KR101166065B1 - 광출사 장치, 브러쉬 및 이를 이용한 기능성 칫솔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광을 외부로 출사하는 발광 다이오드부; 상기 발광 다이오드부가 일면에 부착되고 구강 내 이물질을 제거하기 위한 브러쉬가 부착 가능한 본체 헤드부 및 상기 본체 헤드부가 착탈 가능하게 연결하여 형성되고 상기 발광 다이오드부에 전원을 공급하기 위한 전원공급부; 및 상기 발광 다이오드부에 전원을 연결 및 차단하기 위한 버튼부로 이루어진 본체부를 포함하는 광출사 장치와; 상기 본체 헤드부에 부착 가능한 투명 칫솔모판; 상기 투명 칫솔모판의 상부면에 수직하게 고정되도록 형성되는 다수의 칫솔모; 및 상기 투명 칫솔모판의 일측면에 형성되는 렌즈부를 포함하는 브러쉬로 이루어지는 기능성 칫솔을 제공한다.

광출사 장치, 렌즈, 기능성 칫솔, 발광 다이오드

Description

광출사 장치, 브러쉬 및 이를 이용한 기능성 칫솔{Light Emitting Apparatus, Brush and Functional Toothbrush Using the Same}

본 발명은 광출사 장치, 브러쉬 및 이를 이용한 기능성 칫솔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 다이오드를 이용하여 사용중 미백 및 살균이 가능한 광출사 장치, 브러쉬 및 이를 이용한 기능성 칫솔에 관한 것이다.

칫솔은 구강 내의 이물질 등을 제거하기 위한 구강위생 용구로 널리 사용되고 있는 위생용 도구이다. 최근 기대연령의 증가로 인하여 치아 관리에 대한 관심이 증대되고 있고, 의료기기 산업의 발전에 따라 전동칫솔, 극세모칫솔 등 각종 기능성 칫솔이 많이 개발되고 있는 실정이다.

또한, 최근 개인위생 및 미용에 대한 관심이 높아짐에 따라, 살균 및 미백이 가능한 기능성 칫솔에 대한 연구도 많이 이루어지고 있는 추세이다. 특히, 칫솔은 구강 내에 잔류하는 음식물 찌꺼기를 제거하는 것이 주목적인 용구이기 때문에 칫솔의 브러쉬(Brush)에는 음식물이 부착되어 제거되지 않은 채로 방치되는 경우가 많다. 이러한 음식물이 칫솔의 브러쉬에 잔류하여 시간이 경과하는 경우 음식물의 부패로 인하여 각종 세균이 발생되기 쉽기 때문에 이러한 세균 발생을 방지하는 것 이 중요하다. 또한, 치아는 커피나 콜라 등과 같은 카페인 음료뿐만 아니라 흡연 등으로 인해 장기간 사용으로 고유의 치아색이 변색된다. 따라서, 고유의 치아의 색상을 유지하기 위해 각종 치아미백용품을 사용하고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 제 2008-13646호는 "칫솔을 내장한 휴대용 칫솔살균장치"에 관한 것으로, 고휘도 UV-LED램프를 이용하여 보다 강력한 살균효과를 얻을 수 있으며, 휴대가 간편한 전용칫솔이 있는 휴대용 칫솔살균장치에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 상기 종래 기술은 칫솔을 수납하기 위한 별도의 케이스를 필요로 하고, 칫솔의 사용 후 살균이 가능하다는 점에서, 별도 장치의 구입을 위한 비용이 소요되고, 별도의 장비를 사용한다는 점에서 상용성이 우수하지 못하다는 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 공개특허 제2009-57610호는 "의료용 오존을 이용한 미백 칫솔"에 관한 것으로, 의료용 오존이 배출되도록 오존홀이 관통된 칫솔모; 일측이 상기 칫솔모와 연통되는 칫솔대; 상기 칫솔대 내부에 장착되는 오존발생기; 상기 오존발생기에 전원을 공급하는 전원공급부;로 구성된 미백 칫솔에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 상기 종래 기술은 오존발생기를 교체하여야 하기 때문에 비용이 많이 들고, 오존발생기의 노즐 및 브러쉬의 출구가 막히는 경우 성능이 제한적이라는 문제점이 있었다.

