KR102030528B1

KR102030528B1 - 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법

Info

Publication number: KR102030528B1
Application number: KR1020180036205A
Authority: KR
Inventors: 김창식
Original assignee: 주식회사 지씨에스
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-11-08
Also published as: WO2019190077A1

Abstract

본 발명은 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치는, 사용자의 피부에 플라즈마 및 일렉트로포레이션 동작 중 적어도 하나의 동작을 발생시키는 하이브리드 피부관리부, 및 사용자의 피부 상태에 근거하여 플라즈마 및 일렉트로포레이션 동작이 동시에 또는 순서대로 발생하도록 하이브리드 피부관리부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

피부관리장치 및 그 장치의 구동방법{Apparatus for Managing Skin and Driving Method of Apparatus for Managing Skin}

본 발명은 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 일렉트로포레이션 동작을 위하여 고전압과 저전압의 출력이 가능하고 동시에 오존 방출이 적은 플리즈마 리프팅 방식도 가능한 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로, 사람은 나이가 들면 피부 탄력을 잃게 되어 피부에 주름과 처짐이 발생한다. 이 때문에, 사람들은 피부의 탄력을 유지하기 위해 다양한 종류의 기능성 화장품을 이용한다. 하지만, 피부는 외부의 자극이나 물질로부터 인체를 보호하는 기능을 가지고 있어 수용성 성분에 대해서도 불투과적인 특성을 나타내므로, 기능성 화장품을 피부에 바르는 것만으로 피부를 효과적으로 관리(care)할 수 없다. 이에 대하여 종래에는 다양한 방식의 피부관리장치가 개발된 바 있다. 피부관리장치로는 전류를 이용하여 피부 노폐물을 제거하는 장치, 진동, 저주파, 갈바닉, 온열 및 오존 등을 이용하여 피부를 관리하는 장치 등 다양한 것이 있다. 또한, 근래 들어서는 혈액, 혈관 및 세포를 노화시키는 활성산소를 없애는 데 기여하는 수소수를 피부에 공급하는 피부관리장치에 대한 연구도 있다.

최근에는 일렉트로포레이션 기술을 미용기기에 접목하여 이용하는 경향도 보이고 있다. 일렉트로포레이션이란 세포 내에 대한 유전자 도입법의 하나로서, 세포에 전기장(혹은 고전압)을 가하여 막의 투과성을 증가하고 DNA를 세포 내에 도입하는 방법이다. 그런데, 종래 일렉트로포레이션 기기 또는 이온도입기의 경우 사용자의 피부 건조 정도를 고려하지 않고 단순히 흡수 촉진을 위한 주파수를 출력한다.

또한, 종래의 고전압 일렉트로포레이션은 수백 또는 수킬로 볼트의 높은 전압을 사용하되 짧은 펄스 폭을 가지도록 하여 순간적으로 피부의 세포막 사이에 전기적인 천공을 유도하는 방식이라 지속적인 사용이 어렵고 얼굴 부위에 적용하기에는 통증을 동반할 수 있는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 종래의 고전압 일렉트로포레이션은 고전압을 피부에 가해야 하기 때문에 장시간 사용할시 피부에 가해지는 자극이 커져 짧은 시간만 사용해야 하지만, 이러한 사항은 고전압 일렉트로포레이션을 가정용으로 사용할 때 사용자에 의해 잘 지켜지지 않을 수 있기 때문에 가정용에 적합하지 않은 문제점이 있다.

특허문헌 1: KR등록특허 제1551923호(2015.09.02) 특허문헌 2: KR등록실용신안 제0464559호(2013.01.02)

본 발명의 실시예는 가령 일렉트로포레이션 동작을 위하여 고전압과 저전압의 출력이 가능하고 동시에 오존 방출이 적은 플리즈마 리프팅 방식도 가능한 피부관리장치 및 그 장치의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치는, 사용자의 피부에 플라즈마(plasma) 및 일렉트로포레이션(electroporation) 동작 중 적어도 하나의 동작을 발생시키는 하이브리드 피부관리부, 및 상기 사용자의 피부 상태에 근거하여 상기 플라즈마 및 상기 일렉트로포레이션 동작이 동시에 또는 순서대로 발생하도록 상기 하이브리드 피부관리부를 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는, 서로 다른 레벨의 고전압 및 저전압을 이용하여 형성한 AC 파형 형태의 제1 전압 및 DC 파형 형태의 제2 전압 중 적어도 하나의 전압을 상기 플라즈마와 출력하도록 상기 하이브리드 피부관리부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 30㎑ 내지 100㎑의 주파수 범위에 있는 상기 플라즈마를 발생하도록 상기 하이브리드 피부관리부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 사용자의 요청을 근거로 상기 플라즈마의 출력 또는 상기 적어도 하나의 전압에 대한 출력을 중단시킬 수 있다.

상기 하이브리드 피부관리부는, 상기 제어부의 제어 하에 상기 일렉트로포레이션 동작에 사용하는 전압을 가변하여 상기 사용자의 피부로 출력하는 전압 가변부, 및 상기 제어부의 제어 하에 상기 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 처리부를 포함할 수 있다.

