專(zhuān)利名稱(chēng)：具有輻射發(fā)射防護(hù)的皮膚處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過(guò)輻射處理皮膚的皮膚處理設(shè)備，該設(shè)備包括外殼，用于容納輻射源并且被提供有用于發(fā)射輻射的出口孔；檢測(cè)器系統(tǒng)，用于檢測(cè)在出口孔正前方的皮膚存在，所述檢測(cè)器系統(tǒng)包括至少一個(gè)皮膚存在傳感器，所述皮膚存在傳感器位于出口孔附近并且能夠提供可以表征皮膚的生物物理特性的傳感器信號(hào)；以及控制單元，用于根據(jù)至少一個(gè)皮膚存在傳感器的傳感器信號(hào)來(lái)控制輻射的發(fā)射。
背景技術(shù)：
從WO02/078559中已知一種在開(kāi)頭段中所提及的類(lèi)型的設(shè)備。該已知設(shè)備是一種用于處理皮膚的設(shè)備，其中該設(shè)備用于例如毛發(fā)去除。在外殼中，設(shè)置輻射源，在操作中輻射源通過(guò)出口孔發(fā)射輻射。在出口孔周?chē)O(shè)置一個(gè)或者多個(gè)皮膚接觸傳感器，所述皮膚接觸傳感器測(cè)量在出口孔正前方是否存在皮膚。只有當(dāng)所有傳感器指示皮膚存在完全覆蓋出口孔時(shí)，才使得控制單元能夠激活輻射源。在其它情況下，即，當(dāng)沒(méi)有完全覆蓋出口孔時(shí)，輻射可能漏出，這可能會(huì)傷害眼睛等。因此，控制單元使輻射源關(guān)閉(disable)。
這種設(shè)備的缺點(diǎn)是它不夠安全和有效。例如，在多數(shù)情況下控制單元將關(guān)閉輻射源，其中在這些情況下設(shè)備被使用在與設(shè)備的出口孔相比強(qiáng)烈波動(dòng)的表面上，例如人的面部。這是由于在這些情況下出口孔沒(méi)有被完全覆蓋。特別是在剃須設(shè)備的情況下，剃須設(shè)備在面部的使用是常見(jiàn)的，但是面部的不規(guī)則形狀阻止了該設(shè)備的有效使用，而眼睛的存在還要求最大程度的輻射安全。一種可能的解決方案可以是使出口孔更小，因?yàn)檫@提高了面部相對(duì)于出口孔的相對(duì)平坦度。但是，這也降低了設(shè)備的效率，因?yàn)樾〉某隹诳滓笥脩?hù)大量的剃須動(dòng)作，同時(shí)利用合理數(shù)量的努力處理皮膚的每個(gè)期望部分更加困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在開(kāi)頭段中所提及的類(lèi)型的設(shè)備，該設(shè)備可以更有效地被使用在更多情況中，同時(shí)還提供對(duì)不希望的輻射發(fā)射的防護(hù)。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明，在開(kāi)頭段中所提及的類(lèi)型的設(shè)備的特征在于控制單元被構(gòu)造為根據(jù)傳感器信號(hào)來(lái)確定出口孔中被皮膚覆蓋的覆蓋部分，以及控制單元被構(gòu)造為將輻射發(fā)射限制到至多出口孔的所述覆蓋部分。在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中，將通過(guò)出口孔的輻射發(fā)射限制到出口孔中被皮膚所覆蓋的那部分，使得即使在出口孔未被皮膚完全覆蓋的情況下，也可以進(jìn)行輻射發(fā)射。例如，如果說(shuō)90％的出口孔被皮膚所覆蓋，則本發(fā)明的設(shè)備允許所述90％的處理，而現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備根本不允許處理。由于類(lèi)似的原因，現(xiàn)在可以使用較大的出口孔。在現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備中，這會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的處理時(shí)間，因?yàn)槌隹诳孜幢煌耆采w的機(jī)率只會(huì)提高，由此阻止了出口孔的全部表面區(qū)域的處理，并且引起輻射源的較長(zhǎng)停機(jī)時(shí)間。相反地，后面這種情況不會(huì)對(duì)本發(fā)明的設(shè)備造成影響，這是因?yàn)樵诖酥灰隹诳椎念~外表面區(qū)域沒(méi)有被覆蓋那么它將簡(jiǎn)單地不會(huì)被處理，這導(dǎo)致了不變的處理時(shí)間，而在出口孔的額外表面區(qū)域的至少一部分被覆蓋的情況下，實(shí)際上將會(huì)同時(shí)處理該額外部分。
通過(guò)將輻射的發(fā)射限制到出口孔的覆蓋部分，仍然確保了輻射安全，這保證沒(méi)有直接的輻射可以漏出。僅僅會(huì)有最小量的漏出輻射，因?yàn)檫@只可能是由于從皮膚反射的輻射引起的，并且在大多情況下，只可能是由于從皮膚中的一小部分反射的輻射引起的，其中所述皮膚被引導(dǎo)，使得它允許所反射的輻射漏出。而且，該最小量的輻射是反射輻射，通過(guò)皮膚中的吸收，所述輻射已經(jīng)失去了其能量的主要部分。另外，該反射輻射將是漫輻射，這是因?yàn)槠つw是一種漫反射器，并且根據(jù)所行進(jìn)的距離，漫反射很快地失去它的強(qiáng)度。鏡面反射輻射沒(méi)有扮演主要角色，這是因?yàn)橥ǔＶ挥休椛涞囊恍〔糠謱⒗缭诠饣钠つw上被鏡面反射。而且，當(dāng)輻射以小入射角(即幾乎垂直地)被鏡面反射時(shí)(這是最常見(jiàn)的情況，由于在任何實(shí)際的設(shè)備中具有相當(dāng)受限制的入射角范圍)，大多這樣的輻射將被鏡面反射回設(shè)備中。只有當(dāng)例如皮膚凸起(lobe)或者皺紋存在時(shí)，輻射可以被鏡面反射開(kāi)，并且可能被鏡面反射到外界。但是，這將僅僅是在大于幾毫米的尺寸上不平坦的并且很窄的表面。因此，大多輻射仍然會(huì)被捕獲，并且仍然能夠漏出的部分會(huì)相當(dāng)強(qiáng)烈地發(fā)散(divergent)?？傊R面反射輻射從設(shè)備中漏出的幾率不大，而可能會(huì)引起任何傷害的總功率甚至更小。另外地，在聚焦輻射的情況下，輻射甚至更快地失去其強(qiáng)度。