이에 본 발명자는 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위해 발광 다이오드를 이용하여 우수한 미백 및 살균 효과를 가지고, 미백 내지는 살균 목적에 따라 발광 다이오드의 교체가 가능하며, 칫솔의 사용중 미백 및 살균이 가능하고, 상용성이 우수한 광출사 장치, 브러쉬 및 이를 이용한 기능성 칫솔을 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 발광 다이오드를 이용하여 우수한 미백 및 살균 효과를 가지는 광출사 장치, 브러쉬 및 이를 이용한 기능성 칫솔을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 미백 내지는 살균 목적에 따라 발광 다이오드의 교체가 가능한 광출사 장치, 브러쉬 및 이를 이용한 기능성 칫솔을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조원가가 저렴하고, 상용성이 우수한 광출사 장치, 브러쉬 및 이를 이용한 기능성 칫솔을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 광출사 장치는 광을 외부로 출사하는 발광 다이오드부; 상기 발광 다이오드부가 일면에 부착되고 구강 내 이물질을 제거하기 위한 브러쉬가 부착 가능한 본체 헤드부; 및 상기 본체 헤드부가 착탈 가능하게 연결하여 형성되고 상기 발광 다이오드부에 전원을 공급하기 위한 전원공급부, 및 상기 발광 다이오드부에 전원을 연결 및 차단하기 위한 버튼부로 이루어진 본체부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 헤드부는 브러쉬의 탈착 및 장착이 가능하게 하는 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 브러쉬는 발광 다이오드부의 부착면에 고정되어 형성 될 수 있는 투명 칫솔모판; 상기 투명 칫솔모판의 상부면에 수직하게 고정되도록 형성되는 다수의 칫솔모; 및 상기 투명 칫솔모판의 내부면에 형성되는 렌즈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 투명 칫솔모판은 그 하부면에 체결부가 결속 가능한 체결홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 렌즈부는 적어도 하나의 V자형 단면의 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 렌즈부는 상기 V자형 단면의 형상 하측부에 집광용 볼록렌즈 형상을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 렌즈부는 형성되는 형상 내부의 공간에 투명 실리콘이 수용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 기능성 칫솔은, 광을 외부로 출사하는 발광 다이오드부; 상기 발광 다이오드부가 일면에 부착되고 구강 내 이물질을 제거하기 위한 브러쉬가 부착 가능한 본체 헤드부; 및 상기 본체 헤드부가 착탈 가능하게 연결하여 형성되고 상기 발광 다이오드부에 전원을 공급하기 위한 전원공급부, 및 상기 발광 다이오드부에 전원을 연결 및 차단하기 위한 버튼부로 이루어진 본체부;를 포함하는 광출사 장치와; 상기 본체 헤드부에 부착 가능한 투명 칫솔모판; 상기 투명 칫솔모판의 상부면에 수직하게 고정되도록 형성되는 다수의 칫솔모; 및 상기 투명 칫솔모판의 일측면에 형성되어 적어도 하나의 V자형 단면의 형상을 가지는 렌즈부를 포함하는 브러쉬;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 헤드부는 브러쉬의 탈착 및 장착이 가능하게 하는 체결부를 더 포함하고, 상기 투명 칫솔모판은 그 하부면에 상기 체결부가 결속 가능한 체결홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 렌즈부는 적어도 하나의 V자형 단면의 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 렌즈부는 상기 V자형 단면의 형상 하측부에 집광용 볼록렌즈 형상을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 렌즈부는 형성되는 형상 내부의 공간에 투명 실리콘이 수용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 발광 다이오드를 이용하여 우수한 미백 및 살균 효과를 가지고, 미백 내지는 살균 목적에 따라 발광 다이오드의 교체가 가능하며, 칫솔의 사용중 미백 및 살균이 가능하고, 상용성이 우수한 광출사 장치, 브러쉬 및 이를 이용한 기능성 칫솔을 제공하는 발명의 효과를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광출사 장치, 브러쉬 및 이를 이용한 기능성 칫솔을 상세히 설명하지만, 본 발명이 후술하는 내용에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 광출사 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광출사 장치(100)는 발광 다이오 드부(110), 본체 헤드부(120), 본체부(130) 및 버튼부(140)를 포함하고, 상기 발광 다이오드부(110)에 전원을 공급하는 전원공급부는 상기 본체부(130)의 내부에 수용된다. 여기서, 발광 다이오드부(110)는 외부로 광을 출사하는 LED 패널로 구성되고, 본체 헤드부(120)는 상기 발광 다이오드부(110)가 일면에 부착되고, 상기 본체부(130)와 탈착 및 장착이 가능하도록 형성된다. 또한, 본체부(130)는 칫솔을 사용하는 사용자가 잡고 작동이 용이한 그립 구조를 가지며, 버튼부(140)는 상기 본체부(130)에 내장되어 버튼이 본체부(130) 표면에 형성되도록 구성하는 것이 바람직하다. 전원공급부는 발광 다이오드부(110)에 전원을 공급하기 위한 것으로, 본체부(130) 내부에 수용하는 것이 바람직하고, 전지 내지는 사용자의 진동 및 회전 운동에 의해 전원이 발생하는 자가동력발생장치를 사용할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 광출사 장치 및 브러쉬를 결합하기 전 및 후의 상태를 개략적으로 나타낸 절단부 단면도이다.