상기 전압 가변부는, 양(+) 및 음(-)의 고전압 펄스를 발생시키는 펄스 생성부, 및 상기 전압을 가변하기 위해 상기 발생시킨 고전압 펄스를 수신하는 복수의 스위칭소자를 상기 제어부의 제어 하에 선택적으로 스위칭하는 스위칭부를 포함할 수 있다.

상기 스위칭부는, 상기 발생시킨 양의 고전압 펄스를 출력하는 제1 고압릴레이, 상기 발생시킨 음의 고전압 펄스를 출력하는 제2 고압릴레이를 포함할 수 있다.

상기 플라즈마 처리부는 아크(ARC) 방식으로 생성된 플라즈마를 상기 사용자의 피부로 출력할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치의 구동방법은 사용자의 피부에 플라즈마 및 일렉트로포레이션 동작 중 적어도 하나의 동작을 발생시키는 단계, 및 상기 사용자의 피부 상태에 근거하여 상기 플라즈마 및 상기 일렉트로포레이션 동작이 동시에 또는 순서대로 발생하도록 제어하는 단계를 포함한다.

상기 제어하는 단계는, 서로 다른 레벨의 고전압 및 저전압을 이용하여 형성한 AC 파형 형태의 제1 전압 및 DC 파형 형태의 제2 전압 중 적어도 하나의 전압을 상기 플라즈마와 출력하도록 상기 하이브리드 피부관리부를 제어할 수 있다.

상기 제어하는 단계는, 30㎑ 내지 100㎑의 주파수 범위에 있는 상기 플라즈마를 발생하도록 제어할 수 있다.

상기 제어하는 단계는, 상기 사용자의 요청을 근거로 상기 플라즈마의 출력 또는 상기 적어도 하나의 전압에 대한 출력을 중단시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 동작을 발생시키는 단계는, 상기 일렉트로포레이션 동작에 사용하는 전압을 가변하여 상기 사용자의 피부로 출력하는 단계, 및 상기 플라즈마를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 출력하는 단계는, 양(+) 및 음(-)의 고전압 펄스를 발생시키는 단계, 및 상기 전압을 가변하기 위해 상기 발생시킨 고전압 펄스를 수신하는 복수의 스위칭소자를 선택적으로 스위칭하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 스위칭하는 단계는, 상기 발생시킨 양의 고전압 펄스를 출력하는 단계, 및 상기 발생시킨 음의 고전압 펄스를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 플라즈마를 발생시키는 단계는, 아크(ARC) 방식으로 생성된 플라즈마를 상기 사용자의 피부로 출력할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 판독가능 기록매체는, 피부관리장치의 구동방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체에 있어서, 상기 피부관리장치의 구동방법은 사용자의 피부에 플라즈마 및 일렉트로포레이션 동작 중 적어도 하나의 동작을 발생시키는 단계, 및 상기 사용자의 피부 상태에 근거하여 상기 플라즈마 및 상기 일렉트로포레이션 동작이 동시에 또는 순서대로 발생하도록 제어하는 단계를 실행한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 아크 방식으로 플라즈마를 생성하여 피부에 가했을 때 인체 안전 허용 기준치를 넘는 양의 오존이 발생하지 않도록 함으로써 가정용 플라즈마 리프팅 기기로서 편리하고 안전하게 사용할 수 있을 것이다.

또한, 중주파수 범위에 있는 지정된 고전압을 이용하여 플라즈마를 발생시킴으로써 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)와 같은 주름 개선 성분의 흡수율이 향상될 것이다.

나아가, 일렉트로포레이션과 플라즈마를 함께 발생시키는 기기를 개발하게 됨으로써 사용자가 자신의 피부 상태에 따라 기기에서 선택적으로(혹은 자동으로) 기능을 사용할 수 있게 되어 사용자의 편리성이 증대될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 하이브리드 피부관리부의 구조를 예시하여 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 피부관리장치의 구조를 나타내는 도면,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 피부관리장치에서 생성되는 다양한 형태의 전압을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 하이브리드 피부관리부의 구조를 예시하여 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치(90)는 하이브리드 피부관리부(100), 제어부(110) 및 상태출력부(120)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 상태 출력부(120)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 피부관리장치(90)가 구성되거나 하이브리드 피부관리부(100)와 같은 일부 구성요소가 제어부(110)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위해 전부 포함하는 것으로 설명한다.

하이브리드 피부관리부(100)는 제어부(110)의 제어 하에 피부 상태 측정, 피부 통로 형성, 피부 재생 및 약물이나 유효성분(이하, 유효성분)의 흡수율을 촉진시키기 위한 동작 등을 수행한다. 이를 위하여, 하이브리드 피부관리부(100)는 일렉트로포레이션 기능을 구현하기 위한 전압 가변 동작과 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 처리 동작을 수행할 수 있다. 또한, 하이브리드 피부관리부(100)는 전극부 다시 말해 사용자의 피부에 접촉하는 전극으로 일렉트로포레이션을 위한 고전압이나 저전압 및 플라즈마를 출력하기 위한 출력부를 포함할 수 있다.

