KR102650350B1

KR102650350B1 - 피부 케어 기기 및 그의 피부 측정 방법

Info

Publication number: KR102650350B1
Application number: KR1020227015551A
Authority: KR
Inventors: 김나영; 임귀삼; 장윤영; 김동원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2024-03-22
Also published as: KR20190100258A; KR102399709B1; KR20220065090A; WO2018135671A1

Abstract

사용자의 편의가 더욱 고려된 피부 케어 기기 및 그의 피부 측정 방법에 관한 것으로, 외관을 형성하는 바디부와, 바디부의 전면 방향으로 돌출되고, 초음파 구동 및 이온토포레시스 (iontophoresis) 구동 중 적어도 어느 하나로 구동하는 헤드부와, 헤드부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 헤드부는, 중앙 영역에 홈을 갖는 헤드 케이스와, 헤드 케이스의 홈 내에 안착되는 진동자와, 진동자와 헤드 케이스 사이에 배치되는 절연 필름을 포함하고, 진동자의 두께는, 헤드 케이스의 두께보다 더 두꺼우며, 절연 필름의 두께는, 헤드 케이스의 두께보다 더 얇을 수 있다.

Description

피부 케어 기기 및 그의 피부 측정 방법{SKIN CARE DEVICE AND SKIN MEASUREMENT METHOD THEREOF}

본 발명은 사용자의 편의가 더욱 고려된 피부 케어 기기 및 그의 피부 측정 방법에 관한 것이다.

피부 미용을 위한 기기는 다양한 방식을 통해 구현된다. 피부는 미세한 자극을 받아 세포의 활동 등에 변화를 주게 되어 주름 개선, 미백 등의 피부 개선 효과를 가져올 수 있다.

그 중 대표적인 형태로 전기적인 자극을 피부에 주는 방식의 비침습 방식, 물리적인 자극을 주는 방식의 침습 방식의 형태가 있다.

종래에는 개인이 휴대 가능한 형태의 기기가 보급되지 않았으나, 최근에는 무선 통신의 개발, 부품의 소형화 등이 가능해짐에 따라 휴대형 케어 기기가 많이 상용화 되고 있다. 종래의 피부 케어 기기 관련 기술은 등록특허공보 제10-0496192호, 등록특허공보 제10-1169675호, 및 등록특허공보 제10-1177177호에 개시된 바와 같은 수준이다.

전기적인 자극을 통해 피부를 케어하는 방식에는 고주파 대역의 전기적인 자극을 주는 방식, 가시광선 영역의 자극을 주는 광학식을 예로 들 수 있다.

고주파 대역의 자극을 주는 방식은 1MHz 대역의 고주파 에너지를 주는 것으로 인체의 피부 표면 및 심부에 각각 자극을 줄 수 있다.

하지만 종래의 고주파 대역의 피부 케어 기기에는 화장품 흡수 촉진 성능이 부족한 문제가 있었고, 저주파 대역의 피부 케어 기기는 진동부의 진동자 직경 및 두께 사이즈가 커서 피부 케어 기기를 소형화하는데 한계가 있었다.

또한, 저주파 대역의 피부 케어 기기는 가청 주파수 대역에 가까운 진동을 발생하면 공진 현상으로 이명 발생을 일으키는 문제가 있었다.

따라서, 향후 저주파 대역에서도 이명이 발생하지 않고 소형화시킬 수 있는 피부 케어 기기의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은, 저주파 대역의 진동자를 헤드부에 배치하여 저주파 대역의 초음파 에너지를 제공할 수 있는 피부 케어 기기 및 그의 피부 측정 방법을 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 진동자와 헤드 케이스 사이에 절연 필름을 배치함으로써, 초음파 구동과 이온토포레시스 구동을 복합적으로 수행할 수 있는 피부 케어 기기 및 그의 피부 측정 방법을 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 진동자와 헤드 케이스와의 두께 비율을 조정하여, 저주파 대역에서도 이명이 발생하지 않고 소형화를 할 수 있는 피부 케어 기기 및 그의 피부 측정 방법을 제공하고자 한다.

또 다른 목적은, 피부 상태를 측정하기 위한 센싱부를 배치하여, 개인 피부 상태를 측정하여 표시함으로써, 사용자 편의성을 제공할 수 있는 피부 케어 기기 및 그의 피부 측정 방법을 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 케어 기기는, 외관을 형성하는 바디부와, 바디부의 전면 방향으로 돌출되고, 초음파 구동 및 이온토포레시스 (iontophoresis) 구동 중 적어도 어느 하나로 구동하는 헤드부와, 헤드부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 헤드부는, 중앙 영역에 홈을 갖는 헤드 케이스와, 헤드 케이스의 홈 내에 안착되는 진동자와, 진동자와 헤드 케이스 사이에 배치되는 절연 필름을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 케어 기기의 피부 측정 방법은, 피부 측정 모드 신호가 입력되면, 센싱부에 전원이 인가되는지를 확인하는 단계와, 피부 미접촉에 따른 기준값을 측정하는 단계와, 제1 설정 시간이 경과되는지를 확인하는 단계와, 제1 설정 시간이 경과되면, 피부 측정 준비를 완료하는 단계와, 센싱부에 피부가 접촉되는지를 확인하는 단계와, 피부가 접촉되면 접촉된 피부 상태를 측정하는 단계와, 제2 설정 시간이 경과되는지를 확인하는 단계와, 제2 설정 시간이 경과되면 피부 상태 측정을 완료하는 단계와, 측정된 피부 상태 결과를 표시하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 피부 케어 기기 및 그의 피부 측정 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 저주파 대역의 진동자를 헤드부에 배치하여 저주파 대역의 초음파 에너지를 제공함으로써, 유효 성분에 대한 피부 흡수 촉진을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 진동자와 헤드 케이스 사이에 절연 필름을 배치함으로써, 초음파 구동과 이온토포레시스 구동을 복합적으로 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 진동자와 헤드 케이스와의 두께 비율을 조정하여, 저주파 대역에서도 이명이 발생하지 않고 전체적인 크기를 소형화할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 피부 상태를 측정하기 위한 센싱부를 배치하여, 개인 피부 상태를 측정하여 표시함으로써, 사용자 편의성을 제공할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 피부 케어 기기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 피부 케어 기기를 보여주는 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 헤드부를 보여주는 구조 단면도이다.
도 6A 내지 도 6D는 도 4의 헤드 케이스를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 피부 케어 기기의 초음파 출력에 따른 유효 성분의 상대 흡수율을 보여주는 그래프이다.
도 8 및 도 9는 도 3의 센싱부를 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 13은 피부 상태 측정부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 피부 비접촉에 따른 기준값을 보여주는 그래프이다.
도 15는 피부 측정 결과를 보여주는 도면이고, 도 16은 피부 수분량에 따른 전압 레벨을 보여주는 그래프이다.
도 17은 본 발명에 따른 피부 케어 기기의 피부 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 피부 케어 기기를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 피부 케어 기기(100)는, 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(130), 출력부(140), 인터페이스부(150), 메모리(160), 제어부(170) 및 전원 공급부(180) 등을 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 구성요소들은 피부 케어 기기(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 피부 케어 기기(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 피부 케어 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 피부 케어 기기(100)와 다른 외부 단말기 사이, 또는 피부 케어 기기(100)와 외부 서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 피부 케어 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(110)는 무선 인터넷 모듈(111), 근거리 통신 모듈(112), 위치정보 모듈(113) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

