KR100969503B1 - 피부탄력 측정장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력용기를 피부표면에 대고 압력용기 내부에 정압 또는 부압을 형성하여 시간에 따라 피부의 복원속도를 측정함으로써, 정밀한 피부탄성도를 측정할 수 있는 피부탄력 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 실현하기 위한 본 발명에 따르는 피부탄력 측정장치는, 일측이 개구되는 개구단과, 개구단 중 피부와 접촉되는 부분의 개구단을 감싸 피부에 대한 접촉력을 향상시키는 실리콘으로 이루어진 기밀부재를 갖는 투명한 아크릴, 플라스틱 또는 유리 중 하나로 이루어진 압력용기; 압력용기의 내부에 압력용기의 길이방향으로 개구단을 마주보게 설치된 레이저, 초음파 또는 적외선 거리측정센서 중 하나로 구성되는 거리검출수단; 압력용기의 내부압력을 부압 또는 정압 중 하나로 가변시켜 압력용기에 접촉된 피부가 압력용기의 길이방향을 따라 부풀어 오르거나, 압력용기의 길이방향을 따라 눌린 상태가 되도록 하는 가감압 펌프로 구성되는 압력가변수단; 압력용기의 내부 압력 변화에 따라 거리검출수단으로부터 검출한 부압 또는 정압에 따른 거리 변화를 측정하는 측정수단; 및 거리검출수단과 압력가변수단 및 측정수단을 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

피부 탄성, 압력용기, 압력 가감수단

Description

피부탄력 측정장치 및 그 방법{Apparatus for measuring the Skin Elasticity and the Method therewith}

본 발명은 피부탄력 측정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 피부에 정압 또는 부압을 가해 피부가 원래의 상태로 되돌아 오는 시간을 측정하여 피부의 탄력도를 측정하기 위한 피부탄력 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 피부의 노화 정도를 측정하는 피부탄력 측정방법에는 다양한 방법이 있다. 예를 들어, 엄지와 집게손가락으로 손등을 5초 동안 잡아당겼다 원상태로 복구하는 데 걸리는 시간을 잰다. 20~30대는 1~2초, 40~50대는 2~5초, 60대 이상은 10초 이상 걸린다. 이 방법은 연령별로 평균치를 구하고, 피검자의 회복시간을 통해 노화(탄력)정도를 판단한다.

또 다른 방법으로 촉각을 이용하여 피부의 탄력을 측정하는 방법이 있다. 이때의 피부탄력측정은 피부의 처진 정도를 보는 단단함이라든가 피부를 꼬집어 봄으로서 쉽게 꼬집어지는가를 통해 측정하는 피부의 긴장도 등이 있다.

그러나, 종래의 피부탄력 측정방법은 정확한 수치에 바탕을 둔 것이 아니라 측정자의 경험치에 준하는 경우가 많기 때문에 정확한 피부탄력도를 얻을 수 없는 문제가 있다. 따라서, 측정자에 따라 피검자의 피부탄력도가 달라지게 되어 검사 결과에 대한 신뢰도가 떨어지게 된다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 특히 압력용기를 피부표면에 대고 압력용기 내부에 정압 또는 부압을 형성하여 시간에 따라 피부의 복원속도를 측정함으로써, 정밀한 피부탄성도를 측정할 수 있는 피부탄력 측정장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 수단으로서 본 발명에 따르는 피부탄력 측정장치는,

일측이 개구되어 피부(100)에 접촉하는 개구단(11)을 갖는 압력용기(10);

압력용기(10)의 내부에 설치된 거리검출수단(20);

압력용기(10)의 내부압력을 가변시켜 주는 압력가변수단(30);

압력용기(10)의 내부 압력 변화에 따라 거리검출수단(20)으로부터 검출한 거리 변화를 측정하는 측정수단(40); 및

거리검출수단(20)과 압력가변수단(30) 및 측정수단(40)을 제어하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 압력용기(10)는 개구단(11)에 기밀부재(12)가 더 구비되어 있으며, 이때의 기밀부재(12)는 실리콘인 것을 특징으로 한다. 또한, 압력용기(10)는 투명한 알루미늄, 아크릴, 플라스틱 또는 유리인 것을 특징으로 한다. 일예로, 압력용기(10)는 내경이 6~10㎜이고 길이가 4~6㎝인 원기둥 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 거리검출수단(20)은 레이저, 초음파, 또는 적외선 거리측정센서인 것을 특징으로 한다.

