特開 2024-153566 半導体クーラー及び美容又は理学療法器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024153566

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】半導体クーラー及び美容又は理学療法器具

(51)【国際特許分類】

   A61F 7/10 20060101AFI20241022BHJP

【ＦＩ】

A61F7/10 351

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024059006

(22)【出願日】2024-04-01

(31)【優先権主張番号】202310452671.0

(32)【優先日】2023-04-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】520117710

【氏名又は名称】深▲せん▼市予一電子科技有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】周 瑩

(72)【発明者】

【氏名】黄 文兵

【テーマコード（参考）】

4C099

【Ｆターム（参考）】

4C099AA02

4C099CA04

4C099CA05

4C099CA07

4C099CA09

4C099CA11

4C099EA08

4C099GA02

4C099JA02

4C099LA01

4C099LA07

4C099LA14

4C099LA21

4C099NA04

4C099PA02

4C099TA03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】半導体クーラーを美容製品に使用する場合、外付けの温度センサによって引き起こされる温度調整及び構造上の欠点を解決する半導体クーラーを提供する。
【解決手段】半導体クーラー１０は中間半導体電気双極子層１２と、両端の高温面１３及び低温面１１とを備え、半導体クーラー１０には温度センサモジュール１５が内蔵されている。半導体クーラー１０の内部の半導体電気双極子層１２のｐ＆ｎ型半導体電気双極子粒子が環状帯として配置され、中間内部領域内にｐ＆ｎ型半導体電気双極子粒子が設けられずに空白領域が形成される。半導体クーラー１０の環状の半導体電気双極子層１２の片側に対応する低温面が全面冷却を形成し、又は片側の高温面１３が全面加熱を形成してもよい。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体電気双極子層と、その両端の低温面及び高温面とを備える半導体クーラーであって、
前記半導体クーラーには温度センサモジュールが内蔵され、前記半導体電気双極子層と温度センサモジュールとは低温面と高温面との間に位置し、温度センサモジュールは高温面の内側面に密着し、又は低温面の内側面に密着し、又は、前記温度センサモジュールが低温面又は高温面の外側面に設けられ、低温面又は高温面の外側面に密着し、前記温度センサモジュールが高温面又は低温面の温度を検出して温度データを主制御ユニットに伝送することにより、主制御ユニットは受信した温度データに基づいて半導体クーラーの給電を制御するために使用されることを特徴とする半導体クーラー。

【請求項2】

前記温度センサモジュールは正負電極を含み、前記半導体クーラーは正負電極を含み、前記正負電極はＨブリッジドライバにより主制御ユニット又は前記主制御ユニットが設けられた制御回路基板に接続され、前記温度センサモジュールは前記主制御ユニット又は前記主制御ユニットが設けられた制御回路基板に電気的に接続又は通信接続されることにより温度データを伝送することを特徴とする請求項１に記載の半導体クーラー。

【請求項3】

前記温度センサモジュールは高温面又は低温面の内側面に密着して設けられることを特徴とする請求項１に記載の半導体クーラー。

【請求項4】

前記低温面及び高温面の形状は互いに一致し、半導体電気双極子層のｐ型及びｎ型半導体粒子は低温面及び高温面の内側面に平らに置かれ、前記半導体クーラーは低温面全体が全面冷却を形成し、又は高温面全体が全面加熱を形成し、半導体電気双極子層と温度センサモジュールとは低温面と高温面との間に位置することを特徴とする請求項３に記載の半導体クーラー。

【請求項5】

前記半導体クーラーの一方の側面に貫通孔が形成され、又は、
前記半導体クーラーの低温面及び／又は高温面は透明基板であり、半導体電気双極子層のｐ型及びｎ型半導体電気双極子粒子が半導体クーラーの片側の内部に設けられ、半導体クーラーの他側の内部にはｐ型及びｎ型半導体電気双極子粒子が設けられずに空白領域が形成され、前記空白領域に対応して発光領域が形成され、即ち、低温面及び高温面は透明基板であって発光領域を形成し、又は、低温面又は高温面のうちの一方が透明基板であることに対応して他方が貫通孔を形成し、低温面と高温面とは互いに係合して発光領域を形成することを特徴とする請求項３に記載の半導体クーラー。

【請求項6】

半導体電気双極子層のｐ型及びｎ型半導体電気双極子粒子が環状帯として配置され、中央の内部領域内にはｐ型及びｎ型半導体電気双極子粒子が設けられずに空白領域が形成され、
前記半導体電気双極子層の中央内部領域に対応して、前記低温面及び／又は高温面が貫通孔として設けられ、又は、前記低温面及び／又は高温面のうちの一方が透明基板であることに対応して他方が貫通孔を形成し、低温面と高温面とは互いに係合して発光領域を形成することを特徴とする請求項３に記載の半導体クーラー。

【請求項7】

前記低温面及び高温面は熱伝導材料基板であり、
前記熱伝導材料基板はセラミック材料基板、アルミニウム基板、銅基板又は透明結晶基板であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体クーラー。

【請求項8】

ヘッド部の端面が作業面を形成し、前記作業面が皮膚に接触して美容又は理学診療処理をする美容又は理学療法器具であって、
前記美容又は理学療法器具の内部に請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体クーラーが取り付けられ、前記半導体クーラーの低温面は前記作業面として使用され、又は、前記半導体クーラーの低温面が前記作業面の内側に貼着されることにより前記作業面を冷却し、又は、前記半導体クーラーの低温面と前記作業面とが冷却伝導部材により高速冷却伝導方式で接続されることにより前記作業面を冷却することを特徴とする美容又は理学療法器具。

