KR102355303B1

KR102355303B1 - 안면 피부 관리를 위한 집속 초음파 조사장치

Info

Publication number: KR102355303B1
Application number: KR1020190151882A
Authority: KR
Inventors: 박성빈; 박대홍
Original assignee: 박성빈
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2039-11-25
Also published as: KR102355303B9; KR20210063582A

Abstract

피부 관리를 위한 집속 초음파 조사 장치가 개시된다. 이는 카트리지 공간을 제공하는 본체과, 본체의 카트리지 공간에 착탈가능하게 결합되어 피부 접촉이 가능하게 노출되는 카트리지부를 포함한다. 카트리지부는 집속 초음파 소자모듈과 집속 초음파 소자모듈이 고정되는 고정대를 포함하고, 집속 초음파 소자모듈과 소자모듈 고정대는 나사결합 방식으로 결합되어 집속 초음파 소자모듈이 소자모듈 고정대로부터의 거리를 조절가능하다.

Description

안면 피부 관리를 위한 집속 초음파 조사장치{FOCUSED ULTRASONIC SYSTEM FOR FACE SKINCARE}

본 발명은 안면 피부 관리를 수행하는 장치 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안면의 굴곡진 면의 피부관리에 적합한 집속 초음파를 조사장치에 관한 것이다.

집속 초음파를 이용한 피부 관리는 피부 조직의 표면으로부터 일정 깊이에 초점을 설정하고, 초점에 에너지를 집속시키는 동작을 수행하는 것이다. 이를 통해 열 응고 등의 열적 병변을 발생시키고, 피부관리 대상자의 표피층을 손상시키지 않으면서 진피층내로 에너지를 전달한다. 전달된 에너지를 통해 미세한 열 응고 부위가 형성되고, 점진적인 콜라겐 생성작용이 발생하여 피부재생이 유도되며, 재생된 피부를 통해 탄력을 개선하는 방식이 집속 초음파에 의한 피부관리 방식(Intensity Focused Ultrasound : IFU)이다.

집속 초음파 피부 관리 장치는 집속 초음파를 발생하는 압전세라믹 진동자를포함한다. 압전세라믹 진동자는 최적 주파수, 적정 전압 및 전류의 조건에서 동작하며, 장치에는 이를 구동하는 제어기능이 구비된다. 이를테면, 집속 초음파를 발생시키는 세라믹진동자가 장착된 카트리지가 이를 구동하는 장치를 포함하고 있는 본체와 연결되어 작동한다.

한편 기존의 집속 초음파 피부 관리 장치는 스텝핑 모터를 채용한다. 이러한 스텝핑 모터를 사용하는 기존 장치는 다음과 같은 문제가 있다. 첫째, 모터를 사용하면서 불필요한 부피와 전력소모 동작시 DI속에서 모터가 회전함으로써 발생하는 불량률이 증가한다는 단점이 있다. 둘째, 스텝핑 모터는 선형으로 운동하는 한계성을 가지며, 굴곡진 안면에 집속 초음파를 조사하는 경우 직선방향으로 조사를 해야만 하는 한계성이 있다. 이 때문에 굴곡진 안면피부미용시 집속 초음파 기기와 굴곡진 안면 피부 사이의 공간이 유발될 수 있어 균등한 집속 초음파를 효과적으로 조사할 수 없다는 단점을 갖고 있다.

본 발명은 초음파의 초점거리 제어가 용이한 집속 초음파 조사 장치를 제공한다.

본 발명은 이중 카트리지 구성을 채용하여 매질의 교환이 용이한 집속 초음파 조사 장치를 제공한다.

본 발명은 피부접촉면에 곡면을 부여하는 집속 초음파 조사 장치를 제공한다.

본 발명은 피부 관리를 위한 집속 초음파 조사 장치를 제공하며, 이는: 카트리지 공간을 제공하는 본체; 및 상기 본체의 상기 카트리지 공간에 착탈가능하게 결합되어 피부 접촉이 가능하게 노출되는 카트리지부;를 포함하고, 상기 카트리지부는 집속 초음파 소자모듈과 상기 집속 초음파 소자모듈이 고정되는 고정대를 포함하고, 상기 집속 초음파 소자모듈과 상기 소자모듈 고정대는 나사결합 방식으로 결합되어 상기 집속 초음파 소자모듈이 상기 소자모듈 고정대로부터의 거리를 조절가능하다.