또한, 압력가변수단(30)은 가감압 펌프인 것을 특징으로 하며, 압력가변수단(30)은 압력용기(10)의 내부에 형성되는 부압 또는 정압상태를 절환 및 해제시켜 주기 위한 스위칭밸브(31)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 측정수단(40)은 거리변화를 전압변화로 측정하는 DAQ인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따르는 피부탄력 측정장치를 이용한 측정방법은,

압력용기(10)의 개구단(11)을 피부(100)에 밀착시켜 설치하는 단계(S100);

압력가변수단(30)을 이용하여 압력용기(10) 내부의 압력을 형성하는 제2단계(S200);

압력을 해제함과 동시에 거리검출수단(20)으로 피부(100)의 복원속도에 따라 거리변화를 실시간으로 검출하는 제3단계(S300); 및

측정수단(40)을 통해 검출된 거리변화로부터 피부(100)의 탄력을 측정하는 제4단계(S400);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 압력형성단계(S200)는 부압 또는 정압을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제4단계(S400)는 측정된 거리가 소정의 측정범위 내에 들때까지 실행하는 것을 특징으로 한다. 이때의 측정범위는 피부(100)에 압력을 가하기 전에 거리검출수단(20)과 피부(100)까지 거리의 ±1%인 것을 특징으로 한다.

또한, 제4단계(S400)는 측정된 거리를 시간에 대한 전압의 세기로 측정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 정확한 피부의 탄성도 측정을 통해 한의학적으로 사상체질을 판단하는 기본 자료로 활용할 수 있다.

2) 피부의 탄성도 측정을 통해 피검자의 피부미용에 이용할 수 있다.

3) 성형에 있어서 피부의 상태를 정확하게 판단할 수 있기 때문에 피부 성형의 정확한 진단이 가능하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도면부호 "100"은 피검자의 피부를 나타낸다.

(구성)

도 1은 본 발명에 따르는 피부탄력 측정장치의 구성을 보여주는 구성도이다.

본 발명에 따르는 피부탄력 측정장치는 크게 압력용기(10), 거리검출수단(20), 압력가변수단(30), 측정수단(40) 및 제어수단(50)을 포함하여 이루어진다.

압력용기(10)는 측정하고자 하는 피부(100)의 표면에 압력 형성을 위한 공간부로 이용된다. 이러한 압력용기(10)는 일단이 개구되어 피부(100)에 접촉하는 개구단(11)이 형성되어 있다. 또한, 압력용기(10)는 개구단(11)과 마주하는 안쪽면에 거리검출수단(20)이 장착된다. 특히, 압력용기(10)는 다양한 재질로 제작할 수 있다. 바람직하기로는 피검자가 피부(100)의 변화 상태를 시각적으로 확인할 수 있도록 투명한 재질로 제작한다. 이러한 투명 재질로는 알루미늄, 아크릴, 플라스틱 또는 유리를 예로 들 수 있다. 또한, 압력용기(10)는 개구단(11)에 기밀부재(12)를 더 구성한다. 기밀부재(12)는 압력용기(10)와 피부(100)간의 접촉력 향상과 함께 피검자로 하여금 위화감을 주지 않는 재질로 제작한다. 이러한 기밀부재(12)로는 실리콘을 이용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 압력용기(10)는 다양한 크기로 제작하여 사용하는 것이 가능하다. 바람직하기로는 단거리 측정이 가능한 범위, 예를 들어 통상 10㎝ 이내의 거리 측정이 가능하도록 높이 4~6㎝이고, 거리측정이 가능하도록 내경이 6~10㎜로 제작하는 것이 바람직하다.