나아가, 하이브리드 피부관리부(100)는 전극부를 통해 피부 상태를 측정하여 사용자의 피부 상태를 판단할 수 있도록 제어부(110)로 제공한다. 또한 피부 통로를 형성하기 위하여 일렉트로포레이션 동작을 수행할 수 있으며, 피부 재생을 위해서는 생성된 플라즈마를 사용자의 피부로 출력할 수 있다. 또, 하이브리드 피부관리부(100)는 유효성분의 흡수율을 촉진시키기 위하여 플라즈마를 생성할 때, 지정된 하이(High) 레벨의 고전압(예: 1KVpp)을 중주파수의 범위에서 사용하거나 그 범위 내에서 가변하여 출력할 수 있고, 이때 일렉트로포레이션 동작을 실행시키기 위해 생성된 전압(이하, 일렉트로포레이션 전압)을 함께 출력함으로써 그 효과를 증대화시킬 수 있다. 여기서, 일렉트로포레이션 전압은 하나 이상의 피크(peak to peak)를 갖는 복합 중주파수의 전압을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 피부관리부(100)는 시스템 설계자의 의도에 따라 다양하게 설계가 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방식에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 도 2에서는 그 많은 예들 중 하나를 예시한다고 볼 수 있다. 다시 말해, 도 2에서는 제어부(110)가 하이브리드 피부관리부(100')의 플라즈마 처리부(200)와 전압 가변부(210)를 직접 제어하는 것을 도시하였지만, 예를 들어 별도의 스위칭부에 플라즈마 처리부(200)와 전압 가변부(210)를 연결하고, 제어부(110)가 그 스위칭부를 제어하여 간접적으로 플라즈마 처리부(200)와 전압 가변부(210)를 제어하는 것도 얼마든지 가능할 수 있기 때문이다. 이는 제조비용 등을 고려하여 판단될 수 있을 것이다.

본 명의 실시예에 따른 도 1의 하이브리드 피부관리부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 플라즈마 처리부(200), 전압 가변부(210) 및 전극부(220)의 일부 또는 전부를 포함하며, 여기서 플라즈마 처리부(200)는 구동부(201) 및 플라즈마 생성부(203)의 일부 또는 전부를 포함하고, 전압 가변부(210)는 전압 생성부(211) 및 스위칭부(213)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 여기서 "일부 또는 전부를 포함"한다는 것은 앞서서의 의미와 동일하다.

구동부(201)는 제어부(110)의 제어 하에 플라즈마 생성부(203)를 구동시킨다. 다시 말해, 본 발명의 실시예에 따라 플라즈마 생성부(203)는 가령 1KVpp의 지정된 레벨의 출력 전압값을 가지며, 중주파수 영역인 30㎑ ~ 100㎑에서 형성된 전압이 출력되기 때문에 구동부(201)는 이러한 동작에 관여할 수 있다. 이를 위하여 구동부(201)는 가령 FET 등의 스위칭소자들을 포함할 수 있다.

플라즈마 생성부(203)는 변압기(transformer)를 포함할 수 있다. 아크(ARC) 방식의 플라즈마를 생성하기 위해 고전압이 필요하므로 변압기를 통해 고전압을 생성해 주는 것이다. 이때 권선비는 500 이상, 3000 이하의 범위에서 결정될 수 있다. 구동부(201)의 제어에 따라 변압기의 1차측 코일로 제공된 전압은 2차측 코일로 유도하여 전극부(220)를 통해 사용자의 피부로 아크 방전이 이루어지도록 하는 것이다. 다시 말해, 변압기의 1차측 코일로 인가된 전압은 2차측 코일과의 권선비에 따라 승압되어 2차측 코일과의 사이에 형성된 절연체 또는 유전체에 의해 플라즈마를 발생시키고, 또 그 발생된 플라즈마는 2차측 코일에 연결된 전극부(220)와 전기적으로 연결된 전극이 사용자의 피부에 접속 혹은 접지되어 있으므로 전기적인 방전(ARC)과 같은 방식으로 발생된 플라즈마를 피부로 출력할 수 있게 된다.

반면, 전압 생성부(211)는 가령 양(+) 및 음(-)의 고전압 펄스를 생성하여 출력한다. 이때 고전압 펄스는 제어부(110)의 제어에 따라 결정되거나 결정된 레벨이 제어부(110)에 의해 조정될 수 있다. 가령, 그 레벨은 사용자의 피부 상태에 근거할 수 있다. 여기서, 피부 상태는 피부의 건조 정보를 포함할 수 있다.

스위칭부(213)는 전압 생성부(211)에서 생성된 전압을 전극부(220)로 출력하기 위한 복수의 스위칭소자를 포함할 수 있다. 스위칭부(213)는 제어부(110)의 제어에 따라 출력되는 고전압을 저전압으로 변경하여 출력하거나 이의 조합된 형태로 일렉트로포레이션 전압을 출력할 수 있다. 여기서, 스위칭소자는 고전압을 중계 즉 전달하므로 고압릴레이가 바람직할 수 있다.