근거리 통신 모듈(112)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(112)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 피부 케어 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 피부 케어 기기(100)와 다른 피부 케어 기기(100) 사이, 또는 피부 케어 기기(100)와 다른 피부 케어 기기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

여기에서, 다른 외부 단말기는 본 발명에 따른 피부 케어 기기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 이동 단말기 또는 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(112)은, 피부 케어 기기(100) 주변에, 상기 피부 케어 기기(100)와 통신 가능한 이동 단말기 또는 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(170)는 상기 감지된 이동 단말기 또는 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 피부 케어 기기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 피부 케어 기기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(112)을 통해 이동 단말기 또는 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 이동 단말기 또는 웨어러블 디바이스의 사용자는, 피부 케어 기기(100)에서 처리되는 데이터를, 이동 단말기 또는 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 또는 피부 케어 기기(100)는 이동 단말기 또는 웨어러블 디바이스를 통해 처리된 데이터를 전달받아 특정 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 피부 케어 기기(100)가 측정한 피부 상태에 관한 데이터를 이동 단말기 또는 웨어러블 디바이스에 전송하고, 이를 데이터 베이스화 하여 피부 상태 변화의 경향을 파악하고 이를 토대로 다시 피드백 하여 피부 케어 기기의 구동을 제어할 수 있다.

특히 본 발명에 따른 피부 케어 기기(100)에는 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 등의 근거리 통신 기술이 적용될 수 있다.

이 중, 피부 케어 기기(100)에 구비된 NFC 모듈은 10cm 안팎의 거리에서 단말 간 비접촉식 근거리 무선 통신을 지원한다. NFC 모듈은 카드 모드, 리더 모드 및 P2P 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다. NFC 모듈이 카드 모드로 운용되기 위해서, 피부 케어 기기(100)는 카드 정보를 저장하는 보안 모듈을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 보안 모듈이란 UICC(Universal Integrated Circuit Card)(예컨대, SIM(Subscriber Identification Module) 또는 USIM(Universal SIM)), Secure micro SD 및 스티커 등 물리적 매체일 수도 있고, 피부 케어 기기에 임베디드되어 있는 논리적 매체(예컨대, embeded SE(Secure element))일 수도 있다. NFC 모듈과 보안 모듈 사이에는 SWP(Single Wire Protocol)에 기반한 데이터 교환이 이루어질 수 있다.

NFC 모듈이 카드 모드로 운용되는 경우, 피부 케어 기기(100)는 전통적인 IC 카드처럼 저장하고 있는 카드 정보를 외부로 전달할 수 있다.

NFC 모듈이 리더 모드로 운용되는 경우, 피부 케어 기기는 외부의 태그(Tag)로부터 데이터를 독출할 수 있다. 이때, 피부 케어 기기가 태그로부터 수신하는 데이터는 NFC 포럼에서 정하는 데이터 교환 포맷(NFC Data Exchange Format)으로 코딩될 수 있다. 아울러, NFC 포럼에서는 4개의 레코드 타입을 규정한다. 구체적으로, NFC 포럼에서는 스마트 포스터(Smart Poster), 텍스트(Text), URI(Uniform Resource Identifier) 및 일반 제어(General Control) 등 4개의 RTD(Record Type Definition)를 규정한다.

NFC 모듈이 P2P(Peer-to-Peer) 모드로 운용되는 경우, 피부 케어 기기(100)는 다른 기기와 P2P 통신을 수행할 수 있다. 이때, P2P 통신에는 LLCP(Logical Link Control Protocol) 가 적용될 수 있다. P2P 통신을 위해 피부 케어 기기(100)와 다른 외부 단말기 사이에는 커넥션(connection)이 생성될 수 있다. 이때, 생성되는 커넥션은 1개의 패킷을 교환하고 종료되는 비접속형 모드(connectionless mode)와 연속적으로 패킷을 교환하는 접속형 지향 모드(connection-oriented mode)로 구분될 수 있다. P2P 통신을 통해 데이터 및 블루투스, Wi-Fi 연결을 위한 셋업 파라미터 등이 교환될 수 있다. 다만, NFC 통신의 가용 거리는 짧으므로, P2P 모드는 크기가 작은 데이터를 교환하는 것에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.