本發(fā)明的基礎(chǔ)在于以下思想，即當(dāng)由于上述原因出口孔未被皮膚完全覆蓋時(shí)，沒(méi)有必要阻擋輻射源。當(dāng)輻射的發(fā)射被限制到覆蓋部分時(shí)，足夠防止輻射直接發(fā)射到外界。限制輻射的發(fā)射的特定方式與本發(fā)明無(wú)關(guān)，并且因此不特別地受限。將在下面給出對(duì)此的多個(gè)可能的有利措施，它們中的至少一些對(duì)應(yīng)于從屬權(quán)利要求。
請(qǐng)注意，外殼容納輻射源。希望覆蓋使用外部輻射發(fā)生器的情況，其中通過(guò)例如光波導(dǎo)將外部輻射發(fā)生器的輻射耦合進(jìn)外殼中。人們可以將這種波導(dǎo)的出口孔當(dāng)作輻射源，雖然實(shí)際上它不產(chǎn)生輻射。
表達(dá)“正前方”應(yīng)該被解釋為表示例如鄰近或者接近開(kāi)口孔而與外殼相接觸的皮膚存在，以及部分地或者完全地覆蓋出口孔的皮膚存在。原理上，一個(gè)或者多個(gè)皮膚存在傳感器測(cè)量它們自身前方的皮膚存在，在此基礎(chǔ)上，檢測(cè)器系統(tǒng)和/或控制單元確定整個(gè)出口孔或者部分出口孔前方的皮膚存在。關(guān)于皮膚存在傳感器的數(shù)目，優(yōu)選地使用多個(gè)傳感器，例如以固定間距設(shè)置的多個(gè)傳感器。但是，也可以使用單個(gè)傳感器，包括多個(gè)獨(dú)立工作的部分。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)特定實(shí)施方式中，該設(shè)備還包括至少一個(gè)可調(diào)輻射阻擋裝置，所述可調(diào)輻射阻擋裝置是可通過(guò)控制單元調(diào)節(jié)的，以阻止通過(guò)開(kāi)口孔的覆蓋部分以外的開(kāi)口孔的輻射發(fā)射。這種可調(diào)輻射阻擋裝置做成動(dòng)態(tài)設(shè)備，即能夠?qū)⒂行С隹诳讋?dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)到實(shí)際上被皮膚所覆蓋的那部分的設(shè)備。因?yàn)橛行У刈柚沽顺隹诳椎氖Ｓ嗟奈锤采w部分發(fā)射輻射，所以該實(shí)施方式固有地如具有靜態(tài)孔以及皮膚接觸傳感器的設(shè)備一樣安全，其中當(dāng)出口孔沒(méi)有被完全覆蓋時(shí)所述設(shè)備切斷輻射源。
優(yōu)選地，在開(kāi)口孔的平面中或者鄰近開(kāi)口孔的平面提供可調(diào)輻射阻擋裝置。這確保沒(méi)有輻射可以不希望地漏出，這是因?yàn)檩椛浠蛘弑话l(fā)射到覆蓋出口孔的皮膚上，或者被可調(diào)輻射阻擋裝置阻止。可選地，可以在例如鏡面中或者鏡面上提供輻射阻擋裝置。阻止不希望的光被反射可以執(zhí)行類(lèi)似功能。
有利地，可調(diào)輻射阻擋裝置包括可移動(dòng)的擋板(blind)或者隔膜(diaphragm)。例如，可以通過(guò)控制單元控制一個(gè)或多個(gè)擋板或者隔膜的位置，使得它對(duì)應(yīng)于出口孔的未覆蓋部分。為此，可以提供一個(gè)或者多個(gè)諸如電機(jī)或者壓電元件的擋板或者隔膜驅(qū)動(dòng)裝置。如果出口孔是矩形的，則一個(gè)或者多個(gè)擋板可以是優(yōu)選的，而對(duì)于較圓的出口孔而言，隔膜可能更有效，但是所有這些還取決于待處理的身體部分的形狀。
另一個(gè)輻射阻擋裝置可以是例如電致變色濾波器，可以通過(guò)局部施加的電壓，例如經(jīng)由薄的蒸鍍的電極，來(lái)局部地影響電致變色濾波器的傳送。然后控制單元可以合適地針對(duì)所述電致變色濾波器中與出口孔的未覆蓋部分對(duì)應(yīng)的那些部分，使得阻止不希望的輻射發(fā)射。各種其它可調(diào)輻射阻擋裝置在本領(lǐng)域技術(shù)人員范圍內(nèi)，諸如可編程鏡子等。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備被描述為具有一個(gè)出口孔。不用說(shuō)，本發(fā)明還涉及具有多于一個(gè)出口孔的這種設(shè)備，例如具有兩個(gè)出口孔的這種設(shè)備。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)的實(shí)施方式中，輻射源包括用于提供輻射束的輻射束源。此處術(shù)語(yǔ)“束”表示與漫發(fā)射或者全方位發(fā)射相反，輻射是在選定方向發(fā)射的，請(qǐng)參考電筒光對(duì)比電燈泡。這提供以下優(yōu)勢(shì)在選定方向上發(fā)射實(shí)際上通過(guò)出口孔的覆蓋部分發(fā)射的輻射。因此減少在允許通過(guò)出口孔的未覆蓋部分的不希望漏出的方向上所發(fā)射的輻射量。
有利地，輻射束是聚焦束，具有在出口孔前方的外殼以外的焦點(diǎn)。這確保仍可能通過(guò)出口孔的未覆蓋部分而漏出的任何輻射將是或多或少?gòu)?qiáng)烈發(fā)散的，特別是當(dāng)焦點(diǎn)位置被選為(非常)靠近出口窗時(shí)。這進(jìn)一步提高了設(shè)備的安全性。但是，請(qǐng)注意，聚焦元件或者通常意義上的聚焦不是必須的，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的設(shè)備的固有安全性對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言是足夠的。
