에서 3단계와 같은 구조의 전극을 그대로 유지한 상태에서 2단계나 1단계의 영역에서만 아크포레이션 동작이 가능하도록 인가되는 전압을 온/오프시키는 것이다. 이의 경우, 구동부를 구성하는 CPU나 MPU 등의 제어부에서 각각의 전극 부위에 연결되는 스위칭소자를 제어하는 것만으로 얼마든지 동일한 효과를 구현해 낼 수 있다. 다만, 코 밑등과 같이 협소한 공간에 사용하기 위하여 전극을 위아래로 상승 또는 하강시키는 구조가 바람직할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동부는 CPU나 MPU의 제어부를 포함하며, 기어나 모터를 구성하는 경우에는 이의 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또는 전극 B-1, 전극 B-2 및 전극 B-3에 각각 인가되는 전압을 온/오프시키는 스위칭부를 포함할 수 있다. 물론 구동 방법도 다양할 수 있다. 전극 B-1, 전극 B-2 및 전극 B-3에 각각 전압을 모두 인가하는 상태에서 전극 B-2 및 전극 B-3에 인가되는 전압을 오프시키는 방식, 또 전극 B-1만 전압이 인가되도록 하고, 전극 B-2 및 전극 B-3에 각각 전압이 인가되도록 스위치를 온시키는 방식 등 동작 방식은 다양하게 구현될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
정리해 보면, 본 발명의 실시예에 따른 피부관리기기(100)는 아크 방전 기술을 이용해 피부에 매우 미세한 구멍을 생성하는 아크포레이션 기술을 사용한다. 본 발명의 실시예를 통해 대기중에 방출되는 이온수는 감소시킬 수 있으며, 천공밀도 수 및 천공 깊이를 조절하여 약액이 피부에 투입될 수 있도록 하고, 또한 출력을 1차적으로 조절기에서 조절할 수 있을 뿐만 아니라 얼굴의 다양한 굴곡형태에 맞추며 기기의 헤드부분의 접촉 면적을 조절 가능하게 하여 아크포레이션으로 생성되는 미세한 구멍의 크기와 밀도를 조절할 수 있다.
도 3은 도 1의 피부관리기기의 세부구조를 예시한 블록다이어그램, 도 4는 기기 렌더링 및 모식도, 그리고 도 6은 도 1의 기기의 출력을 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 피부관리기기(100')는 전극(부)(300), 출력 조절부(310), 아크 방전부(320), 제어부(330), 전원제어/충전부(340), 외부 어댑터부(350), 전원/레벨 버튼부(360) 및 LED 표시부(370)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 외부 어댑터부(350)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 피부관리기기(100')가 구성되거나, 아크 방전부(320)와 같은 일부 구성요소가 제어부(330)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
전극(300)은 유전체로서 피부와 맞닿는 부분으로 전도성이 높고 안전한 금속(예: 티타늄)으로 도금된 사출물 형태이며 두개의 동심원 형태로 구성된다. 물론 동심원 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 이 유전체를 통해 아크 방전부(320)에서 발생한 고전압 고주파 신호를 피부에 전달 가능하다. 여기서, 고전압 고주파 신호는 기준전압 및 기준주파수 이상의 전압 및 주파수 신호를 의미한다. 본 발명의 실시예에 따라 아크 방전을 위한 전압은 1kV ~ 2kV의 전압을 생성하며, 주파수는 300 ~ 400㎑의 고주파를 사용한다.
전극(300)은 출력 조절부(예: 기어나 스위칭소자 등)에 의해 사용자의 피부와 접촉하는 면적이 조절되며, 전극의 면적이 좁을수록 구멍의 밀도와 크기가 증가하고, 전극의 면적이 넓을수록 구멍의 밀도와 크기가 상대적으로 감소한다. 전극(300)의 면적(예: 헤드의 면적)을 조절하여 피부관리기기(100')가 닿기 어려운 피부의 부위(예: 코 밑등, 눈가 등)에 적용이 가능하다.
출력 조절부(310)는 기구물의 헤드부분을 돌려 전극(300)의 접촉면적을 조절할 수 있는 기구적 요소를 포함할 수 있지만, 앞서 언급한 대로 전자적으로 스위칭소자를 구성하여 이의 제어를 통해 전극(300)의 접촉면적을 충분히 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 전극(300)의 접촉 면적을 조절하기 위하여 어떠한 구조를 갖는지에 대하여 특별히 한정하지는 않을 것이다.