상기 카트리지부는: 베이스; 상기 베이스에 고정배치된 상기 소자모듈 고정대; 상기 소자모듈 고정대에 나사결합 방식으로 결합되는 상기 집속 초음파 소자모듈; 상기 상기 소자모듈 고정대 및 상기 집속 초음파 소자모듈을 커버하면서 상기 베이스에 착탈가능하게 결합되는 매질저장부; 및 상기 매질저장부 내에 수용되는 초음파 매질;을 포함한다.

상기 집속 초음파 소자 모듈은 수용된 상기 매질에 초음파를 전달하는 돔형의 발진소자를 구비하고, 상기 매질저장부는 하단부에 구멍을 구비하고 상기 구멍에는 상기 매질의 초음파 진동을 전달가능한 필름이 배치되며, 상기 필름은 상기 발진소자의 돔형과 유사하게 대응되는 형상을 가진다.

상기 본체부는 상기 카트리지부가 삽입되는 공간을 제공하는 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부는 단부 부위에 배치되고 피부 접촉이 이루어지는 헤드데코부를 포함한다.

상기 헤드데코부는 피부 접촉면이 전체적으로 곡면을 형성하도록 양측에 안쪽으로 휘어진 윙구조를 구비한다.

본 발명에 따르면 초음파의 초점거리 제어가 용이한 집속 초음파 조사 장치가 제공된다. 집속 초음파 조사 장치는 이중 카트리지 구성을 채용하여 매질의 교환이 용이하다. 또한 피부접촉면에 곡면을 부여하는 집속 초음파 조사 장치가 제공된다. 또한 스텝핑 모터를 구비하지 않고 시간 배분 방식으로 초음파의 발진을 제어하는 집속 초음파 조사 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 후면측을 위에서 내려다본 도면으로서 일부의 내부가 보이도록 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치를 측면에서 바라본 도면으로서, 일부의 내부가 보이도록 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치를 선단측을 바라본 도면으로서, 일부의 내부가 보이도록 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치에 대한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 전면측을 내려다본 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 선단측을 바라본 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 집속 초음파 조사 장치에 채용되는 드데코부를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 집속 초음파 조사 장치의 선단측을 바라본 도면으로서, 본체의 돌출부의 일부를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치에 채용되는 카트리지부의 일부를 내부가 보이도록 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 카트리지 외부의 집속 초음파 발생 필름과 보호막의 위치를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 카트리지 내부의 집속 초음파 발생 모듈과 집속 초음파 모듈 고정대를 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 카트리지부의 외형을 보여주는 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 후면측을 위에서 내려다본 도면으로서 일부의 내부가 보이도록 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치를 측면에서 바라본 도면으로서, 일부의 내부가 보이도록 도시한 도면이다. 참고적으로, 여기서는 피부와 접촉되는 부위를 전면측이라고 하고, 그 반대를 후면측이라고 한다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치는 본체부(200)와, 본체부(200)에 탈착 가능하게 결합되는 카트리지부(100)를 포함한다.

본체부(200)는 집속 초음파를 발생시키는 전기적 제어 회로기판 배터리 등을 포함하여 필요한 여러 요소들을 내장하지만, 여기서는 이해의 편의를 위해 도시를 생략할 수 있다.

본체부(200)는 카트리지부(100)가 삽입되어 장착되는 공간을 제공하고, 카트리지부(100)는 해당 공간에 삽입 장착될 수 있다. 본체부(200)는 전면측에 돌출된 부위를 가지며, 그 부위에 카트리지부(100)가 장착되는 공간이 배치되어, 장착된 카트리지부(100)가 피부에 용이하게 접촉되도록 한다. 이렇게 돌출된 부위의 단부측에는 헤드데코부(300)가 배치된다.

카트리지부(100)가 장착 상태 또는 결합 상태가 되었을 때 헤드데코부(300)에 접촉/결합되며, 카트리지부(100)에서 발생한 집속 초음파가 헤드데코부(300)를 통해 피부의 소망하는 위치에 정확히 전달 가능하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치를 선단측을 바라본 도면으로서, 일부의 내부가 보이도록 도시한 도면이다. 도면에서 본체(200)의 돌출부 내부에 장착된 삽입 장착된 카트리지부(100)가 보인다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치는 이중 구조의 카트리지부(100)를 채용한다. 카트리지부(100)는 내부 카트리지로서의 베이스(101), 집속 소자모듈(110), 및 고정대(120)를 포함하고, 외부 카트리지로서 매질저장부(140)를 포함한다.