위치정보 모듈(113)은 피부 케어 기기(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 피부 케어 기기(100)는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 피부 케어 기기(100)의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 피부 케어 기기(100)는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 피부 케어 기기(100)의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 피부 케어 기기(100)의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 피부 케어 기기(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 피부 케어 기기(100)의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(122, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(141)에 표시되거나 메모리(160)에 저장될 수 있다.

카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.

카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.

피부 케어 기기(100)에 구비된 카메라(121)는 특히 부착된 피부 표면 상태를 촬영하는 기능을 수행할 수 있다. 디스플레이부(141)가 구비된 경우 촬영된 피부 표면 상태를 출력하여 사용자로 하여금 확인 가능하게 할 수 있다.

사용자 입력부(122)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(122)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(170)는 입력된 정보에 대응되도록 피부 케어 기기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(122)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 피부 케어 기기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

센싱부(130)는 피부 케어 기기(100) 내 정보, 피부 케어 기기(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(130)는 근접센서(131, proximity sensor), 조도 센서(132, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(133, motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121)), 마이크로폰(microphone), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 피부 케어 기기(100)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

센싱부(130)는 피부 케어 기기(100) 내 정보, 피부 케어 기기(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(170)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 피부 케어 기기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 피부 케어 기기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다.

근접 센서(131)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(131)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 피부 케어 기기(100)의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(131)가 배치될 수 있다.

근접 센서(131)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(131)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.

한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(131)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(170)는 위와 같이, 근접 센서(131)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(170)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 피부 케어 기기(100)를 제어할 수 있다.

터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(141))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.

일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.

제어부(170)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 피부 케어 기기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.

한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.

초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(170)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.

이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(170)로 전송한다. 이로써, 제어부(170)는 디스플레이부(141)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(170)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(170) 자체일 수 있다.

출력부(140)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(141), 음향 출력부(142), 햅틱 모듈(143), 광 출력부(144) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(141)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 피부 케어 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(122)로써 기능함과 동시에, 피부 케어 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

디스플레이부(141)는 피부 케어 기기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(141)는 피부 케어 기기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

인터페이스부(150)는 피부 케어 기기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(150)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 피부 케어 기기(100)에서는, 상기 인터페이스부(150)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

메모리(160)는 피부 케어 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(160)는 피부 케어 기기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 피부 케어 기기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 피부 케어 기기(100)의 기본적인 기능을 위하여 출고 당시부터 피부 케어 기기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(160)에 저장되고, 피부 케어 기기(100) 상에 설치되어, 제어부(170)에 의하여 상기 피부 케어 기기(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(170)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 피부 케어 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(170)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(160)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

제어부(170)는 후술하는 제어부와 혼용되는 개념이 될 수 있다.

제어부(170)는 메모리(160)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(170)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 피부 케어 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원공급부(180)는 제어부(170)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 피부 케어 기기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(180)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는 피부 케어 기기(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 피부 케어 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(160)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 피부 케어 기기 상에서 구현될 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 피부 케어 기기를 보여주는 사시도이다.

도 2는 피부 케어 기기의 전면부를 보여주는 도면이고, 도 3은 피부 케어 기기의 후면부를 보여주는 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 피부 케어 기기(1000)는, 바디부(1100), 헤드부(1200), 그리고 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

여기서, 바디부(1100)는, 피부 케어 기기(1000)의 외관을 형성할 수 있다.

그리고, 헤드부(1200)는, 바디부(1100)의 전면 방향으로 돌출되고, 초음파 구동 및 이온토포레시스 (iontophoresis) 구동 중 적어도 어느 하나로 구동할 수 있다.

일 예로, 헤드부(1200)는, 중앙 영역에 홈을 갖는 헤드 케이스, 헤드 케이스의 홈 내에 안착되는 진동자, 그리고, 진동자와 헤드 케이스 사이에 배치되는 절연 필름을 포함할 수 있다.

여기서, 진동자는, 약 20KHz ~ 약 500KHz 주파수 대역의 초음파를 출력할 수 있다.

본 발명에서 저주파 대역의 진동자를 사용하는 이유는, 화장품 등의 유효 성분에 대한 피부 흡수 촉진 성능이 우수하기 때문이다.

경우에 따라, 본 발명에 따른 피부 케어 기기(1000)는, 모드 선택부(1410), 모드 동작부(1430), 그리고 디스플레이부(1420)를 더 포함할 수도 있다.

여기서, 모드 선택부(1410), 모드 동작부(1430), 그리고 디스플레이부(1420)는, 바디부(1100)의 전면에 배치될 수 있다.

모드 선택 디스플레이부(1410)는, 현재 피부 케어 기기의 동작 모드를 표시하는 화면으로서, 일 예로, 초음파 모드, 이온토포레시스 모드, 피부 측정 모드, 무선 통신 모드 등으로부터 선택된 동작 모드를 표시할 수 있다.

이어, 피부 측정 디스플레이부(1420)는, 피부 측정 모드 동작에 따른 피부 측정 결과를 표시할 수 있다.

그리고, 모드 선택 및 모드 동작부(1430)에서, 모드 선택부는, 피부 케어 기기의 동작 모드를 선택하기 위한 기능으로서, 일 예로, 동작 모드는, 초음파 모드, 이온토포레시스 모드, 피부 측정 모드, 무선 통신 모드 등을 포함할 수 있다.

또한, 모드 동작부는, 모드 선택부로부터 선택된 모드 동작을 시작하거나 정지하는 기능을 수행할 수 있다.

경우에 따라, 바디부(1000)의 전면에는, 에너지 공급 레벨 및 공급 시간을 표시할 수 있는 디스플레이부가 더 포함될 수도 있다.

이어, 본 발명의 피부 케어 기기(1000)는, 바디부(1100)의 측면부에 전원을 공급하기 위한 전원 버튼(1510)이 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 피부 케어 기기(1000)는, 바디부(1100)의 측면부에 배치되는 제1, 제2 조절 버튼(1520, 1530)을 더 포함할 수도 있다.