예를 들어, 기구물적으로 피부관리기기(100')의 헤드부분은 즉 출력 조절부(310)는 다이얼 형태로 돌릴 수 있으며, 이를 통해 화장품의 성분이나 제형별로 출력을 조절하여 피부에 생성되는 구멍의 크기를 조절할 수 있다. 기기의 헤드부분을 시계방향으로 돌리면, 접촉 전극면의 노출 부분이 많아지고 반시계방향으로 돌리면 접촉 전극면의 노출 부분이 줄어들도록 기구적으로 설계된다.
아크 방전부(320)는 고전압을 생성하고 전극으로 1kV ~ 2kV 이상의 고전압을 발생한다. 가령 아크 방전부(320)는 1kV ~ 2kV의 고전압을 생성하기 위해 변압기(Transformer), 커패시터 및 TR(Transistor) 소자들로 구성된다. 혹은 외부에서 고전압을 전달받아 발생 가능하다. 주파수는 300 ~ 400kHz의 고주파를 사용한다. 고전압 생성과 주파수 변환은 다양한 형태로 이루어질 수 있으므로, 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
제어부(330)는 아크방전을 이용한 피부관리기기(100')의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(330)는 대표적으로 사용자의 명령이 있을 때 즉 전원버튼을 눌러 전원이 켜지면 피부관리기기(100')가 사용자 피부에 접속될 때 유전체인 플라즈마 출력부(예: 전극)를 통해 피부에 방전시킨다. 또한, 제어부(330)는 사용자의 의도 또는 요청에 따라 전원의 세기를 조절하여 출력의 크기를 조절할 수 있으며, 이는 전원/레벨 버튼부(360) 등의 선택에 의해 이루어질 수 있다.
전원 제어/충전부(340)는 외부 어댑터(350)를 통해 제공되는 배터리를 사용하며 1회용 배터리나 충전용 배터리를 사용하여 전원공급이 이루어지도록 한다.
나아가, LED 표시부(370)는 출력 상태를 알려주거나 충전 상태를 알린다. 이를 위하여 LED 소자를 포함할 수 있다.
상기의 구성 결과, 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 피부관리기기(100')는 사용자의 피부에 도 3의 전극(300)을 접촉시키게 되며, 물론 접촉되는 면적은 조절될 수 있다. 피부관리기기(100')는 도 4에서와 같이 아크 방전을 이용해 피부에 미세한 구멍을 생성한다. 아크포레이션은 피부와 전극이 접촉할 때 발생한다. 아크포레이션은 아크 플라즈마에 비해 주파수가 3배, 버스트 주파수가 2배 이상 크다. 피부 홀 형성에 6배 이상의 효율 차이가 있다. 실제로 동작하기 위해 피부에 닿으면서 전압이 1/20(Vpp) 기준 100vpp로 줄어들면서 오존이 발생하지 않는다. 도 2에서 볼 때, 정중앙의 전극 A에는 음전압이 인가될 수 있고, 전극 B-1 내지 B-3에는 양전압이 인가될 수 있으며, 양전압의 선택적인 제어가 이루어짐으로써 다시 말해 면적을 조절함으로써 천공 밀도 수 및 천공 깊이를 조절할 수 있다. 물론 이의 과정에서 고전압의 세기 및 주파수가 조절될 수 있다.
도 5 및 도 6은 도 3의 피부관리기기(100')의 출력 상태를 비교한 출력 파형의 모습을 보여준다. 도 6의 (a)는 아크 플라즈마의 출력 파형 및 버스트 주파우의 출력 파형이며, 도 6의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 아크포레이션의 출력 파형 및 버스트 주파수의 출력 파형의 모습을 보여준다. 아크포레이션의 출력은 아크플라즈마에 비해 주파수가 9배인 300kHz 이상 대역의 고주파를 사용하며, 버스트 주파수는 2배인 20Hz 사용하여 효율적인 에너지 전달이 가능하다. 반면, 아크 포레이션과 비슷한 기술인 아크 플라즈마의 경우 9 ~ 10kV이상의 초고전압을 사용하는데 이에 비해 아크 포레이션은 작은 1kV ~ 2kV를 사용하므로 고전압으로 인한 오존 발생 염려가 없고 더욱 안전하다고 볼 수 있다. 여기서, 버스트 주파수는 한꺼번에 많은 이온이 발생하는 현상을 의미한다.