在一個(gè)特定的實(shí)施方式中，設(shè)備還包括可調(diào)輻射束操縱器，用于引導(dǎo)由輻射束源在操作中提供的輻射束通過(guò)出口孔而朝向待處理的皮膚上的目標(biāo)位置，其中輻射束操縱器是可通過(guò)控制單元控制的，以將它的輻射束引導(dǎo)限制到出口孔的覆蓋部分。在這個(gè)實(shí)施方式中，不是出口孔被在如通過(guò)檢測(cè)器系統(tǒng)所確定的覆蓋部分的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)節(jié)，而是所提供的輻射的控制被限制到期望的區(qū)域，與之相反的是例如WO02/078559中所公開(kāi)的激光剃須設(shè)備，該激光剃須設(shè)備沒(méi)有被控制到出口孔的特定部分區(qū)域。
在一個(gè)特定的實(shí)施方式中，輻射源包括閃光燈，它提供所期望的波長(zhǎng)、能量、和/或強(qiáng)度的輻射脈沖。這種閃光燈可以是例如氣體放電燈。在另一個(gè)實(shí)施方式中，輻射源可以包括一個(gè)或者多個(gè)LED、或者激光源。在所有情況下，輻射可以在一束中或者可以形成為一束，并且優(yōu)選地它可以通過(guò)諸如透鏡、拋物面鏡等光學(xué)設(shè)備形成為聚焦束。
在一個(gè)特定的實(shí)施方式中，設(shè)備包括覆蓋出口孔的透明材料的窗口。這具有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鄬?duì)于輻射束更好地定義了待處理的皮膚位置，特別是在聚焦束的情況下。它還提供了以下優(yōu)勢(shì)，即至少在覆蓋部分中，使皮膚基本上是平坦的。這確保了即使不是所有但也是大多數(shù)通過(guò)出口孔的覆蓋部分而發(fā)射到皮膚上的輻射被(鏡面)反射回設(shè)備中，或者至多是漫散射。在所有這樣的情況下，很容易將無(wú)意離開(kāi)設(shè)備的輻射量限制到可以接受的最小值。
在本發(fā)明的一個(gè)特定的實(shí)施方式中，檢測(cè)器系統(tǒng)包括至少兩排皮膚存在傳感器，每一排在出口孔的兩個(gè)相對(duì)側(cè)的每一側(cè)上?？梢愿鶕?jù)來(lái)自至少兩排傳感器的測(cè)量信號(hào)來(lái)確定出口孔的覆蓋部分。例如，對(duì)于在傳感器孔的相對(duì)側(cè)上具有兩排傳感器的檢測(cè)器系統(tǒng)，可以按照如下方式來(lái)確定覆蓋部分。在第一排中，并且從該排的一端部開(kāi)始，多個(gè)相鄰的傳感器指示“沒(méi)有皮膚存在于該傳感器處”。相鄰于這些傳感器，在同一排中，另外多個(gè)相鄰傳感器指示“皮膚存在于該傳感器處”，隨后是另外多個(gè)相鄰傳感器，直到該排的相對(duì)端部，所有都指示“沒(méi)有皮膚存在于該傳感器處”。換言之，存在全部都指示皮膚存在的傳感器的范圍，該范圍被指示在那里沒(méi)有皮膚存在的兩個(gè)范圍所包圍。同樣地，在相對(duì)的第二排中，這種相鄰傳感器的范圍指示皮膚存在，而傳感器范圍的端部指示那里沒(méi)有皮膚存在?，F(xiàn)在可以將出口孔的覆蓋部分確定為延伸在第一排中相鄰“皮膚存在”傳感器的范圍和第二排中對(duì)應(yīng)的傳感器之間的那部分，例如通過(guò)在兩個(gè)相對(duì)排中的這些“皮膚存在”范圍中的第一傳感器和最后傳感器之間畫(huà)線(xiàn)來(lái)確定。
對(duì)于這種方法的可選方案當(dāng)然是可能的。用于這種確定的許多方法在本領(lǐng)域中本身是已知的，并且優(yōu)選的實(shí)施方式將在下文公開(kāi)并描述。而且，覆蓋區(qū)域可能多于一個(gè)。通過(guò)操作員或者具有程序或算法的控制單元也可以確定實(shí)際上沒(méi)有覆蓋部分，例如這是因?yàn)閮蓚€(gè)相對(duì)排中的“皮膚存在”范圍相距太遠(yuǎn)，指示例如兩個(gè)手指部分地覆蓋出口孔等。而且，可能存在多于一個(gè)覆蓋部分，例如都延伸在出口孔上的兩個(gè)手指，等等。
優(yōu)選地，至少兩排中的每一排包括至少三個(gè)皮膚存在傳感器，優(yōu)選地甚至更大的數(shù)目，諸如五個(gè)到一百個(gè)之間的皮膚存在傳感器。很明顯，較大數(shù)目的傳感器提供較高的靈活性，例如用于確定多于一個(gè)覆蓋區(qū)域。請(qǐng)注意，一排中僅有兩個(gè)皮膚存在傳感器經(jīng)常不足以正確地確定出口孔前方的連續(xù)皮膚部分的存在。例如，在它們之間具有孔的兩個(gè)手指可能會(huì)放置在出口孔前方，每個(gè)手指接觸每一排中的一個(gè)傳感器。正的傳感器讀數(shù)現(xiàn)在將會(huì)錯(cuò)誤地指示一個(gè)完全被覆蓋的孔。盡管相同的情況還可以發(fā)生在每排具有更多傳感器和更多手指的情況下，但是通常減小的傳感器間距確保了防止這種誤讀的較高安全性。因此，優(yōu)選地，傳感器間距小于預(yù)定皮膚細(xì)節(jié)的尺寸，諸如手指的寬度。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)特定的實(shí)施方式中，控制單元被構(gòu)造為將出口孔的一部分確定作為覆蓋部分，其中所述出口孔的一部分由兩排中的第一排的一個(gè)分段在第一側(cè)上以及由兩排中的第二排的一個(gè)分段在第二相對(duì)側(cè)上來(lái)限定，所述分段中的每一個(gè)包括給出皮膚存在的測(cè)量信號(hào)的至少三個(gè)相鄰皮膚存在傳感器。控制單元然后可以根據(jù)諸如在此所描述的那些已知的原理確定出口孔的覆蓋部分。請(qǐng)注意，還可以將由每排中至少兩個(gè)相鄰傳感器所限定的部分或者甚至由第一排中的至少一個(gè)傳感器和第二排中的至少兩個(gè)相鄰傳感器所限定的部分確定為覆蓋部分。在更一般方式中，其涉及基于不在一條直線(xiàn)上的三個(gè)傳感器的確定情況，覆蓋部分是由指示皮膚存在的三個(gè)(或者多個(gè))傳感器之間的三角形(或者多邊形)所形成的。但是，請(qǐng)注意，不正確確定的風(fēng)險(xiǎn)是較高的，這是因?yàn)楸淮_定為覆蓋部分的部分也可以?xún)H是不被皮膚所覆蓋的部分。當(dāng)三個(gè)、或者(許多)更多傳感器被用于這種確定時(shí)，后者的風(fēng)險(xiǎn)要小的多，或者甚至基本上是零。
為了阻止不希望的輻射發(fā)射，如果例如兩個(gè)皮膚部分之間的孔平行于所述排而存在，諸如每個(gè)沿著所述排中一排定位的兩個(gè)手指之間的孔，則可以在基本上垂至于所述至少兩排的至少一側(cè)處，例如沿著矩形出口孔的第三側(cè)和第四側(cè)，附加地提供一個(gè)或者多個(gè)皮膚存在傳感器。