도 2 (A)는 본 발명의 광출사 장치(100)와 브러쉬(200)를 결합하기 전의 상태를 나타낸 것으로, 먼저 본체부(130)의 표면에 누름 가능하도록 설치된 버튼부(140)를 사용자가 누르게 되면, 상기 본체부(130)에 내장되어 있는 전원공급부(150)로부터 발광 다이오드부(110)에 전원이 공급된다. 그 후 발광 다이오드부(110)로부터 여기된 전자의 에너지 방출에 의해 광이 외부로 출사된다. 외부로 출사된 광은 브러쉬(200)의 투명 칫솔모판(210)을 통하여 확산 및 내부 반사되고, 반복적으로 내부 반사된 광들 중에서 소정의 강도(Intensity)를 가진 빛과 임계각보다 큰 굴절각을 가지는 빛은 렌즈부(220)를 통하여 확산되어 렌즈부(220)의 수직 방향으로 방출된다. 또한, 상기 확산되는 빛은 칫솔모(240) 및 투명 칫솔모판(210)의 일측면을 통하여 반사 및 굴절되어 구강 내부의 전체 면으로 출사된다. 이 과정에서, 렌즈부(220)는 일정 면적에서 발광하는 발광 다이오드부(110)로부터 출사되는 빛을 효과적으로 확산될 수 있도록 하여 최소한의 면적을 가지는 발광 다이오드부(110)의 사용만으로 요구되는 미백 및 살균 효과를 가능하게 한다.

도 2 (B)는 본 발명의 광출사 장치(100)와 브러쉬(200)를 결합한 후의 상태를 나타낸 것으로, 광출사 장치(100)와 브러쉬(200)는 결합되어 기능성 칫솔(10)을 구성한다. 또한, 광출사 장치(100)와 브러쉬(200)는 광출사 장치의 발광 다이오드부(110)의 양 측면에 형성된 두 개의 체결부(160)가 브러쉬의 렌즈부(220)의 일측면에 형성된 두 개의 체결홈(230)과 결합하여 기능성 칫솔(10)을 형성한다. 본 명세서에서는 광출사 장치에 형성된 체결부(160)와 브러쉬에 형성된 체결홈(230)이 결합하는 결합 방식을 예시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 광출사 장치에 체결홈을 형성하고, 브러쉬에 체결부를 형성하는 결합 방식을 채택할 수도 있고, 사용 목적 및 기능에 따라 적합한 체결 방식으로 제조할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 브러쉬에서의 광출사 모습을 개략적으로 나타낸 절단부 단면도이다.

도 3 (A)는 V자형 단면의 형상을 가지는 렌즈부(220)를 나타내는 일실시예이다. 이 때 발광 다이오드부에서 외부로 출사되는 빛은 투명 칫솔모판(210) 내부로 입사된 후 V자형 단면의 형상을 가지는 렌즈부(220)와 투명 칫솔모판(210)의 경계면에서 내부 반사된 후 외부로 확산된다. 여기서, 상기 투명 칫솔모판(210)은 발광 다이오드부에서 출사되는 빛을 통과시킬 수 있는 유리, 투명 수지 등의 투명 소재를 사용할 수 있고, 그 소재의 사용에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 또한, 상기 V자형 단면의 형상은 3차원적으로 볼 때 뒤집어진 다각뿔형 또는 원추형으로 제작될 수 있다. 확산된 빛 중 굴절각이 임계각보다 작고, 강도(Intensity)가 작은 빛은 내부 반사되고, 굴절각이 임계각보다 크고, 내부 반사된 빛이 결합하여 강도가 증가된 빛은 투명 칫솔모판(210)의 상부면에 접한 공기층 및 칫솔모(240)의 방향으로 출사된다. 여기서, 칫솔모(24)의 하부에 광이 입사되면 칫솔모에 의해 광확산이 발생된다. 상기 광확산에 의해 칫솔모 하측에 기생하는 세균을 살균할 수 있는 효과를 가진다. 또한, 내부 반사되는 빛 중 일부는 투명 칫솔모판(210)의 측면으로 출사된다. V자형 단면의 형상을 가지는 렌즈부(220)를 사용하는 경우에는 미백 및 살균 효과를 가지는 기능성 칫솔로 구성할 수 있다.