여기서, 제1 조절 버튼(1520)는, 바디부(1100)의 측면에 배치되어 모드 동작에 따른 에너지 공급 레벨을 조절하는 기능을 수행하고, 제2 조절 버튼(1530)은, 바디부(1100)의 측면에 배치되어 모드 동작에 따른 에너지 공급 시간을 조절하는 기능을 수행할 수 있다.

또한, 바디부(1100)의 측면부에는, 이온토포레시스 동작 모드를 위한 대전극(1600)이 노출될 수도 있다.

여기서, 대전극(1600)은, 이온토포레시스 동작 시, 그라운드 역할을 수행할 수 있다.

그리고, 본 발명의 피부 케어 기기(1000)는, 바디부(1100)의 후면에 배치되어 접촉되는 피부 상태를 센싱하는 센싱부(1300)를 더 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명의 피부 케어 기기(1000)는, 충전부(1700)를 통해 충전될 수 있다.

한편, 제어부(미도시)는, 헤드부(1200)의 구동을 제어할 수 있다.

일 예로, 제어부는, 이온토포레시스 구동 모드 신호가 입력되면, 헤드부(1200)의 헤드 케이스에 이온토포레시스 전압을 인가하도록 전원부를 제어하여 헤드부(1200)가 이온토포레시스 구동을 수행하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부는, 초음파 구동 모드 신호가 입력되면, 헤드부(1200)의 진동자에 초음파 전압을 인가하도록 전원부를 제어하여 헤드부(1200)가 초음파 구동을 수행하도록 제어할 수 있다.

경우에 따라, 제어부는, 센싱부(1300)로부터 센싱된 신호를 토대로, 피부 상태를 측정하는 피부 상태 측정부를 포함할 수 있다.

여기서, 피부 상태 측정부는, 인가되는 전압을 신호 처리하여 센싱부(1300)로 인가하는 신호 인가부와, 센싱부(1300)로부터 센싱된 신호를 토대로 피부 상태를 측정하는 신호 측정부를 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명은, 전원부, 제1 배선, 제 2 배선, 그리고 제3 배선을 더 포함할 수도 있다.

여기서, 전원부는, 제어부의 제어에 따라, 헤드 케이스(1210)와 진동자(1220)에 전원을 공급할 수 있다.

이어, 제1 배선은, 헤드 케이스(1210)와 전원부 사이에 전기적으로 연결되어 이온토포레시스 전압을 인가할 수 있다.

다음, 제2, 제3 배선은, 진동자(1220)와 전원부 사이에 전기적으로 연결되어 초음파 전압을 인가할 수 있다.

여기서, 제2 배선은 진동자(1220)에 양 전압을 인가하고, 제3 배선은 진동자(1220)에 음 전압을 인가할 수 있다.

또한, 제어부는, 이온토포레시스 구동 모드 신호가 입력되면, 헤드부(1200)의 헤드 케이스(1210)에 이온토포레시스 전압을 인가하도록 전원부를 제어하고, 초음파 구동 모드 신호가 입력되면, 헤드부(1200)의 진동자(1220)에 초음파 전압을 인가하도록 전원부를 제어할 수 있다.

이와 같이, 구성되는 본 발명의 피부 케어 기기(1000)는, 초음파 모드, 이온 도입 모드, 이온 도출 모드, 초음파와 이온 도입의 동시 수행 모드, 초음파와 이온 도출의 동시 수행 모드 등을 복합적으로 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 피부 케어 기기(1000)는, 무선 통신을 통해 이동 단말기 등과 같이 외부 기기와 데이터를 송수신할 수도 있다.

즉, 본 발명은, 피부 케어 기기의 사용 전/후에 따른 사용자 피부 상태 정보 및 사용자 피부 이력 정보 등을 외부 기기에 제공함으로써, 사용자의 피부 상태를 모니터링하여 지속적으로 관리할 수 있다.

도 4 및 도 5는 도 2의 헤드부를 보여주는 구조 단면도이다.

도 4는 약 350KHz의 초음파 진동자를 포함하는 헤드부이고, 도 5는 약 280KHz의 초음파 진동자를 포함하는 헤드부를 보여주고 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 헤드부(1200)는, 헤드 케이스(1210), 진동자(1220), 그리고 절연 필름(1230)을 포함할 수 있다.

여기서, 헤드 케이스(1210)는, 중앙 영역에 홈을 가질 수 있다.

일 예로, 헤드 케이스(1210)는, 도전성을 갖는 스테인레스강으로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

또한, 헤드 케이스(1210)의 높이와 두께 중 적어도 어느 하나는, 진동자(1220)의 두께에 따라 가변될 수 있다.

*일 예로, 진동자(1220)의 두께가 얇아지면, 헤드 케이스(1210)의 높이와 두께 중 적어도 어느 하나는 감소할 수 있고, 진동자(1220)의 두께가 두꺼워지면, 헤드 케이스(1210)의 높이와 두께 중 적어도 어느 하나는 증가할 수 있다.

그리고, 진동자(1220)는, 헤드 케이스(1210)의 홈 내에 안착될 수 있다.

여기서, 진동자(1220)는, 약 20KHz ~ 약 500KHz 주파수 대역의 초음파를 출력할 수 있다.

저주파 대역의 진동자를 사용하는 이유는, 화장품 등의 유효 성분에 대한 피부 흡수 촉진 성능이 우수하기 때문이다.

진동자(1220)의 두께 t2는, 헤드 케이스(1210)의 두께 t1보다 더 두꺼울 수 있다.

그 이유는, 진동자(1220)의 두께가 너무 두꺼워지면 진동자(1220)의 주파수 대역이 감소하기 때문이다.

즉, 진동자(1220)의 두께 및 직경과 헤드 케이스(1210)의 모양 및 두께는, 진동자(1220)의 공진 주파수를 결정할 수 있다.