【請求項9】

前記美容又は理学療法器具はハウジングと、ハウジング内に取り付けられた光源アセンブリ、電源アセンブリ、制御回路基板及び放熱アセンブリとを備え、半導体クーラーの正負電極及び内蔵された温度センサモジュールは前記制御回路基板に電気的に接続され、前記制御回路基板に主制御ユニットが設けられ、前記放熱アセンブリは半導体クーラーの高温面を放熱するために使用されることを特徴とする請求項８に記載の美容又は理学療法器具。

【請求項10】

前記放熱アセンブリはファンを含み、前記ファンは熱伝導ケースを含み、前記半導体クーラーの高温面と前記熱伝導ケースとは熱伝導的に接続され、又は、前記熱伝導ケースは半導体クーラーの高温面として直接機能し、熱伝導ケースの外壁に熱端回路が設けられて半導体電気双極子層に溶接され、前記半導体クーラーの低温面と前記作業面とは冷却伝導部材により高速冷却伝導方式で接続されることを特徴とする請求項９に記載の美容又は理学療法器具。

【請求項11】

前記熱伝導ケースはヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又は温度均一化プレートのうちの１つ又は複数の組合せを含み、前記冷却伝導部材はヒートパイプ、温度均一化プレート、超熱伝導パイプ又は超熱伝導プレートであることを特徴とする請求項１０に記載の美容又は理学療法器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は半導体冷却の技術分野に関し、特に半導体クーラー及び美容又は理学療法器具に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体クーラーは熱電クーラー（ＴＥＣ、Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｏｌｅｒ）、熱ポンプ又はペルチェクーラー（Ｐｅｌｔｉｅｒ ｃｏｏｌｅｒ）とも称される。ｐ＆ｎ型の２種類のユニークな半導体を用いるものであり、ｐ型及びｎ型の半導体粒子が熱的に互いに交互に平行に配置され、電気的に直列接続されて半導体電気双極子層を形成し、半導体電気双極子層は片側が冷却基板に接続されて低温面を形成し、他側が熱伝導基板に接続されて高温面を形成する。直流電流が半導体のノードを流れる場合、温度差が生じ、低温面が熱を吸収し、次に半導体電気双極子粒子により熱を高温面に伝達する。

【0003】

現在、一部の美容器は半導体クーラーの低温面を皮膚に接触する端面（即ち、美容作業面）として使用したり、端面を冷却し、端面を皮膚に接触させたり、半導体クーラーによって提供される冷却した端面により、接触している皮膚にアイシング効果をもたらす。従来技術による美容器では、半導体クーラーはいずれも外付けのＮＴＣ（温度センサ）を被伝導部材に密着させることで温度を検出する必要があり、温度センサは温度データを受信してから制御回路基板に伝送することで被伝導部材の温度領域を制御する。一部の美容器具は正確に温度制御する必要があり、例えば、皮膚／コラーゲンの再生／肌のハリなどのために温度をある範囲に制御する必要があるが、ＮＴＣ（温度センサ）を外付けする方式では被伝導部材の温度を検出するため、低温面／高温面／美容作業面の温度を正確に制御できない。そのため、この方式は製品の空間レイアウト及び組立にとって不利になり、空間が比較的大きく、組み立てにくいことなどに起因してコストが浪費されてしまい、密着又は押圧付着時にＮＴＣが損傷されやすく、且つ組立の不安定性に起因して温度差が比較的大きい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本願の目的は、従来の半導体クーラーを美容製品に使用する場合、外付けのＮＴＣによって引き起こされる温度調整及び構造上の欠点を解決する半導体クーラーを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の技術的問題を解決するために、本願は、半導体電気双極子層と、その両端の低温面及び高温面とを備え、温度センサモジュールが内蔵された半導体クーラーを提供する。前記温度センサモジュールは、高温面又は低温面の温度を検出して温度データを主制御ユニットに伝送するために使用され、主制御ユニットは受信した温度データに基づいて半導体クーラーの給電を制御する。

【0006】

いくつかの実施例では、前記温度センサモジュールは正負電極を含み、前記半導体クーラーは正負電極を含み、前記正負電極はＨブリッジドライバにより主制御ユニット又は前記主制御ユニットが設けられた制御回路基板に接続され、前記温度センサモジュールは前記主制御ユニット又は前記主制御ユニットが設けられた制御回路基板に電気的に接続又は通信接続されることにより温度データを伝送する。

【0007】

いくつかの実施例では、前記温度センサモジュールは高温面又は低温面の内側面に密着して設けられる。

【0008】

いくつかの実施例では、前記低温面及び高温面の形状は互いに一致し、半導体電気双極子層のｐ型及びｎ型半導体粒子は低温面及び高温面の内側面に平らに置かれ、前記半導体クーラーは低温面全体が全面冷却を形成し、又は高温面全体が全面加熱を形成し、半導体電気双極子層と温度センサモジュールとは低温面と高温面との間に位置する。