盡管出口孔優(yōu)選地為矩形，但它還可以具有不同的形狀，諸如圓形或者橢圓形。在這些情況下還可以識(shí)別相對(duì)側(cè)，盡管它們不再?lài)?yán)格地平行。另外，請(qǐng)注意，覆蓋部分通常被確定為由與兩排皮膚存在傳感器相交的并且連接給出皮膚存在的正指示的相應(yīng)第一傳感器和最后一個(gè)傳感器的兩條線(xiàn)所限定。換言之，在每排中存在具有都指示皮膚存在的相鄰傳感器的分段。每個(gè)這種分段具有在預(yù)定方向上看到的第一傳感器和最后一個(gè)傳感器。兩條線(xiàn)連接相應(yīng)的第一個(gè)傳感器和相應(yīng)的最后一個(gè)傳感器。優(yōu)選地，雖然不是必須的，但是也可以讓兩條線(xiàn)基本上垂直于傳感器排而延伸，或者垂直于出口孔的對(duì)稱(chēng)軸，在細(xì)長(zhǎng)出口孔情況下，優(yōu)選地為主對(duì)稱(chēng)軸。在這種情況下，如果沿著兩排以及沿著距對(duì)稱(chēng)軸相同距離的傳感器指示皮膚存在，則才將出口孔的一部分確定為被覆蓋。換言之，覆蓋部分本身沿著對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)。盡管如上文作描述其不是必須的，但這進(jìn)一步提高了設(shè)備的安全性。
檢測(cè)器系統(tǒng)或者皮膚存在傳感器的類(lèi)型不被特別地限定。在該設(shè)備的一個(gè)特定的實(shí)施方式中，檢測(cè)器系統(tǒng)包括物理壓力傳感器、氣壓傳感器、氣體流量傳感器、和/或熱傳導(dǎo)率傳感器中的至少一個(gè)。可以根據(jù)本領(lǐng)域那些技術(shù)人員已知的原理使用每個(gè)這種傳感器。例如，物理壓力傳感器可以是壓電元件，用于當(dāng)被壓時(shí)提供電信號(hào)，或者具有繼電器等的接觸傳感器，用于當(dāng)被壓或壓縮時(shí)實(shí)現(xiàn)或者中斷電接觸，等等。
例如在其中通過(guò)出口孔周?chē)耐鈿ぶ械目拙S持氣體流量的情況下，可以使用氣壓傳感器或者氣體流量傳感器。這可以通過(guò)提供氣體或者通過(guò)提供真空而實(shí)現(xiàn)。在任何一種情況下，當(dāng)傳感器接觸皮膚時(shí)，氣體流量(或者壓力)將突然改變。
上述兩種傳感器類(lèi)型都不是特別地適合于從其它類(lèi)型的材料或者物體中分辨出皮膚。測(cè)量與之相接觸的材料的熱傳導(dǎo)率的熱傳導(dǎo)率傳感器在這方面更佳，因?yàn)槠つw具有某些已知范圍內(nèi)的熱傳導(dǎo)率。
在一個(gè)特定的實(shí)施方式中，檢測(cè)器系統(tǒng)包括多個(gè)導(dǎo)電接觸傳感器。電傳感器具有通用(versatile)的優(yōu)勢(shì)它們可以被用來(lái)根據(jù)測(cè)量?jī)x器類(lèi)型測(cè)量多個(gè)特性，諸如電阻率、電壓相位改變等。
具體地，構(gòu)造檢測(cè)器系統(tǒng)，用于測(cè)量一對(duì)可選的接觸傳感器之間的阻抗。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)，檢測(cè)器系統(tǒng)選擇兩個(gè)接觸傳感器，例如每排中各一個(gè)，并且測(cè)量它們之間的阻抗。只要一個(gè)或者兩個(gè)接觸傳感器都未能接觸皮膚，則所測(cè)量的阻抗是非常高的，實(shí)際上是無(wú)限大，然而兩個(gè)接觸傳感器都接觸皮膚時(shí)，所測(cè)量的阻抗要低得多，并且實(shí)際上在某些已知限度之間，除了其它方面之外所述限度依賴(lài)于皮膚的條件(干、濕、用肥皂清洗過(guò)的、油污的等等)，并且還依賴(lài)于在兩個(gè)傳感器之間是否存在直接的電通路或者這種通路是否經(jīng)由其它身體部分延伸。后一種可以發(fā)生在例如兩個(gè)不同的手指中的每一個(gè)接觸兩個(gè)傳感器中的一個(gè)的情況下。在這種情況下，所測(cè)量的阻抗遠(yuǎn)高于用一個(gè)手指接觸兩個(gè)傳感器的阻抗，等等，這是由于較長(zhǎng)的電通路長(zhǎng)度。但是考慮這種環(huán)境，可以基于所測(cè)量的阻抗值做出可靠的確定。對(duì)于其它接觸傳感器對(duì)，重復(fù)這樣確定，直到已經(jīng)做出足夠可靠的覆蓋部分確定。這種確定的程序可以通過(guò)微機(jī)、電子電路等來(lái)提供。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)備的檢測(cè)器系統(tǒng)還包括對(duì)電極，并且被構(gòu)造為用于測(cè)量對(duì)電極和接觸傳感器中一個(gè)可選的接觸傳感器之間的阻抗。在這種情況下，每對(duì)選擇的接觸傳感器由對(duì)電極和自由選擇的一個(gè)接觸傳感器組成。這可以提供更好控制的并且更穩(wěn)定的測(cè)量，但是它取決于對(duì)電極本身是否真實(shí)地接觸皮膚。為了這個(gè)目的可以提供多于一個(gè)的對(duì)電極，這些對(duì)電極其中之一被選擇用于每組測(cè)量，或者選擇接觸傳感器中的一個(gè)接觸傳感器作為對(duì)電極，用于每組測(cè)量。