좀더 살펴보면, 아크 플라즈마의 경우 40kHz의 주파수를 사용하고 아크 포레이션의 경우 300kHz 이상의 주파수를 사용한다. 아크포레이션의 경우, 버스트 주파수와 캐리어 주파수 모두 상대적으로 높은 주파수를 사용하므로 많은 에너지를 전달할 수 있다. 따라서 포레이션 즉 천공 작용을 위해서 높은 주파수가 유리하다. 아크포레이션은 높은 주파수를 가지는 대신 아크플라즈마에 비해 저전압을 사용하여 보다 안전하다. 따라서 주파수와 전압을 적절히 조절하여 피부의 표피(Epidermis)만 천공할 수 있는 적절한 조합에 의해 오존을 발생시키지 않으면서 안전하게 포레이션을 진행할 수 있다. 또한, 전극이 얼굴에 접촉하였을 때만 전압이 생성되어 작용하기 때문에 지속적으로 플라즈마를 발생하는 기기들에 비해 오존 생성량이 전무하다. 일반적으로 플라즈마 기술은 피부 미용기술뿐만 아니라 일반적으로 오존을 발생시켜 살균을 위해 사용되는 목적으로 인체에 직접적으로 작용하는 것이 아니어서 초고전압을 사용하는데 문제가 없지만 피부에 직접 사용하기에는 오존에 대한 위험과 안정성 때문에 적절한 대체기술이 필요하다. 따라서 본 발명의 실시예는 이러한 조건을 만족한다고 볼 수 있다.
계속해서 본 발명의 실시예에 따른 실험표를 비교하여 좀더 살펴보고자 한다.
<표 1>은 버스트 주파수와 전압을 고정하고 주파수 대역을 변경하면서 진행한 실험한 표이며, <표 2>는 주파수 대역과 전압을 고정하고 버스트 주파수를 변경하면서 진행한 실험한 표이다. 본 발명에 따른 실험 <표 1> 및 <표 2>에 따르면 주파수 대역은200 ~ 500㎑가 적당하고, 버스트 주파수는 20 ~ 40㎐가 적당한 것을 확인할 수 있다. 보다 상세하게는 주파수 대역이 200㎑ 미만이면 천공밀도가 작고, 500㎑ 이상이면 이온이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 버스트 주파수는 20㎐ 미만이면 천공크기가 작아지고, 40㎐ 이상이면 천공크기가 커져서 상처가 남을 가능성이 있는 크기로 확인 되었다.
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도 7은 본 발명의 실시예 따른 전압과 기존 전압을 비교하여 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 미세 구멍 생성의 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서 볼 때, 도 7의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 1.5kV의 전압과 주파수 대역 350kHz으로 설정하여 실험을 진행하였고, 도 6의 (b)는 기존의 10kV의 초고전압으로 주파수 대역 350kHz 대역으로 실험을 진행하였다.
실험사진 도 7 (a)의 천공 크기는 도 7 (b)에 비해 작았으나 많은 수(천공밀도)의 천공이 생성됨을 확인할 수 있었다. 화장품의 유효성분(예: 고분자물질)이 침투하기 위한 천공 크기 및 천공밀도가 상관 관계가 중요한 것으로 알려져 있는데 틱히 일정 피부 면적에 하나의 큰 천공보다는 작은 천공이 복수개가 있는 것이 유효성분이 침투하는데 유리한 것으로 알려져 있다. 즉 천공의 크기가 너무 크면 그 만큼 사용자로 하여금 통증이 유발되는 부작용이 있고 상처로 남을 가능성이 있기 때문에 적절한 천공의 크기와 천공 밀도를 찾는 것이 필요(예: 20um 정도)하다. 따라서 본 발명과 같이 300 ~ 500kHz의 주파수와 오존이 발생하지 않을 1kV ~ 2kV의 출력파형을 이용하는 것이 사용자에게 안전하면서도 유효성분이 피부에 적절하게 침투할 수 있는 천공 밀도 및 천공 크기가 형성되는 것으로 확인된다.
또한, 도 8에서 볼 때, 도 8의 (b)는 기기사용 전후 평가로서, 돼지 피부를 대상으로 하는 것을 보여주고 있다. Ti-DH, Nikon, Japan 현미경을 이용하여 생성된 돼지 피부의 미세 구멍을 촬영하였으며, 돼지 피부(면적: 4x4cm, 두께: 2.0 ~ 3.8mm )를 이용하여 기기를 통해 미세한 구멍이 생성되는지 실험을 하였고, 실험결과 미세한 구멍이 생성되는 것을 확인할 수 있었다.