【0009】

いくつかの実施例では、前記半導体クーラーの一方の側面に貫通孔が形成され、又は、前記半導体クーラーの低温面及び／又は高温面は透明基板であり、半導体電気双極子層のｐ型及びｎ型半導体電気双極子粒子が半導体クーラーの片側の内部に設けられ、半導体クーラーの他側の内部にはｐ型及びｎ型半導体電気双極子粒子が設けられずに空白領域が形成され、前記空白領域に対応して発光領域が形成され、即ち、低温面及び高温面は透明基板であって発光領域を形成し、又は、低温面又は高温面のうちの一方が透明基板であることに対応して他方が貫通孔を形成し、低温面と高温面とは互いに係合して発光領域を形成する。

【0010】

いくつかの実施例では、半導体電気双極子層のｐ型及びｎ型半導体電気双極子粒子は環状帯として配置され、中央の内部領域内にはｐ型及びｎ型半導体電気双極子粒子が設けられずに空白領域が形成され、前記半導体電気双極子層の中央内部領域に対応して、前記低温面及び／又は高温面が貫通孔として設けられ、又は、前記低温面及び／又は高温面のうちの一方が透明基板であることに対応して他方が貫通孔を形成し、低温面と高温面とは互いに係合して発光領域を形成する。

【0011】

いくつかの実施例では、前記低温面及び高温面は熱伝導材料基板であり、前記熱伝導材料基板はセラミック材料基板、アルミニウム基板、銅基板又は透明結晶基板である。

【0012】

本願は更に、ヘッド部の端面が作業面を形成し前記作業面が皮膚に接触して美容又は理学診療処理をする美容又は理学療法器具を提供し、前記美容又は理学療法器具の内部に上記の任意の実施例に記載の半導体クーラーが取り付けられ、前記半導体クーラーの低温面は前記作業面として使用され、又は、前記半導体クーラーの低温面が前記作業面の内側に貼着されることにより前記作業面を冷却し、又は、前記半導体クーラーの低温面と前記作業面とが冷却伝導部材により高速冷却伝導方式で接続されることにより前記作業面を冷却することを特徴とする。

【0013】

いくつかの実施例では、前記美容又は理学療法器具はハウジングと、ハウジング内に取り付けられた光源アセンブリ、電源アセンブリ、制御回路基板及び放熱アセンブリとを備え、半導体クーラーの正負電極及び内蔵された温度センサモジュールは前記制御回路基板に電気的に接続され、前記制御回路基板に主制御ユニットが設けられ、前記放熱アセンブリは半導体クーラーの高温面を放熱するために使用される。

【0014】

いくつかの実施例では、前記放熱アセンブリはファンを含み、前記ファンは熱伝導ケースを含み、前記半導体クーラーの高温面と前記熱伝導ケースとは熱伝導的に接続され、又は、前記熱伝導ケースは半導体クーラーの高温面として直接機能し、熱伝導ケースの外壁に熱端回路が設けられて半導体電気双極子層に溶接され、前記半導体クーラーの低温面と前記作業面とは冷却伝導部材により高速冷却伝導方式で接続される。

【0015】

いくつかの実施例では、前記熱伝導ケースはヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又はＶＣ温度均一化プレートのうちの１つ又は複数の組合せを含み、前記冷却伝導部材はヒートパイプ、ＶＣ温度均一化プレート、超熱伝導パイプ又は超熱伝導プレートである。

【発明の効果】

【0016】

本願の有益な効果は以下のとおりである。

【0017】

本願の半導体クーラーでは、温度センサモジュールは半導体クーラーの内部に内蔵されて半導体クーラーの高温面又は低温面に密着し、低温面又は高温面の温度を検出するために用いられ、それにより中間温度伝導部材の誤差及び時間を削減し、クーラーの温度変化を即座に正確に監視測定することを実現する。温度センサモジュールは主制御ユニット又は制御回路基板に電気的に接続され、且つ主制御ユニット又は制御回路基板は受信した温度データによって半導体クーラーの給電を制御し、それにより温度を所期の温度範囲に常に保持させる。且つ、半導体クーラーの構造がより簡単でコンパクトになり、温度センサモジュールを損傷しにくい。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は本願の第１実施例に係る半導体クーラーの分解模式図である。

【図2】図２は本願の第１実施例に係る半導体クーラーの側面図である。

【図3】図３は本願の第２実施例に係る半導体クーラーの分解模式図である。

【図4】図４は本願の第２実施例に係る半導体クーラーの側面図である。

【図5】図５は本願の第３実施例に係る半導体クーラーの分解模式図である。

【図6】図６は本願の第３実施例に係る半導体クーラーの側面図である。

【図7】図７は本願の実施例に係る半導体クーラーの制御回路図である。

【図8】図８は本願の半導体クーラーを用いる例示的な美容器の斜視図である。

【図9】図９は図８における美容器の分解図である。

【図10】図１０は本願の半導体クーラーを用いる例示的な理学療法器具の斜視図である。

【図11】図１１は図１０における理学療法器具の断面図である。

【図12】図１２は図１０における理学療法器具の分解図である。

【図13】図１３は本願の一実施例に係る放熱アセンブリの分解図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、本願の例示的な実施形態をより詳しく説明する。図面に本願の例示的な実施形態を示すが、理解すべきことは、本願は様々な形式で実現することができ、ここに説明された実施形態に限定されるべきではないことである。むしろ、これらの実施形態を提供する目的は、本願をより完全に理解して、本願の範囲を当業者に完全に伝えることである。