可以有利的是，包括一些阻抗測(cè)量電極作為覆蓋出口孔的透明窗上的透明電極。這不僅具有如上文所述的優(yōu)勢(shì)，諸如相對(duì)于輻射的明確限定的皮膚位置，而且還具有可以非?？煽康卮_定出口孔的覆蓋部分的優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)椴恍枰M(jìn)行出口孔周?chē)膫鞲衅鞯臏y(cè)量信號(hào)的轉(zhuǎn)換。特別當(dāng)與電致變色濾波器相結(jié)合時(shí)，獲得一種非常精確并且可靠的設(shè)備，原則上該設(shè)備對(duì)于輻射源和輻射束源同等地有效。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)的實(shí)施方式中，至少一個(gè)皮膚存在傳感器能夠測(cè)量皮膚對(duì)于預(yù)定波長(zhǎng)的光的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)。人類(lèi)皮膚中血、水、細(xì)胞、角蛋白、以及黑色素的存在引起光在人類(lèi)皮膚中以根據(jù)光波長(zhǎng)的非常特有的方式被吸收和散射。通過(guò)所述皮膚存在傳感器測(cè)量對(duì)于具有預(yù)定波長(zhǎng)的光的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)導(dǎo)致非?？煽康拇_定覆蓋出口孔的介質(zhì)是否是人類(lèi)皮膚。這種測(cè)量的細(xì)節(jié)在WO02/078559中公開(kāi)，在此參考該文獻(xiàn)。
在一個(gè)特定的實(shí)施方式中，所述檢測(cè)器系統(tǒng)提供有多個(gè)光傳感器和用于所述預(yù)定波長(zhǎng)的光的至少一個(gè)光源，其中至少一個(gè)光源被設(shè)置為相鄰于光傳感器中的至少一個(gè)光傳感器，并且光學(xué)上與該光傳感器分開(kāi)，皮膚存在傳感器通過(guò)將由該光傳感器所測(cè)量的光量與由光源所產(chǎn)生的光量進(jìn)行比較來(lái)確定反射系數(shù)。因?yàn)楣庠丛诠鈱W(xué)上與該光傳感器分開(kāi)，所以來(lái)源于光源的光不能直接到達(dá)光傳感器。來(lái)自光源的光能夠通過(guò)皮膚中的散射而到達(dá)光傳感器。為了實(shí)現(xiàn)來(lái)自光源的光的大部分通過(guò)皮膚中的散射而到達(dá)光傳感器，光源和光傳感器兩者都必須與皮膚相接觸。皮膚與光源和/或光傳感器之間不充分接觸或者不接觸導(dǎo)致到達(dá)光傳感器的光量的大量減少。這樣，皮膚存在傳感器可以可靠地檢測(cè)散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)的值，并且另外，可靠地檢測(cè)皮膚實(shí)際上是否接觸皮膚接觸單元。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施方式，其特征在于檢測(cè)器系統(tǒng)被提供有用于另一個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)的光的另一個(gè)光源，該光源也設(shè)置為相鄰于至少一個(gè)光傳感器，并且在光學(xué)上與所述光傳感器分開(kāi)，檢測(cè)器通過(guò)將由光傳感器所測(cè)量的光量和由兩個(gè)光源所產(chǎn)生的光量進(jìn)行比較來(lái)確定對(duì)于兩個(gè)波長(zhǎng)的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)。這種特定的測(cè)量的細(xì)節(jié)可以在WO02/078559中找到(盡管作為一個(gè)整體使用在不同設(shè)備中)，在此參考該文獻(xiàn)。在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的該另一個(gè)實(shí)施方式中，檢測(cè)器系統(tǒng)確定對(duì)于光的兩個(gè)不同波長(zhǎng)的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)。通過(guò)對(duì)于光的兩個(gè)不同波長(zhǎng)的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)的值來(lái)實(shí)現(xiàn)人類(lèi)皮膚的更佳的表征(characterization)，由此進(jìn)一步提高設(shè)備的可靠性。
在測(cè)量期間限定皮膚的條件可能是重要的。例如，如果在皮膚阻抗的測(cè)量期間使用了諸如冷卻凝膠等的添加劑，可能會(huì)導(dǎo)致令人誤解的測(cè)量。當(dāng)進(jìn)行反射或者散射系數(shù)的測(cè)量時(shí)，可能會(huì)引起類(lèi)似的錯(cuò)誤。考慮這種添加劑以及諸如皮膚溫度、排汗等的可能的其它環(huán)境將是有利的?？蛇x地，可以使用特定的添加劑使皮膚處于良好狀態(tài)(condition)。例如可以使用某些油來(lái)使皮膚的上部(表皮)對(duì)輻射更透明。這確保表皮的厚度和其它特性扮演一個(gè)不太重要的角色，表皮厚度和其它特性在不同人之間甚至在身體的各個(gè)部位都可能相當(dāng)大地變化。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)特定的實(shí)施方式，其特征在于至少一個(gè)光源是LED，并且至少一個(gè)光傳感器是光電二極管。所述LED和光電二極管相對(duì)便宜并且具有小尺寸，使得皮膚存在傳感器的價(jià)格和尺寸受到限制，特別是如果更多或者所有光源和光傳感器被這樣選擇時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，其特征在于檢測(cè)器系統(tǒng)適合于測(cè)量皮膚對(duì)于預(yù)定波長(zhǎng)的光的漫反射系數(shù)。由于人類(lèi)皮膚中的血、水、細(xì)胞、角蛋白、和黑色素的存在，所以光根據(jù)光的波長(zhǎng)以非常特有的方式被人類(lèi)皮膚漫反射。通過(guò)檢測(cè)器系統(tǒng)測(cè)量對(duì)于預(yù)定波長(zhǎng)的光的漫反射系數(shù)可以可靠地確定存在于出口孔正前方的介質(zhì)是否是人類(lèi)皮膚。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施方式，其特征在于檢測(cè)器系統(tǒng)被提供有多個(gè)光傳感器以及用于所述預(yù)定波長(zhǎng)的光的光源，該光源被設(shè)置為相鄰于光傳感器中的至少一個(gè)光傳感器，并且光學(xué)上與該光傳感器分開(kāi)，檢測(cè)器系統(tǒng)通過(guò)將由每個(gè)光傳感器所測(cè)量的光量和由光源產(chǎn)生的光量進(jìn)行比較來(lái)確定反射系數(shù)。