도 9는 오존 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
실험 조건은 주파수가 200 ~ 300kHz이며 버스트 주파수는 20Hz, 전압은 1.5kV로 이루어졌다. <표 3>은 피부에 사용하는 플라즈마 발생 의료기기에 대한 허가심사 가이드라인을 보여주면, 식약처 2021년 자료에 근거한다.
Figure PCTKR2022009868-appb-img-000003
도 9에서 볼 때, 얼굴의 각 사용지점별로 실험조건에 의거하여 사용후 오존 농도를 측정하고 해당 값으로 전체부위의 평균 농도를 도출하였다. 최종 오존 측정 농도는 0.002ppm으로 식약처 기준의 4% 수준으로 매우 미약한 양으로 검출되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 대기중 일반적인 오존농도보다 낮은 수준에 해당한다. 참고로, 식약처 통과 기준(및 국제 기준치)는 0.05ppm이며, 대기중 오존 농도의 좋음(Blue)의 예측농도는 오존농도가 0 ~ 0.030ppm에 해당한다. 실험에 의한 결과는 <표 4>와 같으며, 최종 측정 농도는 <수학식 1>과 같이 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2022009868-appb-img-000004
Figure PCTKR2022009868-appb-img-000005
도 10은 도 1의 피부관리기기의 다른 세부구조를 예시한 블록다이어그램이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 피부관리기기(890)는 전극부(900), 아크 방전부(910), 제어부(920) 및 저장부(930)의 일부 또는 전부를 포함하며, 사용자 인터페이스부 등을 더 포함할 수 있다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함"한다는 것은 저장부(930)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 피부관리기기(890)가 구성되거나, 아크 방전부(910)와 같은 일부 구성요소가 제어부(920)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
전극부(900)는 전압을 인가받는 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 전극부(900)는 사용자의 피부와 맞닿는 전극의 면적이 조절되어 기기가 닿기 어려운 피부의 부위, 가령 코 밑이나 눈가 등에 적용이 가능하다. 전극부(900)는 평평한 상태의 전극 모양을 단차를 갖도록 하여 피부의 접촉 면적을 조절하거나, 또는 평평한 상태의 전극 모양을 그대로 유지하면서 피부와 전기적으로 접촉하는 면적을 조절하는 것도 가능하다. 가령, 도 2에서 볼 때, 가령 양전압 또는 음전압이 인가하는 하나의 전극을 그대로 유지한 채, 다른 전압이 인가되는 전극의 접촉 면적을, 다시 말해 직접 접촉 또는 전기적으로 접촉하는 면적을 조절하게 된다.
아크 방전부(910)는 고전압을 생성하고, 전극으로 300V 이상의 고전압을 발생시킨다. 변압기를 포함할 수 있으며, 커패시터, TR 등의 소자로 구성되어 1kV ~ 2kV의 고전압을 생성하며, 이때의 주파수는 300 ~ 400KHz의 고주파를 사용한다.
제어부(920)는 사용자 명령에 따라 아크 방전부(910)를 제어할 수 있다. 제어부(920)는 아크방전을 이용한 피부관리기기(890)의 전반적인 제어 동작을 담당하며, 사용자의 의도에 따라 전원의 세기를 조절하여 출력의 크기를 조절할 수 있다. 여기서, 전원의 세기는 전압의 진폭 또는 주파수가 될 수 있으며, 화장품의 성분이나 제형별로 출력을 조절하여 피부에 생성되는 구멍의 크기를 조절할 수 있다.
저장부(930)는 제어부(920)의 제어하에 처리되는 다양한 유형의 정보나 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(930)는 이이피롬(EEPROM)의 형태로 구성되어 본 발명의 실시예에 따른 프로그램을 저장한 후 갱신하는 등의 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어 화장품의 성분이나 제형별 출력에 대한 데이터값이 룩업테이블(LUT) 형태로 저장하여 제어부(920)는 이를 이용할 수 있다.
상기한 내용 이외에도 도 10의 전극부(900), 아크 방전부(910), 제어부(920) 및 저장부(930)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로, 그 내용들로 대신하고자 한다.
도 11은 도 1의 피부관리기기의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.