또한, 진동자(1220)와 헤드 케이스(1210) 사이에 배치되는 절연 필름(1230)의 두께 및 재질도, 진동자(1220)의 공진 주파수에 영향을 미칠 수 있다.

일 예로, 진동자(1220)의 두께 t2가 두꺼울수록 진동자(1220)의 주파수 대역이 감소하는 경향이 있다.

진동자(1220)의 두께 t2가 두꺼워지면, 분극 처리를 하여 압전 효과(전극간에 진동자를 삽입해 전압을 걸면 진동자가 초음파를 발생하고, 반대로 이 진동자에 압력을 가하면 양극간에 전압이 발생하는 현상)가 사라지므로, 진동자(1220)의 두께를 높이는데는 한계가 있다.

또한, 진동자(1220)의 두께 t2가 두꺼울수록, Kp(전기-기계적 변환 효율)가 낮아져서 진동자(1220)의 구동 효율이 낮아질 수 있다.

따라서, 본 발명의 피부 케어 기기는, 헤드 케이스(1210), 진동자(1220) 및 절연 필름(1230)의 두께, 재질, 형상 등을 조절하여, 저주파 대역의 초음파를 출력할 수 있다.

일 예로, 헤드 케이스(1210)와 진동자(1220)의 두께 비율은, 1:2 ~ 1:20일 수 있다.

여기서, 진동자(1220)의 두께 t2는, 약 1mm ~ 약 10mm일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

그리고, 진동자(1220)의 직경 D은, 헤드 케이스(1210)의 홈 바닥면의 직경보다 더 작을 수 있다.

이어, 진동자(1220)는, 헤드 케이스(1210)에 비접촉될 수 있다.

그 이유는, 진동자(1220)와 헤드 케이스(1210)가 접촉될 경우, 이온토포레시스 구동 시, 헤드 케이스(1210)에 흐르는 전류가 진동자(1220)에 인가되어 이온토포레시스 구동이 수행되지 않기 때문이다.

또한, 진동자(1220)는, 세라믹으로 이루어질 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.

이어, 절연 필름(1230)은, 진동자(1220)와 헤드 케이스(1210) 사이에 배치될 수 있다.

*여기서, 절연 필름(1230)의 두께 t3는, 헤드 케이스(1210)의 두께 t1보다 더 얇을 수 있다.

그 이유는, 절연 필름(1230)의 두께가 너무 두꺼우면, 진동자(1220)의 초음파 에너지가 감소될 수 있기 때문이다.

일 예로, 절연 필름(1230)의 두께 t3는, 약 10um ~ 약 100um일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

그리고, 절연 필름(1230)의 면적은, 절연 필름(1230)을 마주하는 진동자(1220)의 하부 면적과 동일할 수 있다.

그 이유는, 진동자(1220)와 헤드 케이스(1210)간에 전기적으로 절연시킴과 동시에 진동자(1220)의 초음파 에너지 감소를 최소화하여 출력하기 위함이다.

경우에 따라, 절연 필름(1230)의 면적은, 절연 필름(1230)을 마주하는 진동자(1220)의 하부 면적보다 더 넓을 수도 있다.

그 이유는, 진동자(1220)와 헤드 케이스(1210)간에 전기적으로 확실하게 절연시키기 위함이다.

일 예로, 절연 필름(1230)은, 폴리이미드로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

이와 같이, 헤드 케이스(1210)의 높이와 두께 중 적어도 어느 하나는, 진동자(1220)의 두께에 따라 가변될 수 있다.

그리고, 진동자(1220)의 두께 및 직경과 헤드 케이스(1210)의 모양 및 두께는, 진동자(1220)의 공진 주파수를 결정할 수 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 구조적인 조건들을 고려하여 피부 케어 기기를 설계함으로써, 최적으로 초음파 구동 및 이온토포레시스 구동을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 피부 케어 기기는, 전원부, 제1 배선, 제 2 배선, 그리고 제3 배선을 더 포함할 수도 있다.

도 6A 내지 도 6D는 도 4의 헤드 케이스를 보여주는 도면이다.

도 6A는 헤드 케이스의 사시도이고, 도 6B는 헤드 케이스의 평면도이며, 도 6C는 헤드 케이스의 측면도이고, 도 6D는 헤드 케이스의 단면도이다.

도 6A 내지 도 6D에 도시된 바와 같이, 헤드 케이스(1210)는, 중앙 영역에 홈을 가질 수 있다.

또한, 헤드 케이스(1210)의 높이와 두께 중 적어도 어느 하나는, 진동자의 두께에 따라 가변될 수 있다.

일 예로, 진동자의 두께가 얇아지면, 헤드 케이스(1210)의 높이와 두께 중 적어도 어느 하나는 감소할 수 있고, 진동자의 두께가 두꺼워지면, 헤드 케이스(1210)의 높이와 두께 중 적어도 어느 하나는 증가할 수 있다.

그 이유는, 헤드 케이스(1210)의 모양 및 두께가 진동자의 공진 주파수에 영향을 미치기 때문이다.

일 예로, 헤드 케이스(1210)와 진동자의 두께 비율은, 1:2 ~ 1:20일 수 있다.

그리고, 헤드 케이스(1210)의 홈 하부의 직경 D1은, 헤드 케이스(1210)의 홈 상부의 직경 D2보다 더 작을 수 있다.

이어, 헤드 케이스(1210)의 홈은, 절연 필름에 접촉되는 바닥면과, 바닥면으로부터 상부 방향으로 연장되는 측면을 포함할 수 있다.

여기서, 홈 바닥면과 홈 측면 사이의 각도 θ는, 둔각일 수 있다.

경우에 따라, 홈 바닥면과 홈 측면 사이의 경계 영역은, 소정의 곡률 반경을 갖는 곡면일 수도 있다.

또한, 홈 바닥면의 두께 t11와 홈 측면의 두께 t12는, 서로 다를 수 있다.

일 예로, 홈 바닥면의 두께 t11는, 홈 측면의 두께 t12보다 더 얇을 수 있다.