因?yàn)楣庠丛诠鈱W(xué)上與光傳感器分開(kāi)，所以來(lái)自光源的光不能直接到達(dá)光傳感器。來(lái)自光源的光可以通過(guò)經(jīng)由皮膚表面的反射到達(dá)光傳感器。到達(dá)光傳感器的光量取決于反射系數(shù)和從光源和光傳感器到皮膚的距離。為了確保來(lái)自光源的預(yù)定光量通過(guò)反射到達(dá)光傳感器，所必須的是，一方面光實(shí)際地被皮膚反射，即出口孔必須實(shí)際地被皮膚所覆蓋，以及另一方面，皮膚與光源之間和皮膚與光傳感器之間必須實(shí)際地存在預(yù)定距離，例如通過(guò)間隔元件。以這種方式，皮膚存在傳感器可靠地檢測(cè)出口孔正前方存在的介質(zhì)是否是人類(lèi)皮膚。


在下文中，將參考附圖詳細(xì)地說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施方式，其中圖1示意性地顯示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第一實(shí)施方式；圖2示意性地顯示出具有根據(jù)圖1的設(shè)備的檢測(cè)器系統(tǒng)的出口孔；圖3示意性地顯示出在圖2中所示的檢測(cè)器系統(tǒng)的皮膚存在傳感器；以及圖4示意性地顯示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第二實(shí)施方式的皮膚存在傳感器。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地顯示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1的第一實(shí)施方式，用于通過(guò)輻射處理皮膚，所述設(shè)備是毛發(fā)去除設(shè)備，特別是激光脫毛或者剃須設(shè)備，通過(guò)該設(shè)備，借助于激光在相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間段或者甚至永久地去除存在于皮膚上的毛發(fā)。所述設(shè)備1包括具有手柄5的外殼3，使得設(shè)備1是便攜式的并且可以放置在待處理的皮膚7上或者在待處理的皮膚7上移動(dòng)。外殼3容納輻射源，特別是諸如二極管激光器的激光源9，以及容納可調(diào)激光束操縱器11，通過(guò)所述可調(diào)節(jié)的激光束操縱器11，經(jīng)由提供在外殼3中的出口孔15，可以將在激光源9操作期間由激光源9產(chǎn)生的激光束13(優(yōu)選地，聚焦的激光束)定位于皮膚7上的目標(biāo)位置16。出口孔15可以由對(duì)所使用的輻射透明的材料的窗口(沒(méi)有示出)所覆蓋。在所示的例子中，激光束操縱器11包括第一可調(diào)傾斜鏡17和第二可調(diào)傾斜鏡19，兩者都被設(shè)置為與平坦的皮膚接觸單元21成大約45°的角度，出口孔15位于平坦的皮膚接觸單元21中，并且在所示的例子中平坦的皮膚接觸單元21形成外殼3的底壁?？梢苑謩e圍繞第一傾斜軸27和第二傾斜軸29，通過(guò)第一致動(dòng)器23和第二致動(dòng)器25，來(lái)使傾斜鏡17和19傾斜，其中第一傾斜軸27在第一傾斜鏡17的平面中延伸，并且被定向?yàn)榛旧吓c第二皮膚接觸單元21相平行，以及第二傾斜軸29在第二傾斜鏡19的平面中延伸，并且基本上與第一傾斜軸27垂直相交。因?yàn)閮蓚€(gè)傾斜鏡17和19被傾斜，所以在平行于X方向以及Y方向的方向上可以使激光束13的目標(biāo)位置16在皮膚7上移動(dòng)，其中Y方向垂直于X方向延伸，兩個(gè)方向都平行于皮膚接觸單元21。
為了確定連續(xù)的目標(biāo)位置，在所示的例子中，設(shè)備1提供有圖像傳感器31，諸如CCD圖像傳感器或者CMOS圖像傳感器，其中圖像傳感器通過(guò)輔助燈33和(二向色)分束器35記錄皮膚7位于出口孔15正前方的部分的圖像。設(shè)備1還包括控制單元37，圖像傳感器31向控制單元37提供對(duì)應(yīng)于通過(guò)圖像傳感器31所記錄的圖像的電信號(hào)Us。控制單元37包括傳感器，其中通過(guò)該傳感器，根據(jù)所記錄的圖像，在此確定存在于皮膚7的所述部分上的毛發(fā)41的發(fā)根39的位置?？刂茊卧?7分別通過(guò)電信號(hào)UM1和電信號(hào)UM2控制兩個(gè)致動(dòng)器23和25，使得激光束13連續(xù)地定位在與由此確定的發(fā)根39的位置對(duì)應(yīng)的一系列目標(biāo)位置。在每個(gè)目標(biāo)位置16中，通過(guò)電信號(hào)UL，在預(yù)定的時(shí)期段期間并且利用預(yù)定的強(qiáng)度，由控制單元37啟動(dòng)激光束9，使得連續(xù)加熱并且破壞或者損傷存在的發(fā)根39。對(duì)于設(shè)備1的操作的詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參考WO-A-00/62700，在此僅簡(jiǎn)要地描述設(shè)備1的操作。
通過(guò)激光源9所產(chǎn)生的激光束13具有相對(duì)高的強(qiáng)度，并且因此當(dāng)它接觸例如眼睛時(shí)是有害的。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1提供有這樣一種裝置，該裝置可以用來(lái)在盡可能的程度上阻止通過(guò)出口孔15中沒(méi)有被人類(lèi)皮膚所覆蓋和包圍或者利用不同于人類(lèi)皮膚的介質(zhì)(諸如玻璃)所覆蓋的部分的激光束13的發(fā)射。所述裝置的可靠性是非常高的，使得根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1特別地適合于使用在沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的非本領(lǐng)域技術(shù)人員的消費(fèi)市場(chǎng)。