【0020】

理解すべきことは、明細書で使用される用語は単に特定の例示的な実施形態を説明するためのものであり、限定することを意図したものではないことである。文脈上明らかに別段の指示がない限り、明細書で使用される単数形式の「一」、「１つ」及び「前記」は複数形も含むことを示してもよい。用語「含む」、「包含」、「含有」及び「有する」は包括的なものであり、且つこれにより記載された特徴、ステップ、操作、アセンブリ及び／又は部材の存在を示すが、１つ又は複数の他の特徴、ステップ、操作、アセンブリ、部材、及び／又はそれらの組合せが存在し、又はそれらが追加されることを排除しない。実行順序を明確に示していない限り、明細書に説明される方法のステップ、過程及び操作は必ずしも記述又は説明された特定の順序で実行する必要があると解釈されるべきではない。更に理解すべきことは、別の又は代替のステップを採用してもよいことである。

【0021】

明細書において用語「第１」、「第２」、「第３」などで複数のアセンブリ、部材、領域、層及び／又は部分を説明してもよいが、これらのアセンブリ、部材、領域、層及び／又は部分はこれらの用語により限定されるべきではない。これらの用語は単に１つのアセンブリ、部材、領域、層又は部分を別の領域、層又は部分と区別するためのものであってもよい。上下の文脈において明確に示していない限り、「第１」、「第２」などの用語及び他の数字用語は、明細書で使用される場合、順序又は手順を示唆するものではない。従って、以下に検討するアセンブリ、部材、領域、層又は部分は例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２アセンブリ、部材、領域、層又は部分と称されてもよい。

【0022】

説明を容易にするために、明細書で空間的相対関係の用語を用いて図示の１つのアセンブリ又は特徴の別のアセンブリ又は特徴に対する関係を説明してもよく、これらの相対関係の用語は、例えば、「内部」、「外部」、「内側」、「外側」、「下面」、「下方」、「上面」、「上方」、「前端」、「後側」などである。このような空間的相対関係の用語は、図示の方位以外の使用又は操作中の装置の異なる方位を含むように意図している。例えば、図示の装置が反転すれば、「他のアセンブリ又は特徴の下面にある」又は「他のアセンブリ又は特徴の下方にある」と説明されるアセンブリはその後で「他のアセンブリ又は特徴の上面にある」又は「他のアセンブリ又は特徴の上方にある」に方向づけられる。従って、例示的な用語「〇〇の下方にある」は「その上にある」及び「その下にある」の方位を含んでもよい。装置は別に方向づけられ（９０度だけ回転し、又は他の方向にある）、且つ明細書で使用される空間的相対関係記述子で対応して解釈してもよい。

【0023】

図１～７を参照すると、本願の実施例に係る半導体クーラー１０は中間半導体電気双極子層１２と、両端の高温面１３及び低温面１１とを備え、半導体クーラー１０には温度センサモジュール１５が内蔵されている。半導体電気双極子層１２はｐ型及びｎ型の半導体粒子が熱的に互いに交互に平行に配置され、電気的に直列接続されて形成され、ｐ＆ｎ型半導体粒子の両端に形成された高温面１３及び低温面１１は熱伝導材料基板であり、例えば、セラミック／アルミニウム／銅／透明結晶などの熱伝導材料であってもよい。温度センサモジュール１５はＮＴＣセンサであってもよい。本願の実施例では、温度センサ１５が半導体クーラー１０の内部に内蔵されている。いくつかの実施例では、温度センサ１５は中間半導体電気双極子層１２に位置し、クーラー１０の一方の高温面１３／低温面１１に密着し、クーラーの低温面１１／高温面１３の温度を直接検出する。

【0024】

図１～２を参照すると、第１実施例の半導体クーラー１０は中間半導体電気双極子層１２と、その両端の高温面１３及び低温面１１とを備え、半導体クーラー１には温度センサモジュール１５が内蔵されている。本実施例では、半導体クーラー１０の低温面１１全体が全面冷却を形成し、又は高温面１３全体が全面加熱を形成し、半導体電気双極子粒子が低温面１１及び高温面１３の内側表面に平らに又はほぼ平らに置かれ、低温面１１と高温面１３の形状は一致し、半導体電気双極子層１２と温度センサモジュール１５とは低温面と高温面との間に位置する。温度センサモジュール１５は高温面１３に密着し、又は低温面１１に密着する。温度センサモジュール１５の正負電極１５０及び半導体電気双極子層１２の正負電極１２０は半導体クーラー１０の外に延出して制御回路基板又は主制御ユニットに電気的に接続される。

【0025】

図３～４を参照すると、第２実施例の半導体クーラー１０は中間半導体電気双極子層１２と、両端の高温面１３及び低温面１１とを備え、半導体クーラー１には温度センサモジュール１５が内蔵されている。本実施例では、半導体クーラー１０の片側に貫通孔１６が用意されており、貫通孔１６は発光領域１６として使用してもよく、例えば、半導体クーラーが光子美容又は理学療法器具に応用される場合に発光領域として使用できる。貫通孔１６は低温面１１又は高温面１３の基板を延長して形成してもよく、低温面１１及び高温面１３の２つの基板が延長する側面に対応する貫通孔１６を形成してもよい。半導体クーラー１０の内部の半導体電気双極子層１２が設けられる側に対応する低温面は冷却面として使用され、又は片側の高温面１３は加熱面として使用される。低温面１１と高温面１３の形状は一致し、半導体電気双極子層１２と温度センサモジュール１５とは低温面と高温面との間に位置する。図では一例として、温度センサモジュール１５は高温面１３に密着しているが、当然のことながら、低温面１１に密着してもよい。温度センサモジュール１５の正負電極１５０及び半導体電気双極子層１２の正負電極１２０は半導体クーラー１０の外に延出して制御回路基板又は主制御ユニットに電気的に接続される。

