KR102537082B1 - 초음파 및 rf를 이용한 휴대용 미용 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기에 관한 것으로, 하이푸(HIFU : High Intensity Focused Ultrasound) 및 RF 중 어느 하나를 출력하며 탈부착 가능한 카트리지 및 상기 카트리지가 탈부착 되는 휴대용 미용 기기 본체를 포함하되, 상기 본체는, 부착된 카트리지의 종류를 검출하여 검출된 종류에 대응하는 주파수와 에너지 파워를 상기 부착된 카트리지에 인가하도록 제어하는 제어부 및 상기 제어부의 제어에 따라 교류 전원을 상기 부착된 카트리지에 인가하는 구동부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 부착된 카트리지를 통해 검출되는 임피던스를 피드백하여 상기 부착된 카트리지의 종류 및 상기 임피던스에 따라 상기 구동부를 제어하여 임피던스 정합을 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기{PORTABLE BEAUTY TREATMENT DEVICE USING ULTRASOUND AND RF}

본 발명은 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound: HIFU)와 고주파(RF)를 이용하는 스킨 케어 장치에 관한 것이다.

하이푸(HIFU) 디바이스는 초음파를 이용해서 고강도의 집속 초음파에너지를 피부 심부의 한 곳에 모을 때 초점에서 발생하는 65~100℃의 고열을 이용해 조직을 태워 없애는 방식을 사용하는 장치로, 이때 초음파 자체는 인체에 무해하고 초음파가 집중되는 초점에서만 열이 발생하므로, 하이푸 시술은 칼이나 바늘을 사용하지 않고 전신 마취가 필요 없이 몸 속에 있는 병변을 치료할 수 있는 장점이 있다.

하이푸 기술은 최근에는 피부미용 분야에서 이용되고 있는데, 이용 목적(예 : 스킨케어, 비만케어 등)에 따라 하이푸 에너지의 발생을 위한 주파수를 결정하여 적합한 시술이 이루어지도록 하고 있다.

하이푸 디바이스는 전기 에너지를 초음파 주파수 범위의 기계적 진동 에너지로 변환시키는 초음파 트랜스듀서를 통해 신체의 타깃 초점에 고강도의 에너지를 집속시키는 방식을 사용하며, 초음파 트랜스듀서를 사용하여 원하는 초음파를 발생시키는 다양한 방식이 사용되고 있다.

한편 RF를 이용한 디바이스는 보통 RF 전극을 이용하여 피부 및 피부의 하부 조직을 가열하여 치료하는 장치이다. 즉, 교류를 피부에 인가함으로 인체의 피부 내부에서 심부열을 발생시키는 방식으로 스킨케어가 이루어진다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1188931호(2012.09.28.등록, 지방 조직을 파괴하기 위한 장치 및 방법)에 개시되어 있다.

하이푸를 이용한 디바이스와 RF를 이용한 디바이스는 모두 휴대용 디바이스로 활용되고 있으나, 각각의 방식을 개별적으로 사용하는 기기만이 주로 활용되었으며, 양 방식을 같이 사용하는 경우에도 하나의 장치에서 초음파 트랜스듀서와 RF 전극을 같이 구성하게 되는데 소모품인 초음파 트랜스듀서의 교체에 대한 문제점이 존재하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래 휴대용 미용 기기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초음파 및 RF를 교차 사용할 수 있는 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기는 하이푸(HIFU : High Intensity Focused Ultrasound) 및 RF 중 어느 하나를 출력하며 탈부착 가능한 카트리지; 및 상기 카트리지가 탈부착 되는 휴대용 미용 기기 본체를 포함하되, 상기 본체는, 부착된 카트리지의 종류를 검출하여 검출된 종류에 대응하는 주파수와 에너지 파워를 상기 부착된 카트리지에 인가하도록 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 교류 전원을 상기 부착된 카트리지에 인가하는 구동부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 부착된 카트리지를 통해 검출되는 임피던스를 피드백하여 상기 부착된 카트리지의 종류 및 상기 임피던스에 따라 상기 구동부를 제어하여 임피던스 정합을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 구동부는, 상기 부착된 카트리지에 전기적으로 연결되는 단자부; 상기 단자부를 통해 교류 신호를 출력하는 RF 출력부; 상기 RF 출력부를 구동하기 위한 PWM 드라이버; 및 상기 제어부의 제어 신호를 입력받아 상기 PWM 드라이버를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 제어부는 상기 PWM 드라이버의 주파수와 듀티를 제어하여 상기 임피던스 정합을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 제어부는, 하이푸 카트리지가 부착된 경우, 상기 하이푸 카트리지에 포함된 초음파 트랜스듀서의 사용에 따른 임피던스 변화를 정합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 제어부는, RF 카트리지가 부착된 경우, 상기 RF 카트리지에 포함된 RF 전극을 통해 입력되는 접촉 대상에 의한 임피던스 차이를 정합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기는 하이푸 카트리지와 RF 카트리지를 교체하여 사용할 수 있도록 함으로써, 초음파 기능 및 RF 기능을 교차 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기는 PWM 제어를 통해 각 카트리지별 임피던스 정합을 수행하여 하나의 장치에서 초음파 기능 및 RF 기능을 교차 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기의 카트리지 교환 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기의 구동부를 설명하기 위한 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기의 카트리지 교환 방식을 설명하기 위한 예시도이다.