상기의 구성에 따라 제어부(110)는 플라즈마 처리부(200)와 일렉트로포레이션 전압을 생성하는 전압 가변부(210)를 스위칭하여 고전압과 저전압이 동시에 출력되는 파형을 구현하는 복합 중주파수 일렉트로포레이션 기술과 아크 방식의 플라즈마를 이용한 리프팅 기술을 동시에 구현할 수 있게 된다. 또한, 제어부(110)는 아크 방식의 플라즈마를 생성하기 위해서는 고전압이 필요하기 때문에, 일렉트로포레이션을 위한 전압 생성부(211)를 보호할 수 있도록 스위칭부(213)를 고압릴레이를 이용하여 스위칭한다. 이에 따라 제어부(110)는 플라즈마와 일렉트로포레이션의 동시 출력이 용이하게 된다.

또한, 제어부(110)는 전압 가변부(210)를 제어하여 하나 이상의 피크값을 가지는 일렉트로포레이션 기술을 구현함으로써 기존 대비 더 효율적인 일렉트로포레이션 기기를 구현할 수 있다. 이와 관련해 본 발명의 실시예에서는 기존 병원용 일렉트로포레이션 기기가 일반적으로 갖는 고전압의 100Vpp의 값과, 가정에서 장시간 사용해도 피부에 강한 스트레스를 주지 않으면서 일렉트로포레이션의 역할을 수행하는 저전압의 30Vpp를 피크로 갖는 파형(의 전압)을 출력하여 가정에서도 병원에서와 같은 효과를 갖는 일렉트로포레이션 기술이 구현될 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따라 제어부(110)는 [표 1]에서와 같이 대략 4가지 형태의 동작이 이루어지도록 하이브리드 피부관리부(100)를 제어할 수 있다.

[표 1]

[표 1]에서 볼 수 있는 바와 같이, 제어부(110)는 DC (타입의) 일렉트로포레이션과 AC (타입의) 일렉트로포레이션 전압이 모두 출력될 수 있도록 하거나(제1유형), 플라즈마만을 출력하도록 하는 방식(제2유형), 또 플라즈마와 일렉트로포레이션 전압이 동시에 출력될 수 있도록 하거나(제3유형), AC 및 DC 일렉트로포레이션 전압과 플라즈마 생성을 위한 고전압이 모두 조합된 복합 파형(의 전압)을 출력하여(제4유형) 일렉트로포레이션을 통한 피부 흡수의 효율을 높일 수 있을 것이다.

한편, 제어부(110)는 하이브리드 피부관리부(100) 내의 전극부를 통해 측정된 사용자의 피부 상태에 따라 일렉트로포레이션이나 플라즈마 동작을 제어할 수 있지만, 이와 함께 상태 출력부(120)도 제어할 수 있다. 제어부(110)는 사용자의 피부 상태가 판단되면 판단된 피부 상태에 상응하는 피드백이 사용자에게 제공되도록 상태 출력부(120)를 제어한다. 이를 위하여 제어부(110)는 피부 상태 즉 피부 건조 정도에 매칭되는 피드백 상태 정보를 룩업테이블(LUT)에 저장한 후 이를 이용할 수도 있다. 예를 들어, 피부가 아주 건조한 상태라면 사용자에게 이를 알리고, 가령 모터의 진동도 없게 하는 것이다. 이러한 건조 정도에 따른 피드백 상태 즉 알림 상태는 기설정되어 그에 따라 제어부(110)는 상태 출력부(120)를 제어할 수 있다.

도 1의 상태 출력부(120)는 다양한 형태로 사용자에게 사용자의 피부 상태를 알릴 수 있을 것이다. 바람직하게는 발광소자와 모터의 진동을 이용하여 사용자에게 알릴 수 있다. 또는 음성을 출력하여 사용자에게 측정된 피부 상태를 알릴 수 있으며, 또는 디스플레이부의 화면에 표시되는 메시지의 형태 등 다양한 형태로 사용자에게 자신의 피부에 대한 상태를 알릴 수 있을 것이다.

이에 근거해 볼 때, 본 발명의 실시예에 따른 상태 출력부(120)는 발광부, 메시지 등이 표시되는 디스플레이부, 모터가 포함된 진동부, 음성 출력부 등 다양한 형태를 포함할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 상태 출력부(120)를 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 피부관리장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 피부관리장치에서 생성되는 다양한 형태의 전압을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 피부관리장치(290)는 하이브리드 피부관리부(300), 제어부(310) 및 상태 출력부(320)의 일부 또는 전부를 포함하며, "일부 또는 전부를 포함"한다는 것은 앞서서의 의미와 동일하다.