설명의 편의상 도 11을 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 피부관리기기(100)는 전극부가 사용자의 피부에 접촉하는 전극의 면적을 조절한다(S1000). 여기서, 전극의 면적 조절은 피부에 실제로 접촉하는 면적을 의미할 수 있지만, 실제로 피부에 접촉해도 전기적으로 동작하는 면적이 다른 것도 포함할 수 있다.
또한, 피부관리기기(100)는 아크방전부가 아크 방전을 위해 기준 전압 및 기준 주파수 이상의 고전압 고주파신호를 발생시켜 전극부에 제공한다(S1010). 여기서, 고전압 고주파신호는 화장품의 성분이나 제형별로 출력이 조절될 수 있으며, 조절된 전압은 피부에 생성되는 구멍의 크기를 조절할 수 있다.
나아가 피부관리기기(100)는 사용자의 사용자 명령을 근거로 전극부가 피부에 접촉할 때 아크 방전부를 동작시킨다(S1020). 예를 들어, 사용자 명령에 따라 전원이 인가되어 피부관리기기(100)가 턴온되었을 때, 전극부가 사용자의 피부에 접촉하는 것으로 판단되면 아크방전이 이루어질 수 있다. 이를 위하여 전극부에 센서를 더 포함하거나 전극부를 통해 피부 저항을 먼저 측정해 이를 근거로 아크 방전 동작이 이루어질 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방식에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
상기한 내용 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 피부관리기기(100)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
한편, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
** 부호의 설명
110: 본체부 111: 헤드부
120, 300, 900: 전극(부) 310: 출력 조절부
320, 910: 아크 방전부 330, 920: 제어부
370: LED 표시부 930: 저장부

Claims (9)

  1. 사용자의 피부에 접촉하는 전극의 면적이 조절되는 전극부;
    아크포레이션(Arc-poration)을 위해 기준 전압 및 기준 주파수 이상의 고전압 고주파 신호를 발생시켜 상기 전극부에 제공하는 아크 방전부; 및
    상기 사용자의 사용자 명령을 근거로 상기 전극부가 상기 피부에 접촉할 때 상기 아크 방전부를 동작시키는 제어부;를
    포함하는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극부는 상기 전극의 면적을 조절하는 출력 조절부를 포함하며,
    외부 압력에 의해 상기 출력 조절부가 일측 또는 타측으로 회전될 때 상기 전극의 면적이 조절되는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극부는 동심원 형태로 형성되며,
    상기 동심원의 정중앙에 배치되는 제1 전극;
    상기 제1 전극의 일측에 형성되는 절연부; 및
    상기 절연부를 사이에 두고 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태로 형성되며, 상기 전극의 면적이 조절되는 제2 전극;을
    포함하는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 출력 조절부가 회전될 때 상기 제2 전극의 일부가 상승 및 하강하는 형태로 동작하여 상기 피부에 접촉하는 면적이 조절되는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아크 방전부에서 출력되는 상기 고전압의 고주파 신호는 상기 피부의 표피만 천공하도록 아크 플라즈마 대비 지정 배율의 주파수를 사용하는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기.
  6. 전극부가, 사용자의 피부에 접촉하는 전극의 면적을 조절하는 단계;
    아크 방전부가, 기준 전압 및 기준 주파수 이상의 고전압 고주파 신호를 발생시켜 상기 전극부에 제공하는 단계; 및
    제어부가, 상기 사용자의 사용자 명령을 근거로 상기 전극부가 상기 피부에 접촉할 때 상기 아크 방전부를 가동시키는 단계;를
    포함하는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기의 구동방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전극부는 상기 전극의 면적을 조절하는 출력 조절부를 포함하며,
    외부 압력에 의해 상기 출력 조절부가 일측 또는 타측으로 회전될 때 상기 전극의 면적을 조절하는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기의 구동방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전극부는 동심원 형태로 형성되어 정중앙에 위치하는 제1 전극 및 절연막을 사이에 두고 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태의 제2 전극을 포함하며,
    상기 제2 전극은 상기 출력 조절부가 회전될 때 상기 제2 전극의 일부가 상승 및 하강하는 형태로 동작하여 상기 피부에 접촉하는 면적이 조절되는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기의 구동방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 아크 방전부에서 출력되는 상기 고전압의 고주파 신호는 상기 피부의 표피만 천공하도록 아크 플라즈마 대비 지정 배율의 주파수를 사용하는 아크포레이션을 이용한 피부관리기기의 구동방법.
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