본 실시예에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기는 휴대용으로서 내부에 충전 가능한 전원용 배터리(미도시)를 내장하며, 카트리지의 종류(예 : 도 1의 고주파(RF) 카트리지, 하이푸(HIFU) 카트리지)를 교환하여 본체에 장착(탈부착)할 수 있다.

하이푸(HIFU) 카트리지는 HIFU 에너지를 생성하는 수단으로서, 본체에서 전달되는 전원을 소스로 하여, 카트리지에 포함된 초음파 트랜스듀서가 초음파를 발생시키도록 구성될 수 있다.

이러한 초음파 트랜스듀서는 교류 전원을 입력받아 동작하도록 구성될 수 있으며, 세라믹 파우더를 응축하는 방식으로 구성될 수 있다.

고주파(RF) 카트리지는 RF 전극을 포함하여 접촉 대상(예: 피부)에 교류를 인가하도록 구성될 수 있다. 이러한 RF 전극은 멀티폴라(multipolar) 방식으로 구성될 수 있다.

하이푸(HIFU) 카트리지와 고주파(RF) 카트리지 각각의 구체적인 구성은 종래의 다양한 방식을 참고하여 구현될 수 있으므로, 더 자세한 방법은 생략하기로 한다.

하이푸(HIFU) 카트리지와 고주파(RF) 카트리지는 본체와의 전기적 연결을 위한 단자(예: 접촉 핀)을 포함하여, 본체의 단자부에 연결될 수 있다.

본체에는 배터리(미도시)를 무선 충전하기 위한 전원부(예 : 전원 어댑터, 충전 독 등)가 착탈 가능하게 연결될 수 있으며, 본체는 전원부가 연결된(부착된) 상태에서도 동작 가능하며, 전원부가 연결되지 않은(탈착된) 상태에서는 배터리(미도시)에 의한 동작이 가능하다.

이외에도 본 실시예에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기는 하이푸 기능과 RF 기능을 개별적으로 수행하기 위한 다양한 센서, 제어 알고리즘, 회로, 소자 등을 포함할 수 있으며, 예를 들어 피부를 누르는 압력을 검출하여 검출된 압력에 따라 하이푸 에너지의 파워를 자동으로 조절할 수 있다.

다만 이러한 초음파를 이용한 제어와 RF를 이용한 제어 각각은 본 발명의 기술분야에서 널리 알려진 방식을 사용하여 수행될 수 있으며, 본 발명의 요지를 벗어나므로 이에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.

본체는 초음파 트랜스듀서에 전달되는 전원과 RF 전극을 통해 인가되는 고주파를 제공할 수 있는 소자, 회로 구성을 포함하고 있다. 그런데 본원발명과 같은 착탈식 카트리지를 사용하여 초음파 기능과 RF 기능을 교차 사용할 때, 이러한 초음파 트랜스듀서에 전달되는 전원과 RF 전극을 통해 인가되는 고주파를 별개의 구성이 아닌 하나의 구성을 통해 발생시키려면, 각 신호의 특성에 맞춰 카트리지에 전원을 공급하는 구동 유닛의 임피던스를 정합시켜줄 필요가 있다.

본 실시예에서는 후술할 방식과 같이 이러한 임피던스 정합을 가변 소자의 변경이 아닌 임피던스 피드백을 통한 PWM 제어를 통해 수행할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기의 동작을 설명하기 위한 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기의 구동부를 설명하기 위한 예시도이다.

도 2에 도시된 것과 같이, 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기의 구동을 위해 제어부(10)가 제어 신호를 통해 구동부(20)를 제어하며, 구동부(20)에 의해 출력되는 전원이 카트리지 모듈(30)(RF 카트리지 또는 하이푸 카트리지)에 전달된다.

즉, 제어부(10)는 본체의 부착된 카트리지를 식별하고, 사용자에 의해 설정된 모드, 부착된 카트리지 등에 대응하는 주파수와 에너지 파워를 인가할 수 있다. 이외에도 제어부(10)는 다양한 기능 구현을 위해 센서들로부터의 신호를 더 고려하여 주파수와 에너지 파워를 결정할 수 있다. 이러한 주파수와 에너지 파워의 결정은 제품의 사양 등에 따라 미리 도출된 룩업 테이블을 참고하여 수행될 수 있다.

또한 제어부(10)는 구동부(20)를 통해 전기적으로 연결된 카트리지의 임피던스를 피드백하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 이러한 임피던스 피드백을 위해 전류, 전압, 또는 임피던스를 검출할 수 있는 회로 및/또는 소자 구성이 더 포함될 수 있다.