【0026】

図５～６を参照すると、実施例３の半導体クーラー１０は中間半導体電気双極子層１２と、両端の高温面１３及び低温面１１とを備え、半導体クーラー１０には温度センサモジュール１５が内蔵されている。本実施例では、半導体クーラー１０の内部の半導体電気双極子層１２のｐ＆ｎ型半導体電気双極子粒子が環状帯として配置され、中間内部領域内にｐ＆ｎ型半導体電気双極子粒子が設けられずに空白領域が形成される。低温面１１／高温面１３は環状領域を含み、半導体電気双極子層１２に対応する。低温面１１／高温面１３の中間領域は貫通孔であり、又は、低温面基板／高温面基板のうちの一方に貫通孔が対応して形成され、他方の基板は透明基板（例えば、透明結晶）であり、さらに又は、図６に示すように、低温面基板／高温面基板はいずれも透明基板（例えば、透明結晶）である。従って、半導体クーラー１０に環状領域の高温面、低温面及び中間半導体電気双極子層が形成されるが、空白領域は貫通孔、貫通孔／透明基板又は透明基板領域であって、発光領域１６として使用してもよく、例えば、半導体クーラー１０は光子美容又は理学療法器具に応用される場合に発光領域として使用できる。半導体クーラー１０の環状の半導体電気双極子層１２の片側に対応する低温面が全面冷却を形成し、又は片側の高温面１３が全面加熱を形成してもよい。低温面１１と高温面１３の形状は一致し、半導体電気双極子層１２と温度センサモジュール１５とは低温面と高温面との間に位置する。図では一例として、温度センサモジュール１５は高温面１３に密着しているが、当然のことながら、低温面１１に密着してもよい。温度センサモジュール１５の正負電極１５０及び半導体電気双極子層１２の正負電極１２０は半導体クーラー１０の外に延出して制御回路基板又は主制御ユニットに電気的に接続される。

【0027】

半導体クーラー１０の正負電極１２０及び温度センサモジュール１５の正負電極１５０が制御回路基板又は主制御ユニットに電気的に接続されることにより給電し、制御回路基板に主制御ユニットが設けられ、温度センサモジュール１５が制御回路基板又は主制御ユニットに電気的に接続又は通信接続されることにより温度データを伝送する。図６を参照すると、本願の半導体クーラー１０の動作原理は以下の通りである。温度センサモジュール１５が内蔵された半導体クーラー１０は、その温度センサモジュール１５が低温面１１又は高温面１３の温度データを検出して、温度データを制御回路基板上の主制御ユニットに伝送し、主制御ユニットが温度データの分析及び予定温度範囲の要件に応じて半導体クーラーの制御信号を制御出力することにより半導体クーラー１０の給電動作を制御し、半導体クーラーが順方向に給電すれば冷却し、逆方向に給電すれば加熱する特性を利用して、Ｈブリッジドライバにより半導体クーラー１０へ順方向又は逆方向に給電して、半導体クーラー１０の動作状態を調整し、温度を所期の温度範囲で正確かつ一定することを実現する。独立した制御回路基板を設けることにより半導体クーラー１０の動作を制御してもよく、独立した制御回路基板が半導体クーラー１０を応用した電気製品の内部のＰＣＢＡに電気的に接続され、又は、前記主制御ユニットが半導体クーラー１０を応用した電気製品の内部のＰＣＢＡに統合される。

【0028】

温度センサモジュール１５の数は、半導体クーラーの面積及び形状によって１つ以上設けられてもよい。

【0029】

上記の実施例の半導体電気双極子層１２及び温度センサモジュール１５は、低温面と高温面との間に位置し、温度センサモジュール１５は高温面１３の内側面に密着し、又は低温面１１の内側面に密着し、それにより低温面又は高温面の温度をより正確に制御することができ、他の実施例では、温度センサモジュール１５は、半導体クーラーの低温面又は高温面の外側表面に設けられて低温面又は高温面の外側表面に密着してもよく、同様に低温面又は高温面の温度を正確に制御できる。

【0030】

本願の半導体クーラー１０は、電気製品の内部の冷却又は加熱に使用されてもよい。例示的に、半導体クーラー１０は、冷却又は加熱機能を有する美容器具及び理学療法製品、例えば、光子美容器具、高周波器具、理学療法マッサージ器具などの人体に接触する製品に応用される。