그 이유는, 진동자의 초음파 에너지 감소를 최소화하여 출력시키기 위함이다.

그리고, 홈 바닥면의 두께 t11는, 진동자의 두께에 따라 결정될 수 있다.

즉, 홈 바닥면의 두께 t11와 진동자의 두께는, 서로 비례하여 가변될 수 있다.

일 예로, 홈 바닥면의 두께 t11는, 약 0.5mm ~ 약 2mm일 수 있다.

또한, 헤드 케이스(1210)의 홈 측면의 상부에는, 바디부에 체결하기 위한 체결 홈(1212)이 형성될 수도 있다.

도 7은 본 발명에 따른 피부 케어 기기의 초음파 출력에 따른 유효 성분의 상대 흡수율을 보여주는 그래프이다.

도 7은, 본 발명의 기기를 이용하여 평가 성분인 비타민 성분을 사용자의 피부에 적용한 후, 24시간 후에 성분 흡수율에 대한 실험 결과를 보여주고 있다.

도 7과 같이, 약 280KHz의 초음파를 출력하는 기기를 적용한 경우, 성분 흡수율은, 약 188%로 나타나는 것을 알 수 있고, 약 350KHz의 초음파를 출력하는 기기를 적용한 경우, 성분 흡수율은, 약 313%로 나타나는 것을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 기기를 적용한 결과, 무처리 기준 상대 흡수율 대비 높은 성분 흡수율을 보여주고 있다.

도 8 및 도 9는 도 3의 센싱부를 보여주는 도면이다.

도 8은 센싱부(1300)의 평면도이고, 도 9는 센싱부(1300)의 단면도이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 센싱부(1300)는, 바디부의 후면에 배치되어 접촉되는 피부 상태를 센싱할 수 있다.

여기서, 센싱부(1300)는, 기판(1330), 제1, 제2 전극(1310, 1320)을 포함할 수 있다.

제1 전극(1310)은, 기판(1330) 위에 형성되고 전압이 인가되고, 제2 전극(1320)은, 제1 전극(1310)에 연결되어 피부의 접촉에 따라 가변되는 전압을 출력할 수 있다.

일 예로, 제2 전극(1320)은, 미앤더(meander) 구조를 가질 수 있다.

그리고, 제2 전극(1320)의 두께 t21는, 약 250um ~ 약 450um일 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.

경우에 따라, 제1, 제2 전극(1310, 1320)은, 금 도금으로 이루어질 수도 있다.

이어, 제어부는, 센싱부(1300)로부터 센싱된 신호를 토대로, 피부 상태를 측정할 수 있다.

즉, 제어부는, 센싱부(1300)로부터 피부 임피던스로 인한 전압 강하를 측정할 수 있다.

여기서, 제어부는, 센싱부(1300)의 센싱 신호로부터 피부 상태를 측정하기 위한 피부 상태 측정부를 포함할 수 있다.

도 10 내지 도 13은 피부 상태 측정부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 피부 상태 측정부(2000)는, 크게 신호 인가부(2200)와 신호 측정부(2400)를 포함할 수 있다.

여기서, 신호 인가부(2200)는, 인가되는 전압을 신호 처리하여 센싱부(2300)로 인가할 수 있다.

일 예로, 신호 인가부(2200)는, 인가되는 전압의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 디지털-아날로그 변환부(2210)와, 변환된 아날로그 신호를 증폭하여 센싱부(2300)로 인가하는 제1 증폭부(2220)를 포함할 수 있다.

그리고, 신호 측정부(2400)는, 센싱부(2300)로부터 센싱된 신호를 토대로 피부 상태를 측정할 수 있다.

일 예로, 신호 측정부(2400)는, 비교부(2410), 제2 증폭부(2420), 필터부(2430), 그리고 제2 아날로그-디지털 변환부(2440)를 포함할 수 있다.

여기서, 비교부(2410)는, 센싱부(2300)에 인가되는 입력 신호와 센싱부(2300)로부터 출력되는 출력 신호를 비교할 수 있다.

그리고, 제2 증폭부(2420)는, 비교부(2410)로부터 출력되는 출력 신호를 증폭시키며, 필터부(2430)는, 제2 증폭부(2420)로부터 증폭된 신호의 노이즈를 제거할 수 있다.

다음, 제2 아날로그-디지털 변환부(2440)는, 필터부(2430)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.

경우에 따라, 피부 상태 측정부(2000)는, 전원부(2100), 센싱부(2300) 디스플레이부(2500) 및 피부 측정 제어부(2600)를 더 포함할 수도 있다.

여기서, 전원부(2100)는, 피부 측정 제어부(2600)의 제어 신호에 따라, 신호 인가부(2200)로 전압을 인가하고, 센싱부(2300)는, 신호 인가부(2200)로부터 전압이 입력되면 피부 상태를 센싱할 수 있다.

그리고, 디스플레이부(2500)는, 피부 측정 제어부(2600)의 제어 신호에 따라, 신호 측정부(2400)로부터 측정된 피부 상태 결과를 표시할 수 있다.

이어, 피부 측정 제어부(2600)는, 전원부(2100), 신호 인가부(2200), 센싱부(2300), 신호 측정부(2400) 및 디스플레이부(2500)를 제어할 수 있다.

또한, 피부 상태 측정부(2000)는, 타이머(2700)를 더 포함할 수도 있다.

여기서, 타이머(2700)는, 피부 측정 제어부의 제어 신호에 따라, 피부 측정 준비를 위한 제1 설정 시간, 피부 접촉에 따른 피부 측정을 위한 제2 설정 시간, 그리고 피부 미접촉에 따른 피부 측정 종료를 위한 제3 설정 시간을 측정할 수 있다.

일 예로, 피부 측정 제어부(2600)는, 피부 측정 모드 신호가 입력되면, 센싱부(2300)로부터 피부 비접촉에 따른 기준값을 측정하고, 기준값을 토대로, 센싱부(2300)의 피부 접촉 여부를 판단할 수 있다.