구동부(20)는 제어부(10)로부터 제어 신호를 인가받아 PWM 드라이버(22)를 제어하는 제어기(21), PWM 드라이버(22)의 PWM 출력에 따라 교류 신호를 출력하는 RF 출력부(23), 카트리지 모듈(30)의 단자와 전기적으로 연결되는 단자부(25) 및 RF 출력부(23) 등에 전원을 공급하기 위한 SMPS(24)를 포함할 수 있다.

제어기(21)는 제어부(20)로부터의 제어 신호에 따라 PWM 드라이버(22)의 주파수와 듀티를 변경하여 연결된 카트리지와의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.

이러한 변경되는 주파수와 듀티는 검출된 임피던스 및 카트리지의 종류에 따라 미리 도출되어 룩업 테이블 등의 형태로 제어부(10)에 저장되어 있을 수 있다. 구체적으로 변경되는 주파수와 듀티의 값은 제품의 사양 등에 따라 다양하게 설계될 수 있으므로, 본 실시예에 구체적인 한정은 배제하기로 한다.

하이푸(HIFU) 카트리지가 연결된 경우에는 초음파 트랜스듀서에 의한 임피던스의 변화를 매칭하게 된다.

즉, 전술한 것과 같이 파우더 응축 방식으로 초음파 트랜스듀서를 제조하는 경우에는 초음파 트랜스듀서의 사용에 따라 그 임피던스가 변하게 된다. 따라서 본 실시예에서는 초음파 트랜스듀서의 사용에 따른 임피던스 변화를 PWM 드라이버(22)의 주파수와 듀티의 변경을 통해 정합하여 최적의 에너지 효율을 달성할 수 있도록 한다.

한편 고주파(RF) 카트리지가 연결된 경우에는 RF 전극을 통해 입력되는 피부에 의한 임피던스 차이를 정합하게 되며, 이러한 임피던스 정합 역시 PWM 드라이버(22)의 주파수와 듀티를 변경하는 방식으로 수행된다.

제어부(10)는 전술한 출력 주파수를 제어하기 위해 RF 출력부(23)에 연결될 수도 있다.

한편 이러한 본 실시예에 따른 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기의 동작은 다음과 같이 수행될 수 있다.

먼저 카트리지가 연결되면 제어부(10)는 연결된 핀의 식별 등을 통해 카트리지 종류를 인식한다.

이어서 제어부(10)는 카트리지의 종류에 따라 RF 출력부(23)의 출력 주파수와 에너지를 결정하며, 임피던스 피드백을 통해 RF 출력부(23)를 구동하는 PWM 드라이버(22)의 주파수와 듀티를 결정한다.

이후 제어부(10)는 결정된 주파수와 듀티에 따른 제어신호 구동부(20)로 전달하여 해당되는 에너지 출력이 이루어지도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 제어부
20: 구동부
21: 제어기
22: PWM 드라이버
23: RF 출력부
24: SMPS
25: 단자부
30: 카트리지 모듈

Claims (5)

1. 하이푸(HIFU : High Intensity Focused Ultrasound) 및 RF 중 어느 하나를 출력하며 탈부착 가능한 카트리지; 및
   상기 카트리지가 탈부착 되는 휴대용 미용 기기 본체를 포함하되,
   상기 본체는,
   부착된 카트리지의 종류를 검출하여 검출된 종류에 대응하는 주파수와 에너지 파워를 상기 부착된 카트리지에 인가하도록 제어하는 제어부; 및
   상기 제어부의 제어에 따라 교류 전원을 상기 부착된 카트리지에 인가하는 구동부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 부착된 카트리지를 통해 검출되는 임피던스를 피드백하여 상기 부착된 카트리지의 종류 및 상기 임피던스에 따라 상기 구동부를 제어하여 임피던스 정합을 수행하며,
   상기 구동부는,
   상기 부착된 카트리지에 전기적으로 연결되는 단자부;
   상기 단자부를 통해 교류 신호를 출력하는 RF 출력부;
   상기 RF 출력부를 구동하기 위한 PWM 드라이버; 및
   상기 제어부의 제어 신호를 입력받아 상기 PWM 드라이버를 제어하는 제어기를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 PWM 드라이버의 주파수와 듀티를 제어하여 상기 임피던스 정합을 수행하며,
   상기 제어부는, 하이푸 카트리지가 부착된 경우, 상기 하이푸 카트리지에 포함된 초음파 트랜스듀서의 사용에 따른 임피던스 변화를 정합하고, RF 카트리지가 부착된 경우, 상기 RF 카트리지에 포함된 RF 전극을 통해 입력되는 접촉 대상에 의한 임피던스 차이를 정합하며, 상기 초음파 트랜스듀서는 파우더 응축 방식으로 제조된 것을 특징으로 하는 초음파 및 RF를 이용한 휴대용 미용 기기.
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