【0031】

例えば、図８～９を参照すると、光子美容器１００は上記の実施例の半導体クーラー１０の低温面１１を皮膚に接触する端面として、又は端面を冷却するために利用し、半導体クーラー１０は美容器のヘッド側の端面の後方又は低温面に取り付けられてそのまま端面とされ、端面を皮膚に接触させ、半導体クーラーにおける冷却を提供する美容端面により接触する皮膚にアイシング効果を提供する。具体的な例では、光子美容器１００はハウジング６と、ハウジング６内の放熱アセンブリ２、光源アセンブリ３、電源アセンブリ４及び制御回路基板５などを備える。制御回路基板５が光源アセンブリ３及び電源アセンブリ４に電気的に接続されることにより、光源アセンブリが光子を発生させるように制御する。電源アセンブリ４は光源アセンブリ３に給電するために用いられる。光子美容器１００のヘッド部には、皮膚に接触する美容端面（作業面）とされ、又は美容端面（作業面）を冷却してアイシング効果を提供するための半導体クーラー１０が取り付けられる。制御回路基板５は電源アセンブリ４が光源アセンブリ３を起動して光子を発生させるように制御し、光子は美容端面（作業面）を通って接触する皮膚を処理する。ハウジング６には吸気口及び排気口として使用される換気口６０が設けられる。放熱アセンブリ２は主に半導体クーラー１０の放熱に使用され、例示的に、放熱アセンブリ２はヒートパイプ２１と、ヒートパイプに接続される放熱器２３と、ファン２５とを含む。ヒートパイプ２１がクーラー１０の高温面１３に接続されることにより、クーラー１０に発生した熱を放熱器２３に伝導して放熱する。周囲の空気は換気口（吸気口）６０からハウジング６の放熱器２３の表面に入って熱を持ち去り、ファン２５の動力により熱風を換気口（排気口）６０からハウジングの外に排出させる。光源アセンブリ３によって発生した光子は半導体クーラー１０に伝達されて、クーラー１０の貫通孔又は透明基板に形成された発光領域１６から射出されて、接触する皮膚に対して美容処理をする。本実施例では、半導体クーラー１０が発光領域１６を有する場合、半導体クーラー１０の低温面をそのまま美容端面とし、又は美容端面の裏面に密着して、端面を冷却してもよい。半導体クーラー１０が発光領域１６を有しない場合、半導体クーラー１０を美容端面の裏面に直接密着し、又は冷却伝導部材により美容端面に接続して、美容端面を冷却してもよい。

【0032】

半導体クーラー１０の正負電極１２０及び温度センサモジュール１５の正負電極１５０は制御回路基板５に接続され、内蔵された温度センサモジュール１５により半導体クーラーの低温面又は高温面の温度を検出し、温度センサモジュール１５が制御回路基板５に電気的に接続されることにより温度データをフィードバックし、制御回路基板５が温度データの分析及び予定温度範囲の要件に応じて半導体クーラーの正負電極１２０の給電動作を制御し、それにより低温面１１又は美容端面の温度を予定温度範囲に常に保持させる。

【0033】

例えば、図１０～１２を参照すると、光子理学療法器具は半導体クーラー１０により冷却される。具体的な例では、光子高周波美容器１００を例とすると、高周波モジュール、光源アセンブリ３、放熱アセンブリ２、制御モジュール及び電源アセンブリ４を備え、これらのモジュールはハウジング６内に設けられる。光子美容器は高周波治療と光子治療とを一体にし、高周波モジュールにより高周波電流を発生させて皮膚に対して高周波治療をするとともに、光源アセンブリによって発生した光子により皮膚に対して光子支援治療を実施し、高周波は皮膚の真皮層を加熱するが、光子の中の赤色光波長域（６００ｎｍ以上）の透過性を利用して皮膚深部を同時に加熱し、現在治療すべき皮膚領域を迅速に加熱する。治療速度を効果的に向上させる。同時に、光子の中の黄色光、緑色光波長域（４８０～６００ｎｍ）は透過性が赤色光よりも低いため、表皮層に吸収されて表皮層の皮膚色素沈着層、斑点、赤みを治療・改善する効果が得られる。これにより、皮膚のシワ除去、引き締め、トーンアップ、美白、ハリの効果が得られる。

【0034】

ハウジング６には光子高周波美容器１００の内部の空気流路の吸気口及び排気口としての複数の換気口６０が設けられ、換気口（吸気口）から冷風が入って、空気流路を介して美容器の内部の熱（例えば、回路基板、光源ランプ、クーラーの高温端又は他の発熱素子に発生した熱を含む）を持ち去り、最後にハウジング上の換気口（排気口）からハウジングの外に排出される。高周波美容器１００のヘッド部は球状（球状に限らない）であって発光口が設けられ、発光口内には発光通路の前端、即ち、発光口に覆設される発光パネル７０が設けられる。発光パネル７０は透明材料、例えば、透過結晶、例えば、サファイアなどであってもよく、又は、発光パネル７０は発光用貫通孔が限定された非透明材料、例えば、金属材料、例えば、アルミニウム又は銅などの熱伝導材料である。発光パネル７０の外壁面は作業面又は端面として機能し、皮膚に接触可能であり、高周波電極７は作業面７０に設けられ、高周波電極７１の導電性ピラーにより高周波美容器の内部の制御回路基板５に電気的に接続される。光源アセンブリ３はヘッド部内に設けられ、更に光学フィルタを配置することにより必要な波長の光子を得ることができる。光源アセンブリ３は光源ランプを含み、ＩＰＬ蛍光灯であってもよく、ハロゲンランプ、又は美容或いは理学診療機能に適用される他の光源であってもよい。制御モジュールは制御回路基板５を含み、光子高周波美容器１００の動作を制御するために用いられる。光源アセンブリ３は制御回路基板５に電気的に接続される。制御回路基板５には制御モジュールが統合されるだけでなく、ＤＣ電源モジュール、点滅制御モジュールなどの関連機能モジュールが更に設けられる。これらの機能モジュールは従来技術であり、市場で購入可能である。高周波モジュールは複数対の高周波電極７１及び高周波回路基板７２を含み、高周波回路基板７２が制御回路基板５に統合され、又は独立して設けられてもよい。高周波回路基板７２内に制御モジュール、ＤＣ電源モジュール、高周波駆動モジュールなどの機能モジュールが設けられる。これらの機能モジュールは従来技術であり、市場で購入可能である。高周波回路基板７２が独立して設けられる場合、高周波回路基板７２は制御回路基板５に電気的に接続され、高周波回路基板７２のＤＣ電源モジュールは制御回路基板上の電源モジュールにより分岐給電される。複数対の高周波電極７１は高周波回路基板７２に電気的に接続され、各対の電極は正負電極を含む。電極はストリップ状、柱状又は任意の適切な形状であり、作業面７０に設けられ、高周波電極点を形成し、皮膚に接触し、高周波電極点及び発光口は重複して設けられ、又は発光口の周囲に設けられてもよく、１対以上設けられる。複数対の高周波電極７１は内部の高周波回路基板７２に電気的に接続される。高周波回路基板７２はＤＣ電源モジュールを制御することにより対応段階に必要な電圧を高周波駆動モジュールに供給し、高周波駆動モジュールは昇圧トランスによりＤＣ電源電圧を高電圧正弦波に変換して出力制御モジュールに送り、出力制御モジュールは高周波電極７１により高周波電流を使用者の肌に伝達して、皮膚に対して高周波治療をする。