거리검출수단(20)은 압력용기(10)의 바닥면 중앙에 설치된다. 이렇게 설치된 거리검출수단(20)은 압력용기(10)의 중심선상에서의 거리를 측정한다. 거리검출수단(20)으로는 레이저, 초음파, 또는 적외선 거리측정센서를 이용할 수 있다. 특히, 거리검출수단(20)은 짧은 거리를 측정하는 단거리용 센서를 이용한다. 이러한 거리검출수단(20)은 제어수단(50)의 제어를 받으며, 검출된 거리신호는 측정수단(40)으로 전송한다. 도 1에서 도면부호 "21"은 발광부를, "22"는 피부(100)에 반사되는 광을 검출하는 수광부를 각각 나타낸다.

압력가변수단(30)은 압력용기(10)에 연결되어 내부의 압력을 생성하는데 이용된다. 특히, 압력가변수단(30)은 압력용기(10)의 내부에 정압 또는 부압을 형성할 수 있는 것을 이용한다. 이러한 압력가변수단(30)으로는 정압 및 부압 형성을 선택적으로 할 수 있는 가감압펌프를 이용할 수 있다.

또한, 압력가변수단(30)은 압력용기(10)와의 사이에 스위칭밸브(31)를 더 구비하고 있다. 스위칭밸브(31)는 압력가변수단(30)의 압력가변에 따라 압력상태를 절환하게 된다. 즉, 스위칭밸브(31)는 제어수단(50)의 제어로 압력가변수단(30)이 정압을 선택하였는지 부압을 선택하였는지에 따라 압력용기(10)의 내기를 외부로 토출할 것인지, 반대로 외기를 주입할 것인지를 결정해 주는 일종의 절환밸브 역할을 한다.

측정수단(40)은 거리검출수단(20)으로부터 검출된 거리변화를 시각적으로 볼 수 있도록 변환하여 이를 디스플레이시켜준다. 이러한 측정수단(40)으로는 DAQ(Data acquisition)를 이용할 수 있다. DAQ는 물리적 신호, 예를 들어 온도, 거리, 압력과 같은 물리적 신호를 전압변화와 같이 다양한 디지털 신호로 출력시켜 준다. 본 발명에서는 거리변화를 시간(Time Constant)별로 전압변화를 얻어 이를 통해 피부의 탄력도를 측정한다.

제어수단(50)은 압력가변수단(30)의 제어로 압력용기(10) 내의 압력 제어, 거리검출수단(20)의 동작시간 제어, 측정수단(40)의 디스플레이 등을 제어하게 된 다. 이때, 압력용기(10) 내의 압력제어는 정압인지 부압인지를 결정하는 제어를 포함한다. 또한, 거리검출수단(20)의 동작시간은 압력용기(10) 내의 압력생성 전에 피부(100)까지의 거리를 측정하고, 압력생성으로 변형된 피부(100)가 원래 상태로 복원하는데 있어서 원길이의 ±1%의 범위에 들때까지 연속적으로 측정할 수 있도록 동작시간을 제어한다. 그리고, 측정수단(40)의 디스플레이에 있어서, 압력용기(10)의 진공 생성으로 피부(100)가 최대한으로 변형된 상태에서 이를 전압으로 환산한 값이 ±5V를 넘지 않도록 제어한다.

(측정방법)

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 피부탄력 측정방법을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따르는 피부탄력 측정방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.

제1단계(S100)는 압력용기(10)를 밀착한다. 이때, 개구단(11)이 피부(100)에 완전히 밀착되도록 설치한다. 물론, 개구단(11)에는 기밀부재(12)가 구비되어 있어 피부(100)와 압력용기(10) 사이의 기밀 유지 및 피검자의 거부감을 현저하게 줄일 수 있다.

제2단계(S200)는 압력용기(10)의 내부에 압력을 형성한다. 이 경우, 제어수 단(50)을 통해 압력용기(10)의 내부압력을 정압으로 할 것인지 부압으로 할 것인지를 결정한다. 물론, 스위칭밸브(31)는 결정된 정압 또는 부압에 따라 절환된다.