도 14는 피부 비접촉에 따른 기준값을 보여주는 그래프이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 피부 측정 제어부(2600)는, 센싱부(2300)로부터 피부 비접촉에 따른 기준값을 측정하고, 센싱부(2300)에 피부가 접촉되면, 피부 접촉에 따른 측정값과 기준값을 비교하여 그 차값에 따라 피부 접촉 유무를 알 수 있다.

그리고, 피부 측정 제어부(2600)는, 센싱부(2300)에 피부가 접촉될 때, 피부 임피던스를 측정할 수 있다.

즉, 센싱부(2300)의 전극 양단은, 피부 접촉에 따른 피부 임피던스에 의해 전압 강하가 발생한다.

따라서, 피부 측정 제어부(2600)는, 피부 임피던스에 따른 전압 강하 레벨로 피부 수분량을 측정할 수 있다.

피부 측정 과정을 설명하면 다음과 같다.

피부 측정 제어부(2600)는, 피부 측정 버튼이 클릭되어 피부 측정 모드가 수행되면, 전원부(2100)를 제어하여 전압을 공급할 수 잇다.

이어, 신호 인가부(2200)는, 인가되는 전압의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 아날로그 신호를 증폭하여 센싱부(2300)로 인가한다.

여기서, 신호 인가부(2200)로부터 출력되는 주파수 파형 출력이 약 500Hz ~ 약10KHz 범위의 일정 진폭을 갖는 구형파 또는 정현파일 수 있다.

그리고, 신호 측정부(2400)는, 센싱부(2300)로부터 피부 비접촉에 따른 기준값을 측정한다.

즉, 신호 측정부(2400)는, 대기 상태의 기준값을 측정하고, 측정된 기준값을 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환할 수 있다.

다음, 피부 측정 제어부(2600)는, 기준값 측정이 완료되면, 측정 시작이 완료됨을 사용자에게 알림 후에, 피부 접촉을 기다리기 위해 약 2초간 대기할 수 있다.

그리고, 피부 측정 제어부(2600)는, 센싱부(2300)에 피부가 접촉되는지를 확인하고, 피부가 접촉되면, 센싱부(2300)로부터 센싱된 신호를 토대로 피부 상태를 측정할 수 있다.

여기서, 피부 측정 제어부(2600)는, 대기 상태의 기준값보다 약 5% 증가 시, 피부 접촉으로 판단할 수 있다.

만일, 약 10초간 피부 접촉이 판단되지 않으면, 에러로 인지하고 피부 측정을 종료할 수 있다.

그리고, 피부 측정 제어부(2600)는, 피부 접촉으로 판단되면, 약 5초 후 피부 수분량을 측정할 수 있다.

이어, 피부 측정 제어부(2600)는, 피부 접촉 후 약 5초 이내에 피부 접촉이 센싱부(2300)로부터 떨어지면 피부 측정을 종료할 수 있다.

다음, 피부 측정 제어부(2600)는, 피부 측정이 완료되면, 측정 완료 알림을 디스플레이부(2500)에 표시할 수 있다.

여기서, 디스플레이부(2500)는, 측정된 피부 수분량을 바탕으로 피부 수분 레벨을 표시할 수 있다.

그리고, 피부 측정 제어부(2600)는, 피부 측정 결과를 표시하면, 피부 수분량 측정 프로세서를 종료할 수 있다.

도 15는 피부 측정 결과를 보여주는 도면이고, 도 16은 피부 수분량에 따른 전압 레벨을 보여주는 그래프이다.

도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 피부 케어 기기는, 센싱부를 통해 사용자의 피부 상태를 측정하여 측정 결과를 표시할 수 있다.

일 예로, 센싱부로부터 측정된 피부 임피던스를 토대로 산출된 전압 레벨에 따라 피부 수분 상태를 구분할 수 있다.

즉, 피부 임피던스가 증가할수록 전압 레벨은 감소하고, 전압 레벨이 감소할수록 피부의 수분량이 많음을 알 수 있다.

이를 토대로, 본 발명은, 피부 수분 상태를, 아주 건조, 건조, 보통, 촉촉, 아주 촉촉 등으로 나눌 수 있다.

따라서, 본 발명은, 사용자에게 피부 상태 측정 결과를 디스플레이 화면을 통해 즉시 알려줌으로써, 사용자 편의성을 제공할 수 있다.

도 17은 본 발명에 따른 피부 케어 기기의 피부 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부는, 피부 측정 모드 신호가 입력되면, 센싱부에 전원을 인가하는지를 확인한다.(S10)

이어, 제어부는, 센싱부에 전원이 인가되면, 센싱부로부터 피부 미접촉에 따른 기준값을 측정한다.(S20)

다음, 제어부는, 제1 설정 시간이 경과되는지를 확인한다.(S30)

그리고, 제어부는, 제1 설정 시간이 경과되면, 피부 측정 준비를 완료한다.(S40)

*여기서, 제어부는, 피부 측정 준비 완료를 알리는 알림을 디스플레이부에 표시할 수도 있다.

이어, 제어부는, 센싱부에 피부가 접촉되는지를 확인한다.(S50)

다음, 제어부는, 피부가 접촉되면, 접촉된 피부 상태를 측정한다.(S60)

여기서, 제어부는, 센싱부에 피부가 접촉될 때, 피부 임피던스를 측정하고, 피부 임피던스에 따른 전압 강하 레벨로 피부 수분량을 측정할 수 있다.

하지만, 제어부는, 센싱부에 피부가 접촉되지 않으면, 제3 설정 시간이 경과되는지를 확인하고,(S100) 제3 설정 시간이 경과되면, 피부 측정을 종료할 수 있다.