【0035】

電源アセンブリ４はプラグインインターフェースを含んでもよく、プラグインインターフェースは制御回路基板に電気的に接続され、且つ外部電源に接続されることにより電源を供給し、電源アセンブリはエネルギー貯蔵コンデンサ又は電池を更に含み、エネルギー貯蔵コンデンサ又は電池が制御回路基板５及び光源アセンブリ３に電気的に接続される。

【0036】

図１３を参照すると、放熱アセンブリ２はファン２５を含み、作業面７０を冷却するための半導体クーラー１０を更に含む。半導体クーラー１０は上記の第１実施例の構造を用いてもよく、半導体電気双極子層１２と温度センサモジュール１５とは両端の高温面１３と低温面１１との間に位置し、温度センサモジュール１５は高温面１３又は低温面１１の内側に密着してもよく、半導体クーラーの正負電極１２０及び温度センサモジュール１５の正負電極１５０は制御回路基板５に電気的に接続され、温度センサモジュール１５は制御回路基板５に電気的に接続又は通信接続され、ファン２５が制御回路基板５に電気的に接続される。半導体クーラー１０の高温面１３とヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又はＶＣからなる熱伝導ケース２５１とが急速熱伝導により接続される。半導体クーラー１０の高温面１３とヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又はＶＣからなる熱伝導ケース２５１とが互いに密着して接触して熱伝達し、又は熱伝導板により互いに密着して接触して熱伝達し、又は、半導体クーラー１０の高温面１３とヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又はＶＣからなる熱伝導ケース２５１とはそれぞれファンカバーの異なる部位に設けられ、互いに迅速に熱伝導し、又は、半導体クーラー１０とヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又はＶＣからなる熱伝導ケース２５１とは一体構造であり、ヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又はＶＣからなる熱伝導ケース２５１に熱端回路を設けることにより、半導体電気双極子層１２に溶接及び電気的に接続して、高温面１３として直接機能する。

【0037】

半導体クーラー１０の低温面１１は光子高周波美容器１００の発光パネル７０に接触し、例えば、発光パネル７０の周囲に設けられる。又は、半導体クーラー１０の低温面１１及び発光パネル７０は冷却伝導部材（熱伝達素子又は熱伝導部材）７３により発光パネル７０に接続される。冷却伝導部材７３は熱伝達構造部材であり、発光パネル７０の熱を半導体クーラーに迅速に伝達することができ、作業面７０を冷却する効果を実現し、それにより作業面に接触する皮膚の表面に冷湿布又は予冷効果を形成する。

【0038】

冷却伝導部材７３の一端と半導体クーラーの低温面１１とは高速熱伝達方式で接続され、他端は発光パネル７０と高速冷却伝導方式で接続される。冷却伝導部材７３がヒートパイプ、ＶＣ温度均一化プレート、超熱伝導パイプ又は超熱伝導プレートである。好ましくは、超熱伝導パイプはアルミニウム製超伝導管であり、超熱伝導プレートはアルミニウム製超伝導板である。発光パネル７０の形状及び所期の冷却効果に基づいて、冷却伝導部材７３の発光パネル７０に接触する一端を環状に設計したり、又は環状の冷却伝導部材を設けたりしてもよく、これにより、発光パネル７０の周囲に緊密に接触することで作業面７０又は作業面７０の周囲環境の熱を迅速に吸収する。発光パネル７０は熱伝導材料、例えば、透明結晶、金属材料又は熱伝導性シリコーンゴムなどであることがより好ましく、材料は光を透過でき、又は開けた孔が設けられる。