如圖1和圖2中所示的，所述裝置包括具有一系列皮膚存在傳感器43的檢測(cè)器系統(tǒng)，其中所述一系列皮膚存在傳感器43被提供在出口孔15附近的皮膚接觸單元21中。在所示的例子中，所述裝置包括五十四個(gè)皮膚存在傳感器43-1到43-54，這些皮膚存在傳感器以彼此間小的、固定的距離設(shè)置在出口孔15周?chē)?。?dāng)然，還可以合適地使用任何其它數(shù)目的傳感器，優(yōu)選地被設(shè)置在至少兩排中，優(yōu)選地每排至少三個(gè)傳感器。
傳感器43可以合適地用來(lái)測(cè)量能夠表征人類(lèi)皮膚的生物物理特性。例如，所述生物物理特性是皮膚7對(duì)于預(yù)定波長(zhǎng)的光的阻抗、反射系數(shù)、散射系數(shù)、和/或吸收系數(shù)。
圖2示意性表示出帶有根據(jù)圖1的設(shè)備的檢測(cè)器系統(tǒng)的出口孔，它部分地放置在皮膚7上。
可以看到，皮膚7沒(méi)有完全覆蓋出口孔15。皮膚存在傳感器43-1到43-7和43-41到43-54給出負(fù)信號(hào)，即沒(méi)有皮膚存在，而皮膚存在傳感器43-8到43-40給出正信號(hào)，即皮膚存在。請(qǐng)注意傳感器43-8到43-40是邊界線(xiàn)的情況，它們的信號(hào)取決于皮膚邊界的精確位置、它們的敏感度和與它們的信號(hào)相比較的預(yù)定限度。
在該例子中，皮膚存在傳感器43是阻抗傳感器。傳感器43的每一個(gè)包括接觸皮膚7的電接觸。構(gòu)造控制單元37(沒(méi)有在圖2中示出)，以從五十四個(gè)傳感器中選擇兩個(gè)傳感器，其中將電信號(hào)(例如已知頻率的預(yù)定電壓信號(hào))施加到所述兩個(gè)選擇的傳感器。通過(guò)測(cè)量響應(yīng)，在這種情況下例如為電流，控制單元能夠確定包括所述兩個(gè)選擇的皮膚存在傳感器的電路的阻抗。隨后，通過(guò)將該結(jié)果與來(lái)自存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的表的值進(jìn)行比較，控制單元可以確定是否兩個(gè)皮膚存在傳感器都接觸皮膚，或者確定是否一個(gè)或者兩個(gè)傳感器沒(méi)有接觸皮膚。例如，在大約50Hz到1kHz頻率之間的幾kΩ到大約100kΩ的測(cè)量值足以可靠地指示兩個(gè)傳感器都接觸皮膚，而幾MΩ以上的值則清楚地指示不存在閉合的電路。如果兩個(gè)傳感器都指示皮膚的存在，則這意味著除了控制測(cè)量以外不需要針對(duì)這些傳感器進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)量。另一方面，如果測(cè)量信號(hào)指示兩個(gè)傳感器中的至少一個(gè)沒(méi)有接觸皮膚，則需要進(jìn)一步的測(cè)量。通過(guò)選擇兩個(gè)先前的傳感器中的一個(gè)并且將該傳感器與一個(gè)另外的傳感器相結(jié)合，形成兩個(gè)傳感器的新組，利用所述兩個(gè)傳感器的新組，可以重復(fù)測(cè)量程序。如果現(xiàn)在測(cè)量到低阻抗，則確定所述另外(新)的傳感器和從兩個(gè)傳感器的原始組中選擇的那個(gè)傳感器都接觸皮膚，而同時(shí)確定兩個(gè)傳感器的原始組中未被選擇的那個(gè)傳感器沒(méi)有接觸皮膚。按照這種方式，可以確定特定的傳感器是否接觸皮膚。
控制單元37可以由此確定皮膚存在傳感器43-1到43-45中的哪個(gè)在它們各自的位置處確定到皮膚的存在，即測(cè)量值是否對(duì)應(yīng)于在預(yù)定限度內(nèi)的人類(lèi)皮膚特征值。
現(xiàn)在控制單元可以確定如陰影區(qū)域40的出口孔的覆蓋部分，其中該陰影區(qū)域40在一側(cè)上由虛線(xiàn)所限定，這是因?yàn)樗邢噜徲谠搮^(qū)域40的皮膚存在傳感器都給出“皮膚存在”信號(hào)。在陰影線(xiàn)和點(diǎn)劃線(xiàn)之間的交叉陰影線(xiàn)區(qū)域也被皮膚所覆蓋，但是因?yàn)椴蝗菀赘鶕?jù)來(lái)源于該交叉陰影線(xiàn)區(qū)域的邊界的傳感器信號(hào)來(lái)確定該區(qū)域的確切位置，所以將該區(qū)域限定(qualify)為“未被覆蓋”較安全，盡管未必會(huì)出現(xiàn)這種情況。這樣，出口孔15的剩余部分(即圖2中虛線(xiàn)的左邊)被控制單元37確定為“未被覆蓋”。不應(yīng)當(dāng)使用該未覆蓋部分作為用于發(fā)射設(shè)備的激光束13的出口孔。為此，控制單元37修改激光束操縱器11的控制，使得傾斜鏡17和19引導(dǎo)激光束僅僅通過(guò)出口孔15的覆蓋(陰影)部分40。例如，這可以通過(guò)限制鏡子的相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)范圍來(lái)進(jìn)行。如果存在兩個(gè)或者更多未被覆蓋的部分，則控制單元將仍然可以修改激光束操縱器11，以允許激光束的發(fā)射僅僅通過(guò)覆蓋部分。
該設(shè)備的一個(gè)可選的實(shí)施方式包括輻射阻擋裝置(未示出)，該輻射阻擋裝置能夠阻擋覆蓋部分以外的輻射。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)，安裝可移動(dòng)的擋板，優(yōu)選地在出口孔15的平面內(nèi)安裝可移動(dòng)的擋板?？蛇x地，在出口孔15中設(shè)置可通過(guò)控制單元控制的電致變色濾波器。