하이브리드 피부관리부(300)는 플라즈마 처리부(301), 전압 가변부(303) 및 전극(연결)부(305)의 일부 또는 전부를 포함한다. 플라즈마 처리부(301)는 구동부(301a)와 변압기(301b)를 포함하며, 전압 가변부(303)는 펄스 생성부(303a)와 고압릴레이부(303b)를 포함한다.

여기서, 구동부(301a)는 서로 전기적으로 병렬 연결되어 있는 가령 FET 등의 스위칭소자들을 포함하며, 각각의 스위칭소자는 도 3에서와 같이 변압기(301b)의 1차측 코일에 각각 전기적으로 연결된다. 각각의 스위칭소자와 1차측 코일 사이에 연결되어 있는 커패시터(C)와 저항(R)은 구동부(301a)의 출력 전압을 변압기(301b)의 1차측에 안정되게 입력하기 위한 안정부의 역할을 수행할 수 있다. 변압기(301b)의 2차측 코일은 전극부(305)의 양측에 각각 연결된다. 변압기(301b)의 권선비는 500 이상, 3000 이하에서 결정된다. 또한, 변압기(301b)는 1차측 코일과 2차측 코일 사이에 유전체를 포함할 수 있다.

이의 구성에 따라 구동부(301a)는 제어부(310)에 의해 제어되며, 변압기(301b)의 1차측 코일로 지정된 레벨의 고전압을 안정적으로 제공하게 된다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따라 변압기(301b)의 2차측 코일에 유도되는 전압은 도 4에서와 같은 정현파 형태를 가질 수 있는데, 도 4는 2차측 코일에 유도되는 전압에 의한 플라즈마의 파형을 보여주고 있다. 플라즈마 파형은 1KVpp 이상의 출력 전압값을 가지며, 30㎑이상 100㎑이하의 주파수를 가지므로, 이에 근거하여 결정된 출력 전압값에 따라 위의 권선비는 충분히 유추될 수 있을 것이다. 위의 중주파수의 범위, 특히 40㎑는 올리고뉴클레오티드와 같은 주름 개선 성분의 흡수율을 향상시킬 수 있어 기존의 리프팅 기능이 구현된 피부 미용기보다 더 효과적일 수 있다.

반면, 전압 가변부(303)를 구성하는 펄스 생성부(303a)는 양의 레벨과 음의 레벨이 교차하는 고전압 펄스를 생성한다. 펄스 생성부(303a)는 가령 펄스 전압을 생성하기 위하여 삼각파를 발생시키는 삼각파 발생기와, 제공된 DC 전압의 레벨을 비교하는 비교기를 포함할 수 있다. 상한과 하한 레벨을 결정하는 DC 전압을 참조하여 삼각파와 교차하는 지점을 펄스 폭(width)으로 하는 펄스 전압을 생성하는 것이다. DC 전압의 레벨을 올리고 내리면 그에 따라 펄스 폭이 크고 작아지므로 이를 통해 고전압 펄스의 주파수를 결정할 수 있게 된다. 이는 당업자에게 잘 알려진 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다. 또한, 펄스 생성부(303a)는 제어부(310)의 제어에 따라 고전압과 저전압의 레벨을 결정할 수 있으며, 고전압과 저전압을 변경하여 또는 동시에 출력할 수 있다. 나아가, 펄스 생성부(303a)는 제어부(310)의 제어에 의해 차지 펌핑(charge pumping) 동작을 수행하여 다양한 형태의 일렉트로포레이션 전압을 출력할 수 있다.

펄스 생성부(303a)에서 생성된 양과 음의 고전압 펄스 즉 일렉트로포레이션 전압은 고압릴레이부(303b)로 인가된다. 고압릴레이부(303b)는 펄스 생성부(303a)의 고전압 펄스와 변압기(301b) 중 어떤 파형(혹은 전압)을 출력할지를 선택하기 위해 사용되는 스위칭소자이다. 본 발명의 실시예에서는 스위칭소자 둘다 고전압에 사용되기 때문에 안전성을 위해 고압릴레이를 사용하는 것이 바람직하다.

도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 일렉트로포레이션 전압의 형태를 보여준다. 도 5의 (a)는 고압릴레이부(303b)의 제어에 의해 형성된 AC (파형) 형태의 전압을 보여주고 있고, 도 5의 (b)는 DC (파형) 형태의 전압을 보여주고 있다. 고압릴레이부(303b)는 제어부(310)의 제어 하에 고전압과 저전압을 조합하여 출력함으로써 도 5에서와 같은 형태의 전압을 출력할 수 있게 되는 것이다. 이와 같은 일렉트로포레이션 전압은 전극부(305)의 양단에 전달되어 사용자의 피부로 출력되게 된다.