도 3 (B)는 V자형 단면의 형상의 하측부에 집광용 볼록렌즈 형상을 가지는 렌즈부(220)를 나타내는 일실시예이다. 상술한 바와 같이 발광 다이오드부에서 출사되는 빛은 투명 칫솔모판(210) 내부로 입사된 후 투명 칫솔모판(210)의 상부면, 측면 또는 렌즈부(220)의 방향으로 출사된다. 이 때 렌즈부(220)로 입사되는 빛과 내부 반사되는 빛 중 강도가 증가된 빛은 V자형 단면의 형상의 하측부에 집광용 볼록렌즈 형상에 의해 집광되어 중심부로 강한 빛을 출사하게 된다. V자형 단면의 형상의 하측부에 집광용 볼록렌즈 형상을 가지는 렌즈부(220)를 사용하는 경우에는 미백 및 살균 효과를 가지되, 미백 효과가 강화된 기능성 칫솔로 구성할 수 있다.

도 3 (A) 및 (B)에서는 렌즈부의 일실시예에 대하여 설명하였으나, 당업자가 본 명세서에 의해서 용이하게 도출할 수 있는 렌즈부의 형상의 변형 및 변형 내지는 렌즈부의 개수의 증가 등은 본 명세서의 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 모두 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 볼 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 브러쉬에서의 광출사 시뮬레이션 결과를 나타낸 상태도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 광원으로부터 X, Y, Z 방향으로 출사되는 빛은 브러쉬에 전달되어 투명 칫솔모판의 상부 방향 즉, 칫솔모(240)의 방향으로 광출사가 균일하게 발생된다. 또한, 광원으로부터 출사되는 빛은 투명 칫솔모판의 상부 방향뿐만 아니라 측면 방향으로도 균일하게 출사되어 구강 전체의 미백 및 살균 효과 및 칫솔모의 살균 효과를 가능하게 한다. 특히, 투명 칫솔모판의 광원 반대 방향으로 출사되는 빛이 다량의 빛이 방출되어 칫솔이 잘 닿지 않는 구강 내부의 미백 및 살균 효과를 강화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 기능성 칫솔은 치아, 잇몸 및 칫솔이 잘 닿지 않는 구강 내부에 대하여 전체적으로 균일한 미백 및 살균 효과를 가능하게 한다는 이점을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 광출사 장치를 개략적으로 나타낸 사시도

도 2는 본 발명에 따른 광출사 장치 및 브러쉬를 결합하기 전 및 후의 상태를 개략적으로 나타낸 절단부 단면도

도 3은 본 발명에 따른 브러쉬에서의 광출사 모습을 개략적으로 나타낸 절단부 단면도

도 4는 본 발명에 따른 브러쉬에서의 광출사 시뮬레이션 결과를 나타낸 상태도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 기능성 칫솔 100: 광출사 장치

110: 발광 다이오드부 120: 본체 헤드부

130: 본체부 140: 버튼부

150: 전원공급부 160: 체결부

200: 브러쉬 210: 투명 칫솔모판

220: 렌즈부 230: 체결홈

240: 칫솔모

Claims (12)

1. 투명 칫솔모판;

   상기 투명 칫솔모판의 상부면에 수직하게 고정되도록 형성되는 다수의 칫솔모; 및

   상기 투명 칫솔모판의 일측면에 형성되어 V자형 단면의 형상을 가지는 렌즈부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러쉬.
2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈부는 상기 V자형 단면의 형상 하측부에 집광용 볼록렌즈 형상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브러쉬.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 렌즈부는 형성되는 형상 내부의 공간에 투명 실리콘이 수용되는 것을 특징으로 하는 브러쉬.
4. 광을 외부로 출사하는 발광 다이오드부; 상기 발광 다이오드부가 일면에 부착되고 구강 내 이물질을 제거하기 위한 브러쉬가 부착 가능한 본체 헤드부; 및 상기 본체 헤드부가 착탈 가능하게 연결하여 형성되고 상기 발광 다이오드부에 전원을 공급하기 위한 전원공급부, 및 상기 발광 다이오드부에 전원을 연결 및 차단하기 위한 버튼부로 이루어진 본체부;를 포함하는 광출사 장치와;

   상기 본체 헤드부에 부착 가능한 투명 칫솔모판; 상기 투명 칫솔모판의 상부면에 수직하게 고정되도록 형성되는 다수의 칫솔모; 및 상기 투명 칫솔모판의 일측면에 형성되어 적어도 하나의 V자형 단면의 형상을 가지는 렌즈부를 포함하는 브러쉬;

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능성 칫솔.
5. 제4항에 있어서, 상기 본체 헤드부는 브러쉬의 탈착 및 장착이 가능하게 하는 체결부를 더 포함하고, 상기 투명 칫솔모판은 그 일측면에 상기 체결부가 결속 가능한 체결홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 칫솔.
6. 제4항에 있어서, 상기 렌즈부는 상기 V자형 단면의 형상 하측부에 집광용 볼록렌즈 형상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 칫솔.
7. 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 렌즈부는 형성되는 형상 내부의 공간에 투명 실리콘이 수용되는 것을 특징으로 하는 기능성 칫솔.
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