도 3a는 압력용기(10) 내에 부압이 걸린 상태를 보여주는 피부탄력 측정장치의 구성도로, 이 경우에는 피부(100)가 압력용기(10)의 길이방향을 따라 부풀어 오른 상태가 된다. 도 3b는 압력용기(10) 내에 정압이 걸린 상태를 보여주는 피부탄력 측정장치의 구성도로, 이 경우에는 피부(100)가 압력용기(10)의 길이방향에 대해 눌린 상태가 된다.

제3단계(S300)는 거리를 검출하는 단계이다. 거리 검출을 위해서는 압력용기(10)에 가하진 압력을 해제함과 동시에 거리검출수단(20)으로 피부(100)의 복원으로 가변되는 거리를 측정한다. 이때, 압력 해제란 정압 또는 부압인 압력용기(10)의 내부를 대기압 상태로 만들어 주는 것을 의미한다.

이에 따라, 부압(또는 정압)이면 부풀어 오른(또는 눌린) 피부(100)가 원래의 형태대로 복원된다. 이때, 일정한 시간간격인 시간에 따라 거리검출수단(20)으로 피부(100)와 거리변화를 실시간으로 측정하게 된다.

제4단계(S400)는 제3단계(S300)에서 측정된 거리 변화를 통해 피부(100)의 탄력을 측정한다. 이때, 측정된 거리는 DAQ와 같은 측정수단(40)을 통해 시간에 대한 전압의 크기로 측정한다. 이때의 전압은 압력용기(10)의 내부압력 즉, 피부(100)의 부풀음(또는 눌림) 정도에 따라 측정된 거리가 달라지게 되는데, 본 발 명의 바람직한 실시예에서는 통상적으로 측정수단(40)으로 측정할 수 있는 ±5V 범위 내에서 전압 변화가 이루어질 수 있도록 한다.

도 4a는 본 발명에 따라 부압인 상태에서 시간에 대한 전압의 크기로 피부의 탄력도를 측정한 그래프이다. 여기서, X축은 시간을, Y축은 길이변화에 따른 전압의 세기를 각각 나타낸다. 또한, 그래프에서 피크점까지의 그래프는 부압의 생성으로 전압이 증가함을 나타내고, 피크점을 중심으로 오른쪽의 그래프는 압력 해제로 피부(100)가 원래대로 복원되면서 변하는 거리에 대한 전압의 세기를 나타낸다. 또한, 도 4b는 본 발명에 따라 정압인 상태에서 시간에 대한 전압의 크기로 피부의 탄력도를 측정한 그래프이다. 여기서, 도 4b의 그래프는 도 4a와 동일하고 압력이 정압인 것에 대해서만 차이가 있기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

한편, 제4단계(S400)에서는 상술한 도 4a 및 도 4b에서와 같이, 검출된 거리 변화가 측정범위 내에 있지 않으면, 제3단계(S300)의 거리검출 및 제4단계(S400)의 전압측정을 반복한다. 여기서, 측정범위란 압력용기에 압력을 가하지 않았을 때 거리검출수단(20)으로 피부(100)까지의 측정한 거리를 기준으로 ±1% 내의 거리를 의미한다.

이와 같이 시간에 대한 전압의 비로 얻어진 피부(100)의 탄력도는 압력이 해제된 순간부터 측정범위까지의 시간을 고려하여 시간이 짧을수록 탄력도가 높고 반대로 그 시간이 길수록 탄력도가 떨어짐을 알 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따르는 피부탄력 측정장치의 구성을 보여주는 구성도.

도 2는 본 발명에 따르는 피부탄력 측정방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

도 3a는 본 발명에 따라 부압이 형성된 상태를 보여주는 피부탄력 측정장치의 구성도.

도 3b는 본 발명에 따라 정압이 형성된 상태를 보여주는 피부탄력 측정장치의 구성도.

도 4a는 본 발명에 따라 부압인 상태에서 시간에 대한 전압의 크기로 피부의 탄력도를 측정한 그래프.