도 3에서 볼 때 제어부(310)는 플라즈마 처리부(301)의 구동부(301a)와 전압 가변부(303)의 고압릴레이부(303b)를 제어하여 위에서 설명한 바와 같이 플라즈마 발생과 일렉트포레이션 동작이 개별적으로 이루어지도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(310)는 플라즈마 처리부(301)와 전압 가변부(303)를 함께(예: 동시에 또는 지정된 순서대로) 동작시킴으로써 도 6 및 도 7에서와 같은 형태의 출력 파형에 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해, 도 6은 제어부(310)가 플라즈마 발생을 위한 플라즈마 처리부(301)와 일렉트로포레이션 동작을 위한 전압 가변부(303)를 동시에 동작시킨 경우에 해당되고, 도 7은 일정 시간마다(혹은 시간 변화에 따라) 동작 형태를 변경한 것을 나타내고 있다. 물론 본 발명의 실시예에서는 도 7에 예시한 형태 이외에 나아가 일정 시간마다 혹은 조합을 달리하여 사용자의 피부에 맞는 새로운 하나의 파형을 만들어 적용 가능하므로, 위의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

예컨대, 제어부(310)는 전극부(305)를 통해 간헐적으로 피부 상태를 측정한 후에 그에 상응하는 동작이 이루어지도록 플라즈마 처리부(301)와 전압 가변부(303)를 적절히 제어할 수 있다. 구체적인 제어 방법과 관련해서는 시험에 의해 얼마든지 기설정될 수 있는 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방식에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

다시 말해, 제어부(310)는 피부 생성을 통해 피부에 탄력을 부가하기 위해서 가령 사용자의 요청에 따라(예: 제1모드) 플라즈마 처리부(301)만을 동작시킬 수 있을 것이고, 만약 유효성분의 투입을 위하여 피부 통로를 열기 위한 동작을 수행하기 위한 요청이 있다면(예: 제2모드) 전압 가변부(303)만을 동작시킨 후 가령 피부 측정 후에 유효성분의 투입을 촉진시키기 위해서라면(예: 제3모드) 플라즈마 처리부(301)를 동시에 또는 정해진 패턴에 따라 순차적으로 동작시킬 수 있을 것이다. 물론 피부 측정에 따라 자동으로 모드 전환이 이루어질 수도 있을 것이다.

도 3을 참조하여 동작 과정을 다시 간략히 살펴보면, 제어부(310)는 포트 A를 통해 고압릴레이부(303b)를 제어하여 펄스 생성부(303a)에서 전극부(305)로의 펄스 전압 출력을 제어한다. 또한, 제어부(310)는 포트 B를 이용하여 FET 등의 구동부(301a)를 제어하여 변압기(301b)를 통해 발생하는 플라즈마의 전극부(305)로의 출력을 제어하게 된다. 즉 제어부(310)를 이용하여 플라즈마와 고압릴레이부(303b)를 제어하고 이러한 회로 구성으로 인해 고전압과 저전압이 동시에 출력되는 파형을 가진 일렉트로포레이션 기기와 아크 방식으로 생성된 플라즈마가 전극부(305)를 통해 출력될 수 있다. 이때 전극부(305)에 연결된 전극을 통해 피부 저항을 측정하여 제어부(310)로 ADC(Analogue Digital Converting)한 값을 읽어와 피부 상태를 파악한 후 펄스 레벨, 상태 출력부(320)의 LED 출력 및 모터 출력을 통한 피드백을 사용자에게 제공할 수 있게 된다.

예를 들어, 제어부(310)는 피부 상태의 측정값 즉 피부 전압을 가령 내부의 ADC(Analogue Digital Converter)를 통해 디지털 데이터로 변환하여 제어부(310)를 구성하는 가령 제어회로에서 인식가능하도록 할 수 있다. 다시 말해, 제어회로는 기계어만을 인식할 수 있기 때문에 기계어로서 2진 데이터(0, 1)가 생성되도록 하는 것이다. 따라서, 피부 상태와 관련해 가령 5 구간으로 구분된 0 ~ 0.5V의 각 구간은 가령 4비트 정보로 표현될 수 있을 것이다. 가령 0V이면 2진, 4비트 정보로 0000이 되고, 0.1V는 00001로 표현하는 방식이다. 이는 어디까지나 예에 불과하므로 위에 특별히 한정하지는 않는다. 또한, 제어부(310)는 ADC를 통해 변환된 데이터를 저역통과시키기 위한 신호처리부를 포함할 수 있는데, 이를 통해 제어부(310)는 순간적으로 흔들리는 값이나 너무 사소하게 변하는 값을 제거하여 전체적인 피부 상태의 값을 대략적으로 또는 좀더 정확히 파악할 수 있게 된다.

이와 같이 제어부(310)는 사용자의 피부 상태가 판단되면 판단된 피부 상태에 상응하는 피드백이 사용자에게 제공되도록 상태 출력부(320)를 제어한다. 이를 위하여 제어부(310)는 피부 상태 즉 피부 건조 정도에 매칭되는 피드백 상태 정보를 룩업테이블(LUT)에 저장한 후 이를 이용할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 피부가 아주 건조한 상태라면 사용자에게 이를 알리고, 가령 모터의 진동도 없게 하는 것이다. 이러한 건조 정도에 따른 피드백 상태 즉 알림 상태는 기설정되어 그에 따라 제어부(310)는 상태 출력부(320)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(310)는 상태 출력부(320)의 LED 출력부(321)와 모터 출력부(323)를 제어하게 된다.