그리고, 제어부는, 제2 설정 시간이 경과되는지를 확인한다.(S70)

이어, 제어부는, 제2 설정 시간이 경과되면, 피부 상태 측정을 완료한다.(S80)

다음, 제어부는, 측정된 피부 상태 결과를 표시할 수 있다.(S90)

이와 같이, 본 발명은, 저주파 대역의 진동자를 헤드부에 배치하여 저주파 대역의 초음파 에너지를 제공함으로써, 유효 성분에 대한 피부 흡수 촉진을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 진동자와 헤드 케이스 사이에 절연 필름을 배치함으로써, 초음파 구동과 이온토포레시스 구동을 복합적으로 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은, 진동자와 헤드 케이스와의 두께 비율을 조정하여, 저주파 대역에서도 이명이 발생하지 않고 전체적인 크기를 소형화할 수 있다.

또한, 본 발명은, 피부 상태를 측정하기 위한 센싱부를 배치하여, 개인 피부 상태를 측정하여 표시함으로써, 사용자 편의성을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 피부 케어 기기 및 그의 피부 측정 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

Claims

피부 케어 기기에 있어서,
외관을 형성하는 바디부;
상기 바디부의 전면 방향으로 돌출되고, 초음파 구동 및 이온토포레시스 (iontophoresis) 구동 중 적어도 어느 하나로 구동하는 헤드부; 그리고,
상기 헤드부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 헤드부는,
중앙 영역에 홈을 갖는 헤드 케이스;
상기 헤드 케이스에 인접한 진동자; 그리고,
상기 진동자와 헤드 케이스 사이에 배치되는 절연 필름을 포함하며,
상기 진동자는 20KHz ~ 500KHz 주파수 대역의 초음파를 출력하고,
상기 헤드 케이스와 상기 진동자의 두께 비율은 1:2 ~ 1:20이고,
상기 진동자의 두께는 1mm ~ 10mm이고,
상기 절연 필름의 면적은 상기 절연 필름을 마주하는 상기 진동자의 하부 면적과 동일하고,
상기 헤드 케이스의 홈은 상기 절연 필름에 접촉되는 바닥면과 상기 바닥면으로부터 상부 방향으로 연장되는 측면을 포함하고,
상기 홈 바닥면의 두께는 상기 홈 측면의 두께보다 더 얇고,
상기 홈 바닥면의 두께는 0.5mm ~ 2mm인 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부의 제어에 따라, 상기 헤드 케이스와 진동자에 전원을 공급하는 전원부;
상기 헤드 케이스와 상기 전원부 사이에 전기적으로 연결되어 이온토포레시스 전압을 인가하는 제1 배선; 및
상기 진동자와 상기 전원부 사이에 전기적으로 연결되어 초음파 전압을 인가하는 제2, 제3 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 진동자는 상기 헤드 케이스의 홈 내에 안착되는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제3 항에 있어서,
상기 진동자의 직경은, 상기 헤드 케이스의 홈 바닥면의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제1 항에 있어서,
상기 진동자는, 상기 헤드 케이스에 비접촉되는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제1 항에 있어서,
상기 절연 필름의 두께는, 상기 헤드 케이스의 두께보다 더 얇은 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제1 항에 있어서,
상기 헤드 케이스의 홈 하부의 직경은, 상기 헤드 케이스의 홈 상부의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제1 항에 있어서,
상기 홈 바닥면과 상기 홈 측면 사이의 각도는, 둔각인 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 이온토포레시스 구동 모드 신호가 입력되면, 상기 헤드부의 헤드 케이스에 상기 이온토포레시스 전압을 인가하도록 전원부를 제어하고,
초음파 구동 모드 신호가 입력되면, 상기 헤드부의 진동자에 상기 초음파 전압을 인가하도록 상기 전원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제1 항에 있어서,
상기 바디부의 후면에 배치되어 접촉되는 피부 상태를 센싱하는 센싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제10 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 센싱부로부터 센싱된 신호를 토대로, 상기 피부 상태를 측정하는 피부 상태 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제11 항에 있어서,
상기 피부 상태 측정부는,
인가되는 전압을 신호 처리하여 상기 센싱부로 인가하는 신호 인가부; 그리고,
상기 센싱부로부터 센싱된 신호를 토대로 피부 상태를 측정하는 신호 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제12 항에 있어서,
상기 신호 인가부는,
상기 인가되는 전압의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 디지털-아날로그 변환부; 그리고,
상기 변환된 아날로그 신호를 증폭하여 상기 센싱부로 인가하는 제1 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제12 항에 있어서,
상기 신호 측정부는,
상기 센싱부에 인가되는 입력 신호와 상기 센싱부로부터 출력되는 출력 신호를 비교하는 비교부;
상기 비교부로부터 출력되는 출력 신호를 증폭시키는 제2 증폭부;
상기 제2 증폭부로부터 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 필터부; 그리고,
상기 필터부로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 아날로그-디지털 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제12 항에 있어서,
상기 피부 상태 측정부는,
상기 신호 인가부로 전압을 인가하는 전원부;
상기 신호 인가부로부터 전압이 입력되면 상기 피부 상태를 센싱하는 센싱부;
상기 신호 측정부로부터 측정된 상기 피부 상태 결과를 표시하는 디스플레이부; 그리고,
상기 전원부, 신호 인가부, 센싱부, 신호 측정부 및 디스플레이부를 제어하는 피부 측정 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제15 항에 있어서,
상기 피부 측정 제어부의 제어 신호에 따라, 피부 측정 준비를 위한 제1 설정 시간, 피부 접촉에 따른 피부 측정을 위한 제2 설정 시간, 그리고 피부 미접촉에 따른 피부 측정 종료를 위한 제3 설정 시간을 측정하는 타이머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.
제15 항에 있어서,
상기 피부 측정 제어부는, 피부 측정 모드 신호가 입력되면, 상기 센싱부로부터 피부 비접촉에 따른 기준값을 측정하고, 상기 기준값을 토대로, 상기 센싱부의 피부 접촉 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 피부 케어 기기.