도 4b는 본 발명에 따라 정압인 상태에서 시간에 대한 전압의 크기로 피부의 탄력도를 측정한 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 압력용기

11 : 개구단

12 : 기밀부재

20 : 거리검출수단

30 : 압력가변수단

31 : 스위칭밸브

40 : 측정수단

50 : 제어수단

100 : 피부

Claims (15)

1. 일측이 개구되는 개구단(11)과, 상기 개구단(11) 중 피부(100)와 접촉되는 부분의 개구단(11)을 감싸 상기 피부(100)에 대한 접촉력을 향상시키는 실리콘으로 이루어진 기밀부재(12)를 갖는 투명한 아크릴, 플라스틱 또는 유리 중 하나로 이루어진 압력용기(10);

   상기 압력용기(10)의 내부에 상기 압력용기(10)의 길이방향으로 상기 개구단(11)을 마주보게 설치된 레이저, 초음파 또는 적외선 거리측정센서 중 하나로 구성되는 거리검출수단(20);

   상기 압력용기(10)의 내부압력을 부압 또는 정압 중 하나로 가변시켜 상기 압력용기(10)에 접촉된 상기 피부(100)가 상기 압력용기(10)의 길이방향을 따라 부풀어 오르거나, 상기 압력용기(10)의 길이방향을 따라 눌린 상태가 되도록 하는 가감압 펌프로 구성되는 압력가변수단(30);

   상기 압력용기(10)의 내부 압력 변화에 따라 상기 거리검출수단(20)으로부터 검출한 상기 부압 또는 정압에 따른 거리 변화를 측정하는 측정수단(40); 및

   상기 거리검출수단(20)과 상기 압력가변수단(30) 및 상기 측정수단(40)을 제어하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 피부탄력 측정장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 압력용기(10)는 내경이 6~10㎜이고 길이가 4~6㎝인 원기둥 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 피부탄력 측정장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 압력가변수단(30)은 상기 압력용기(10)의 내부에 형성되는 부압 또는 정압상태를 절환 및 해제시켜 주기 위한 스위칭밸브(31)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 피부탄력 측정장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 측정수단(40)은 상기 거리변화를 전압변화로 측정하는 DAQ인 것을 특징으로 하는 피부탄력 측정장치.
10. 일측이 개구되는 개구단(11)과, 상기 개구단(11) 중 피부(100)와 접촉되는 부분의 개구단(11)을 감싸 상기 피부(100)에 대한 접촉력을 향상시키는 실리콘으로 이루어진 기밀부재(12)를 갖고, 투명한 아크릴, 플라스틱 또는 유리 중 하나로 이루어지며, 레이저, 초음파 또는 적외선 거리측정센서 중 하나로 구성되는 거리검출수단(20)이 상기 개구단(11)을 마주보게 설치된 압력용기(10)의 상기 개구단(11)을 상기 피부(100)에 밀착시켜 설치하는 제 1 단계(S100);

    압력가변수단(30)을 이용하여 상기 압력용기(10) 내부의 압력을 부압 또는 정압 중 하나로 형성하여 상기 피부(100)가 상기 압력용기(10)의 길이방향을 따라 부풀어 오른 상태가 되도록 하거나, 상기 압력용기(10)의 길이방향을 따라 눌린 상태로 하는 제2단계(S200);

    상기 압력을 해제함과 동시에 부풀어 오르거나, 눌린 상태의 상기 피부(100)의 복원속도에 해당하는 거리변화를 상기 거리검출수단(20)의 상기 레이저, 초음파 또는 적외선 거리측정센서 중 하나를 이용해 상기 압력용기(10)의 길이방향으로 실시간으로 검출하는 제3단계(S300); 및

    측정수단(40)을 통해 검출된 거리변화로부터 상기 피부(100)의 탄력을 측정하는 제4단계(S400);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 피부탄력 측정방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 제4단계(S400)는 상기 측정된 거리가 상기 피부(100)에 압력을 가하기 전에 상기 거리검출수단(20)과 상기 피부(100)까지 거리의 ±1%인 측정범위 내에 들때까지 실행하는 것을 특징으로 하는 피부탄력 측정방법.
14. 삭제
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 제4단계(S400)는 상기 측정된 거리를 시간에 대한 전압의 세기로 측정하는 것을 특징으로 하는 피부탄력 측정방법.

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