베이스(101)의 하면에는 소자모듈 고정대(120)가 배치된다. 소자모듈 고정대(120)는 하단 부위에 나사부를 구비하여 소자모듈(110)이 나사결합될 수 있도록 한다. 이를 위해 소자모듈(110)의 상단 부위에는 나사부가 구비된다. 이와 같이 소자모듈 고정대(120)와 소자모듈(110)이 나사결합 방식으로 결합되기 때문에, 나사결합을 이용하여 초점길이를 조절할 수 있다.

베이스(101)에는 매질저장부(140)가 착탈가능하게 결합된다. 매질저장부(140)는 내부 카트리지에 해당하는 소자모듈(110)과 소자모듈 고정대(120)를 덮어 씌우듯이 장착되어 베이스(101)에 결합된다. 이는 도 15에서 보다 잘 보이는 바와 같은 결합구(142)를 구비하여 매질저장부(140)를 고정 결합한다. 바람직하게는 결합구(142)는 매질저장부(140)에 일정한 압박력을 가할 수 있는 구성을 채택하면 더 좋다. 나아가, 베이스(101)와 매질저장부(140)의 사이에는 실링부재가 배치되어 매질저장부(140) 내의 매질이 누출되지 않도록 한다. 이와 같은 구성은 매질의 교체, 교환에도 매우 편리하다.

매질저장부(140)에는 실리콘 겔, 실리콘 오일, DI Water 중의 어느 하나의 매질이 채워질 수 있고, 매질저장부(140)의 하단부에는 구멍이 배치되고 구멍에는 필름(130)이 배치된다.

필름(130)은 매질에 의해 초음파 발진 소자(111)로부터 소정거리 이격된 상태로 배치된다. 필름(130)은 예를 들어 초음파 투과 필름인 폴리이미드(polyimide, PI) 또는 폴리메틸펜텐(polymethylpentene, TPX) 필름일 수 있다.

바람직하게는 필름(130)이 도 3에 도시한 바와 같이 소자모듈(110)의 발진소자(111)의 형상과 유사 또는 동일한 형상을 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치에 대한 측면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 전면측을 내려다본 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 선단측을 바라본 도면이다.

도면에서 잘 보이는 바와 같이 본체부(200)의 돌출부의 단부에는 헤드데코부(300)가 배치된다. 헤드데코부(300)는 실질적으로 안면의 곡면상의 피부와 접촉하는 부분이며 안면의 곡면 프로파일과 헤드데코부(300)의 표면 프로파일의 유사성은 집속 초음파가 전달되는 데에 중요한 요소일 수 있다.

또한 헤드데코부(300)은 카트리지부(100)의 구성요소 중 초음파 투과 필름(130)과 공간적으로 결합되게 되어 있으므로 집속 초음파가 피부에 전달됨에 있어서 중요한 요소가 될 수 있다.

헤드데코부(300)는 피부접촉 감지센서(330)가 하나 이상 배치될 수 있다. 피부접촉 감지센서(330)는 헤드데코부(300)의 선단면에 배치되어 피부접촉 상태를 감지함으로써 집속 초음파의 발생이 피부가 접촉한 상태에서만 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

또한 헤드데코부(300)는 기계적 충격에 약한 필름(130)을 보호하기 위한 보호막(160)을 구비할 수 있다.

헤드데코부(300)는 특히, 도 6에서 잘 보이는 바와 같이, 카트리지부(100)가 장착되는 중앙 부위를 중심으로 양쪽 대칭으로 형성된 윙(wing) 구조(310, 320)를 포함할 수 있다.

윙 구조(310, 320)는 바람직하게는 표면이 곡면일 수 있으며, 이 때문에 헤드데코부(300)가 피부에 접촉할 때 공간없이 밀착하여 접촉할 수 있게 된다. 따라서, 전달되는 집속 초음파가 피부에 정확하고 온전하게 전달될 수 있게 된다.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 집속 초음파 조사 장치에 채용되는 헤드데코부를 도시한 도면으로서, 도 7은 정면에서 바라본 도면이고, 도 8은 측면에서 바라본 도면이며, 도 9와 10은 각각 도 8의 좌측과 우측을 확대하여 도시한 도면이다.