이외에, 도 3의 하이브리드 피부관리부(300), 제어부(310) 및 상태 출력부(320)와 관련한 자세한 내용은 도 1의 하이브리드 피부관리부(100), 제어부(110) 및 상태 출력부(120)와 크게 다르지 않으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

상기의 구성 결과, 본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치(90, 290)는 일렉트로포레이션과 플라즈마를 같이 사용자의 피부에 자극하게 될 때, 피부 통로의 형성에 효과가 큰 고전압과 피부에 가해지는 자극이 덜한 저전압이 동시에 나오게 되므로, 또 고전압만 가했을 때 피부에 유효 성분이 흡수될 수 있는 새로운 통로가 생길 확률이 커지고 피부로 흡수되는 양도 많아지며, 나아가 종래 전압값이 크기 때문에 피부에 가해지는 자극이 커 장시간 사용할 수 없던 문제를 해결할 수 있을 것이다.

반대로, 만약 일렉트로포레이션을 위해 저전압만을 사용하여 피부에 가하는 시간을 늘리면 피크 전압이 클 때의 피부 흡수율에 가까운 효율을 볼 수는 있지만, 전압이 작을 때는 순간적으로 가해지는 전압의 크기가 고전압을 사용할 때보다 상대적으로 작기 때문에 피부에 통로가 생길 확률이 작아지는 한계가 있을 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 이러한 문제도 함께 해결할 수 있게 될 것이다.

또한, 플라즈마를 통한 리프팅을 할 때 리프팅 효과를 올려주는 성분의 흡수를 일렉트로포레이션을 통해 촉진할 수 있기 때문에 리프팅 효과 역시 일렉트로포레이션이 없을 때보다 확연히 높아질 것이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.

설명의 편의상 도 8을 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 피부관리장치(90)는 사용자의 피부에 플라즈마 및 일렉트로포레이션의 동작 중 적어도 하나의 동작을 발생시킨다(S800).

다시 말해, 피부관리장치(90)는 플라즈마를 발생하여 사용자의 피부로 출력하거나 일렉트로포레이션을 위하여 하나 이상의 피크를 갖는 지정된 주파수의 고전압 및/또는 저전압을 피부로 출력한다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마는 오존 방출량을 감소시켜 인체에 영향을 주지 않도록 하기 위하여 아크 방식으로 플라즈마를 생성하고 이를 피부에 직접 접촉하느냐 아니면 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 방식을 사용하여 전압을 넓은 면적에 퍼뜨리는 개념으로 낮은 전압을 피부에 접촉시키느냐에 관계될 수 있다. DBD 방식으로 하면 낮은 전압이 닿기 때문에 자극이 덜하지만 오존 방출량이 너무 많아 인체에 매우 해롭기 때문에, 본 발명의 실시예에서는 출력 전압을 상대적으로 낮춰 아크 방식으로 출력된 전압을 DBD 방식으로 사용하지 않고 직접, 이에 더해 좁은 부위의 피부에 출력하게 되는 것이고, 이로 인해 오존 방출량은 거의 나오지 않는다고 볼 수 있다. 물론 지정된 고전압이 상대적으로 낮은 고전압이라면, 주파수를 중주파수의 범위에서 형성하는 것도 오존 방출량을 감소시키기 위해 유용할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

또한, 피부관리장치(90)는 사용자의 피부 상태에 근거하여 플라즈마 및 일렉트로포레이션의 동작이 함께(예: 동시에, 순서대로) 발생되도록 제어한다(S810).

여기서, "함께 발생되도록 제어한다"는 것은 두가지로 해석될 수 있다. 동시에 발생키는 것과, 일정시간을 간격으로(혹은 시간의 변화에 따라) 번갈아 발생시키는 것과, 이의 조합된 형태를 포함할 수 있을 것이다. 이와 관련해서는 도 6 및 도 7을 통해 이미 살펴본 바 있으므로, 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.

한편, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.

여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100, 300: 하이브리드 피부관리부 110, 310: 제어부
120, 320: 상태 출력부 200, 301: 플라즈마 처리부
210, 303: 전압 가변부 201, 301a: 구동부
203: 플라즈마 생성부 211: 전압 생성부
213: 스위칭부 220, 305: 전극부
301b: 변압기 303a: 펄스 생성부
303b: 고압릴레이부