【0039】

半導体クーラー１０の高温面１３がヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又はＶＣからなる熱伝導ケース２５１の外壁に設けられ、又は、ヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又はＶＣからなる熱伝導ケース２５１は半導体クーラーの高温面として直接機能する。ヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又はＶＣからなる熱伝導ケース２５１の内壁に設けられた放熱板２５２は放熱面積を増加させるためのものであり、ファンの内部の空気流路内に位置する。高温面１３に生じた熱は熱伝導ケース２５１により放熱板２５２に迅速に伝導し、ファンの空気流路内の空気が熱伝導ケース２５１及び放熱板の熱を持ち去り、ファンの換気口（排気）から排出される。半導体クーラーの低温面１１は冷却伝導部材７３の一端に接続され、より好ましくは最大接触面積で又は急速熱伝導により接続され、冷却伝導部材の他端は折り曲げられて環状の冷却伝導部材に最大接触面積で接続され、発光パネル７０は環状の冷却伝導部材に最大接触面積で接続される。半導体クーラー１０は冷却伝導部材７３により発光パネル７０を迅速に冷却伝導する。環状の冷却伝導部材はヒートパイプ、ＶＣ温度均一化プレート、超熱伝導パイプ又は超熱伝導プレートである。好ましくは、超熱伝導パイプはアルミニウム製超伝導管であり、超熱伝導プレートはアルミニウム製超伝導板である。より好ましくは、冷却伝導部材７３はアルミニウム製超伝導管又はアルミニウム製超伝導板である。ファン２５は送風機の１種であってもよく、内部がキャビティを形成したファンカバー２５３と、キャビティ内に取り付けられたインペラ２５０とを含む。

【0040】

上記の各実施例では、半導体クーラー１０に温度センサモジュール（ＮＴＣ）１５を内蔵することにより半導体クーラーの低温面１１又は高温面１３の温度を検出し、且つ温度データを制御回路基板に伝達し、制御回路基板上の主制御ユニットにより処理してから半導体クーラーの正負電極１２０の給電を制御し、半導体クーラーの動作状態を調整し、温度が所期の温度範囲内に正確に一定することを実現し、正確な温度制御を実現する。半導体クーラー１０を応用した美容器１００は、皮膚に接触する作業面又は端面の温度を正確に制御することを実現することができ、温度センサモジュール（ＮＴＣ）が内蔵され、構造が簡単で、且つ内蔵された温度センサモジュール（ＮＴＣ）を損傷から保護することができる。

【0041】

以上、本願の実施例を図示し説明してきたが、当業者であれば理解できるように、本願の原理及び主旨を逸脱せずにこれらの実施例に対して種々の変化、修正、置換及び変形を行うことができ、本願の保護範囲は添付の請求項及びその均等範囲により限定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【手続補正書】

【提出日】2024-09-24

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヘッド部の端面が作業面を形成し、前記作業面が皮膚に接触して美容又は理学診療処理をする美容又は理学療法器具であって、
内部に取り付けられた半導体クーラーと、
前記作業面に接するように設けられた冷却伝導部材と、
主制御ユニットと、を備え、
前記半導体クーラーは、半導体電気双極子層と、温度センサモジュールと、を内蔵し、
前記半導体電気双極子層と前記温度センサモジュールとは低温面と高温面との間に位置し、前記温度センサモジュールは高温面の内側面に密着し、又は低温面の内側面に密着し、又は、前記温度センサモジュールが低温面又は高温面の外側面に設けられ、低温面又は高温面の外側面に密着し、前記温度センサモジュールが高温面又は低温面の温度を検出して温度データを前記主制御ユニットに伝送することにより、前記主制御ユニットは受信した温度データに基づいて半導体クーラーの給電を制御するために使用され、
前記半導体クーラーの低温面は前記作業面として使用され、又は、前記半導体クーラーの低温面が前記作業面の内側に貼着されることにより前記作業面を冷却し、かつ、前記半導体クーラーの低温面と前記作業面とが前記冷却伝導部材で接続されることにより前記作業面を冷却し、
前記半導体電気双極子層のｐ型及びｎ型半導体電気双極子粒子は環状帯として配置され、中央の内部領域内にはｐ型及びｎ型半導体電気双極子粒子が設けられず、
前記半導体電気双極子層の中央内部領域に対応して、前記低温面及び／又は高温面が貫通孔として設けられ、又は、前記低温面及び／又は高温面のうちの一方が透明基板であることに対応して他方が貫通孔を形成し、前記貫通孔が光源からの光を通過させる発光領域を形成し、
前記発光領域から射出された光が使用者の皮膚に対して美容処理をすることを特徴とする美容又は理学療法器具。

【請求項2】

ハウジングと、前記光源を有しハウジング内に取り付けられた光源アセンブリ、電源アセンブリ、制御回路基板及び放熱アセンブリとをさらに備え、
前記半導体クーラーの正負電極及び内蔵された温度センサモジュールは前記制御回路基板に電気的に接続され、前記制御回路基板に主制御ユニットが設けられ、前記放熱アセンブリは半導体クーラーの高温面を放熱するために使用されることを特徴とする請求項１に記載の美容又は理学療法器具。

【請求項3】

前記放熱アセンブリはファンを含み、前記ファンは熱伝導ケースを含み、前記半導体クーラーの高温面と前記熱伝導ケースとは熱伝導的に接続され、又は、前記熱伝導ケースは半導体クーラーの高温面として直接機能し、前記熱伝導ケースはヒートパイプ、超熱伝導パイプ、超熱伝導プレート又は温度均一化プレートのうちの１つ又は複数の組合せを含み、前記冷却伝導部材はヒートパイプ、温度均一化プレート、超熱伝導パイプ又は超熱伝導プレートであることを特徴とする請求項２に記載の美容又は理学療法器具。