도 7 내지 10을 참조하여, 헤드데코부(300)의 피부 접촉면은 상술한 바와 같이 곡면으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이 중앙부위를 중심으로 양측에 윙구조(310, 320)를 구비한다. 중앙부위에는 구멍이 배치되고, 거기에는 필름(130)과 보호막(160)이 배치된다. 또한, 헤드데코부(300)의 양쪽 윙구조(310, 320)들에는 각각 구멍이 배치되고, 거기에는 피부접촉 감지센서(330)가 배치된다.

도 8의 상부에 도시된 연결대는 본체부(200)와 헤드데코부(300)를 연결하는 역할을 하는 요소일 수 있다.

도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 윙구조(310, 320)은 각각 필름(130)을 기준점으로 했을 때 각도 theta>0 로 형성될 수 있다.

도 11은 본 발명의 집속 초음파 조사 장치의 선단측을 바라본 도면으로서, 본체의 돌출부의 일부를 나타낸다. 도 11에서는 장착된 카트리지부(100)의 일부가 보이도록 도시하였다.

도 11에서, 카트리지부(100)의 집속 초음파 발진소자(111), 발진소자와 소정거리 이격되고 볼록한 형태를 가지는 필름(130), 및 매질저장부(140)가 보인다.

매질저장부(140)는 카트리지부(100)의 본체와 멀어질수록 내부가 좁아지는 형상을 가질 수 있다.

집속초음파 집속 소자모듈(110)은, 상기 연결부의 전기적인 신호에 따라 초음파를 출력하고, 상부 측으로 함몰되도록 돔 형태를 갖는 초음파 발진소자(111)를 포함할 수 있다. 이는 볼록한 집속초음파 발생소자(111)와 동일한 변위와 위상차를 가지고 집속 초음파가 전달됨으로서 집속 초음파 발진소자(111)와 초음파 필름(130)의 위상차를 0으로 형성시켜서 간섭 효과에 의한 집속 초음파의 산란을 방지할수 있다. 이는 집속 초음파가 산란없이 효과적으로 전달될 수 있으므로 본 장치의 효과 및 효율을 최대치로 구성할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치에 채용되는 카트리지부의 일부를 내부가 보이도록 도시한 도면이다. 도 12는 카트리지부(100) 내부의 집속 초음파 발진 소자(111), 필름(130), 및 집속 초음파의 집속 초점깊이를 보여준다.

집속 초음파가 발생되는 집속 초음파 발진 소자(111)는 집속 초음파 초점고정대(120)에 위치하는 양 나선구조를 통하여 위치를 이동시켜서 초점깊이를 제어할 수 있다. 또한, 미세한 초점깊이의 제어는 필름(130)을 보호하기 위한 보호막(160)의 두께를 제어함으로써 집속 초음파 발진 소자(111)로부터 발생한 집속 초음파가 피부 내의 소망하는 위치하는 부위에 정확하게 전달될 수 있도록 하는 2단계 제어구조를 구성할 수 있다.

집속 초음파의 초점깊이 최적화 및 초점 변위 제어를 위하여 단순하면서도 효율적인 2단계 초점깊이 조정 개념을 적용함으로써, 큰 초점거리 변위나 작은 초점거리 변위를 모두 간단하게 제어할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 카트리지 외부의 집속 초음파 발생 필름(130)과 보호막(160)의 위치를 보여주는 도면이다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 카트리지 내부의 집속 초음파 발생 모듈(110)과 집속 초음파 모듈 고정대(120)를 보여주는 도면이다. 초점거리 변위가 클 경우에는 집속 초음파 소자모듈(110)과 초음파모듈 고정대(120) 사이에 변위 조정이 가능하도록 나선구조를 소자모듈과 초음파모듈 고정대에 형성한다. 이러한 나선구조를 이용하여 조이거나 풀어서 초점거리를 제어할 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치의 카트리지부의 외형을 보여주는 도면이다. 도 15에서 매질저장부(140)가 베이스(101)에 결합되어 있는 상태가 보여지며, 이러한 상태로 본체의 돌출부에 삽입 장착된다. 상술한 바와 같이, 약간의 탄성력을 가지는 결합구(142)가 매질저장부(140)의 외면을 압박하면서 결합한다. 바람직하게는 매질저장부(140)의 외면에는 결합구(142)와 대응되는 결합요소(예컨대 톱니)가 더 배치될 수 있다. 참고적으로, 도 14와 15는 이해의 편의를 위해 다른 도면들과는 다르게 반전된 상태로 도시하였다.