Claims

사용자의 피부에 플라즈마(plasma) 및 일렉트로포레이션(electroporation) 동작 중 적어도 하나의 동작을 발생시키는 하이브리드 피부관리부; 및
상기 사용자의 피부에 대한 건조 정도와 관련된 피부 상태에 근거하여 서로 다른 동작 방식을 의미하는 미리 설정된 복수의 유형들 중 하나의 유형에 기초하여 상기 플라즈마 및 상기 일렉트로포레이션 동작이 동시에 또는 순서대로 발생하도록 상기 하이브리드 피부관리부를 제어하는 제어부;를
포함하되,
상기 복수의 유형들은 서로 다른 파형 형태의 일렉트로포레이션 전압이 모두 출력되는 제1 유형, 상기 플라즈마만 출력되는 제2 유형, 상기 플라즈마와 일렉트로포레이션 전압이 동시에 출력되는 제3 유형 및 서로 다른 파형 형태의 일렉트로포레이션 전압과 상기 플라즈마 생성을 위한 고전압이 모두 조합된 복합 파형 형태의 전압이 출력되는 제4 유형을 포함하는 피부관리장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 서로 다른 레벨의 고전압 및 저전압을 이용하여 형성한 AC 파형 형태의 제1 전압 및 DC 파형 형태의 제2 전압 중 적어도 하나의 전압을 상기 플라즈마와 출력하도록 상기 하이브리드 피부관리부를 제어하는 피부관리장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 30㎑ 내지 100㎑의 주파수 범위에 있는 상기 플라즈마를 발생하도록 상기 하이브리드 피부관리부를 제어하는 피부관리장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 사용자의 요청을 근거로 상기 플라즈마의 출력 또는 상기 적어도 하나의 전압에 대한 출력을 중단시키는 피부관리장치.
제1항에 있어서,
상기 하이브리드 피부관리부는,
상기 제어부의 제어 하에 상기 일렉트로포레이션 동작에 사용하는 전압을 가변하여 상기 사용자의 피부로 출력하는 전압 가변부; 및
상기 제어부의 제어 하에 상기 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 처리부;를
포함하는 피부관리장치.
제5항에 있어서,
상기 전압 가변부는,
양(+) 및 음(-)의 고전압 펄스를 발생시키는 펄스 생성부; 및
상기 전압을 가변하기 위해 상기 발생시킨 고전압 펄스를 수신하는 복수의 스위칭소자를 상기 제어부의 제어 하에 선택적으로 스위칭하는 스위칭부;를
포함하는 피부관리장치.
제6항에 있어서,
상기 스위칭부는,
상기 발생시킨 양의 고전압 펄스를 출력하는 제1 고압릴레이; 및
상기 발생시킨 음의 고전압 펄스를 출력하는 제2 고압릴레이;를
포함하는 피부관리장치.
제5항에 있어서,
상기 플라즈마 처리부는 아크(ARC) 방식으로 생성된 플라즈마를 상기 사용자의 피부로 출력하는 피부관리장치.
사용자의 피부에 플라즈마 및 일렉트로포레이션 동작 중 적어도 하나의 동작을 발생시키는 단계; 및
상기 사용자의 피부에 대한 건조 정도와 관련된 피부 상태에 근거하여 서로 다른 동작 방식을 의미하는 미리 설정된 복수의 유형들 중 하나의 유형에 기초하여 상기 플라즈마 및 상기 일렉트로포레이션 동작이 동시에 또는 순서대로 발생하도록 제어하는 단계;를
포함하되,
상기 복수의 유형들은 서로 다른 파형 형태의 일렉트로포레이션 전압이 모두 출력되는 제1 유형, 상기 플라즈마만 출력되는 제2 유형, 상기 플라즈마와 일렉트로포레이션 전압이 동시에 출력되는 제3 유형 및 서로 다른 파형 형태의 일렉트로포레이션 전압과 상기 플라즈마 생성을 위한 고전압이 모두 조합된 복합 파형 형태의 전압이 출력되는 제4 유형을 포함하는 피부관리장치의 구동방법.
제9항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
서로 다른 레벨의 고전압 및 저전압을 이용하여 형성한 AC 파형 형태의 제1 전압 및 DC 파형 형태의 제2 전압 중 적어도 하나의 전압을 상기 플라즈마와 출력하도록 하이브리드 피부관리부를 제어하는 피부관리장치의 구동방법.
제10항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
30㎑ 내지 100㎑의 주파수 범위에 있는 상기 플라즈마를 발생하도록 제어하는 피부관리장치의 구동방법.
제10항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
상기 사용자의 요청을 근거로 상기 플라즈마의 출력 또는 상기 적어도 하나의 전압에 대한 출력을 중단시키는 단계를 포함하는 피부관리장치의 구동방법.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 동작을 발생시키는 단계는,
상기 일렉트로포레이션 동작에 사용하는 전압을 가변하여 상기 사용자의 피부로 출력하는 단계; 및
상기 플라즈마를 발생시키는 단계;를
포함하는 피부관리장치의 구동방법.
제13항에 있어서,
상기 출력하는 단계는,
양(+) 및 음(-)의 고전압 펄스를 발생시키는 단계; 및
상기 전압을 가변하기 위해 상기 발생시킨 고전압 펄스를 수신하는 복수의 스위칭소자를 선택적으로 스위칭하는 단계;를
포함하는 피부관리장치의 구동방법.
제13항에 있어서,
상기 플라즈마를 발생시키는 단계는,
아크(ARC) 방식으로 생성된 플라즈마를 상기 사용자의 피부로 출력하는 피부관리장치의 구동방법.