매질저장부(140)의 하단면에는 구멍(141)이 배치되고 구멍에는 필름(130)이 배치된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집속 초음파 조사 장치는 초음파 모듈을 제어하는 제어부를 포함한다. 이러한 제어부는 미리 정해진 샷타임과 홀딩타임을 배분하여 초음파를 발진하는 시간 배분 방식을 채택한다.

또한 상술한 바와 같이 본 발명은 돌출부(또는 헤드부)에 있어서 헤드데코부(300)와 연결되는 카드리지는 집속초음파 구동신호를 수신하고, 내부가 초음파 매질로 채워지는 외부 카드리지인 매질저장부(140)와 상기 외부 카트리지 내부에 배치되어 초음파를 발생시키는 내부 카트리지를 포함하는 이중 구조의 카트리지부를 구성할 수 있다. 따라서, 매질저장부(140)를 분리하여 그 내에 수용되는 매질의 교체가 용이하다. 나아가, 매질저장부(140)를 분리한 상태에서 고정대(120)에 나사결합된 소자모듈(110)을 회전시켜서 노출 길이를 변경함으로써 초점 길이를 변경할 수 있다.

상기 외부 카트리지의 매질저장부(140)는 집속 초음파 발진소자(111)와 소정거리 이격되어 상부가 볼록한 형태를 갖는 고상 매질의 필름부(130)를 포함하고, 상기 초음파 발진소자와 상기 필름 사이에는, 실리콘 Gel, 실리콘 오일 및 DI Water(Deionize Water)의 매질 중 어느 하나의 매질이 위치한다. 이는 볼록한 집속 초음파 발진소자(111)와 동일한 변위와 위상차를 가지고 집속 초음파가 필름(130)전달됨으로서 집속 초음파 발진소자(111)와 초음파 필름(130)의 위상차를 0로 형성시켜서 간섭 효과에 의한 집속 초음파의 산란을 방지할 수 있으며 이는 집속 초음파가가 산란없이 효과적으로 전달될 수 있으므로 본 장치의 효과 및 효율을 최대치로 구성할 수 있다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

100: 카트리지부, 101: 베이스, 110: 집속 소자모듈, 111: 초음파 발진소자, 130: 필름, 140: 매질저장부, 160: 보호막, 200: 본체, 300: 헤드데코부, 310, 320: 윙구조

Claims

피부 관리를 위한 집속 초음파 조사 장치로서:
카트리지 공간을 제공하는 본체부; 및
상기 본체의 상기 카트리지 공간에 착탈가능하게 결합되어 피부 접촉이 가능하게 노출되는 카트리지부;를 포함하고,
상기 카트리지부는
베이스;
상기 베이스에 고정배치된 소자모듈 고정대;
상기 소자모듈 고정대에 나사결합 방식으로 결합되는 집속 초음파 소자모듈;
상기 소자모듈 고정대 및 상기 집속 초음파 소자모듈을 커버하면서 상기 베이스에 착탈가능하게 결합되는 매질저장부; 및
상기 매질저장부 내에 수용되는 초음파 매질;을 포함하고,
상기 집속 초음파 소자 모듈은 수용된 초음파 매질에 초음파를 전달하는 돔형의 발진소자를 구비하고,
상기 매질저장부는 하단부에 구멍을 구비하고, 상기 구멍에는 상기 매질의 초음파 진동을 전달가능한 필름과 상기 필름을 보호하기 위한 보호막을 구비하고,
초점거리는, 초점거리 변위가 클 경우에 상기 집속 초음파 소자모듈이 상기 소자모듈 고정대에 위치하는 나선구조를 이용하여 변위를 제어하는 구조와, 미세한 초점 제어를 위해 상기 필름을 보호하기 위한 보호막의 두께를 제어하는 구조의 2단계 제어 구조로 제어되는 것인 집속 초음파 조사 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 필름은 상기 발진소자의 돔형과 유사하게 대응되는 형상을 가지는 것인, 집속 초음파 조사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 본체부는 상기 카트리지부가 삽입되는 공간을 제공하는 돌출부를 구비하고,
상기 돌출부는 단부 부위에 배치되고 피부 접촉이 이루어지는 헤드데코부를 포함하는 것인 집속 초음파 조사 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 헤드데코부는 피부 접촉면이 전체적으로 곡면을 형성하도록 양측에 안쪽으로 휘어진 윙구조를 구비하는 것인 집속 초음파 조사 장치.