如在圖3的示意性的可選的實(shí)施方式中所示出，所示例子的皮膚存在傳感器43的每一個(gè)包括兩個(gè)光源45、47，針對(duì)具有兩種不同的預(yù)定波長(zhǎng)的光，在所示的例子中為兩個(gè)LED；以及單個(gè)光傳感器49，在所示的例子中為光電傳感器，該光傳感器被設(shè)置為相鄰于光源45、47。光源45、47和光傳感器49中的每一個(gè)被設(shè)置在檢測(cè)器系統(tǒng)的獨(dú)立腔室51、53、55中，作為結(jié)果，光傳感器40與光源45、47光學(xué)上分開(kāi)，即來(lái)自光源45、47的光不能直接到達(dá)光傳感器49。但是，如圖3所示，來(lái)自光源45、47的光束57、59能夠通過(guò)皮膚7中的散射到達(dá)光傳感器49。為了保證來(lái)自光源45、47的光束57、59的大部分可以到達(dá)光傳感器49，光源45、47和光傳感器49必須與皮膚7直接接觸。皮膚存在傳感器43還包括電路61，該電路61通過(guò)兩個(gè)電信號(hào)ULED1和ULED2，在短的時(shí)間段內(nèi)連續(xù)地激活兩個(gè)光源45、47。作為結(jié)果，電路61從光傳感器49接收兩個(gè)連續(xù)的電信號(hào)UPD1和UPD2，所述電信號(hào)UPD1和UPD2分別對(duì)應(yīng)于光傳感器從兩個(gè)光源45和47通過(guò)皮膚7中的散射接收的光量。隨后，電路61通過(guò)比較所接收的光量與通過(guò)光源45、47所產(chǎn)生的光量，來(lái)確定皮膚7對(duì)于兩個(gè)光源45、47的兩個(gè)不同波長(zhǎng)的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)的值，其中光源45、47所產(chǎn)生的光量通過(guò)信號(hào)ULED1和ULED2給出。電路61將由此測(cè)量的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)的值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)UCO。如圖1所示，所有傳感器43的電信號(hào)UCO由設(shè)備1的控制單元37接收。控制單元37包括比較器(未在圖中示出)，該比較器將散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)等的測(cè)量值與存儲(chǔ)在控制單元37的存儲(chǔ)器中的作為人類(lèi)皮膚的特征的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)等的值進(jìn)行比較。請(qǐng)注意，與基于阻抗的傳感器相比較，基于光的皮膚存在傳感器的優(yōu)勢(shì)是它們可以通過(guò)本身確定皮膚的存在，而不需要附加的傳感器(對(duì)電極)。
如圖3中所示，將光源45、47和光傳感器49分別設(shè)置在腔室51、53、55中，使得如果皮膚接觸單元21在相關(guān)的皮膚存在傳感器43的位置處接觸皮膚7，即如果在皮膚接觸單元21和皮膚7之間沒(méi)有孔，則光源45、47和光傳感器49僅接觸皮膚7。這實(shí)現(xiàn)了皮膚存在傳感器43還可以檢測(cè)皮膚接觸單元21是否完全地接觸皮膚7。如果皮膚接觸單元21在傳感器43中的一個(gè)的位置處沒(méi)有接觸皮膚7，則相關(guān)的皮膚存在傳感器43的光源45、47和/或光傳感器49不與皮膚接觸，作為結(jié)果，基本上減少了來(lái)源于光源45、47的并且到達(dá)光傳感器49的光量，以及通過(guò)光傳感器所測(cè)量的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)的值將不對(duì)應(yīng)于預(yù)定限度內(nèi)的人類(lèi)皮膚的特征值。因此，控制單元37針對(duì)所有皮膚存在傳感器43確定它們是否接觸皮膚?？刂茊卧鶕?jù)這種操作的結(jié)果確定出口孔的覆蓋部分，以及如果必要的話(huà)，修改激光束操縱器、輻射阻擋裝置(未示出)等的控制。
這樣，為設(shè)備1提供了一種非?？煽康谋Ｗo(hù)，以防止激光束13經(jīng)由出口孔15的未覆蓋部分的偶然或者人為的發(fā)射。因?yàn)樵诔隹诳字車(chē)褂靡幌盗衅つw存在傳感器43，所以將激光源9定向?yàn)閮H僅可以通過(guò)出口孔15的覆蓋部分。如果設(shè)備1被傾斜地設(shè)置在皮膚7上，或被設(shè)置在距皮膚7短的距離處，則不能激活激光源9，這是因?yàn)樵谶@種情況下，在出口孔15的至少兩個(gè)相對(duì)側(cè)上將沒(méi)有足夠數(shù)量的相鄰皮膚存在傳感器用于控制單元來(lái)確定出口孔的覆蓋部分。而且，如果存在于出口孔15前面的介質(zhì)不是人類(lèi)皮膚，則不能激活激光源9。在人類(lèi)皮膚中，根據(jù)光的波長(zhǎng)以非常特有的方式散射和吸收光，其可以歸因于諸如血、水、細(xì)胞、角蛋白、和黑色素的各種成分的存在。皮膚存在傳感器43測(cè)量對(duì)于光的兩種不同波長(zhǎng)的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)的值，其中在所示的例子中，光為具有相對(duì)短的波長(zhǎng)的綠光和具有相對(duì)長(zhǎng)的波長(zhǎng)的紅光。在人類(lèi)皮膚中，對(duì)于所述兩類(lèi)光的這些系數(shù)值的組合是非常特定的，這使得能夠以基本上唯一的方式來(lái)表征人類(lèi)皮膚。皮膚存在傳感器43能夠以很高的確定度檢測(cè)對(duì)著皮膚接觸單元21的人類(lèi)皮膚存在。如果出口孔15被不同的介質(zhì)所覆蓋，諸如玻璃、透明合成樹(shù)脂、或者紙，則皮膚存在傳感器43將檢測(cè)到這些系數(shù)的不同值，使得控制單元37不能激活激光源9。
應(yīng)該注意的是，代替五十四個(gè)皮膚存在傳感器43，可以將不同數(shù)目的皮膚存在傳感器應(yīng)用到設(shè)備1中。如果在出口孔15的相對(duì)側(cè)上提供至少兩個(gè)皮膚存在傳感器43，則已經(jīng)達(dá)到合理的保護(hù)程度，其中所述至少兩個(gè)皮膚存在傳感器43相互間以一定距離設(shè)置在出口孔15附近，使得在出口孔15僅被部分地覆蓋的情況下，也達(dá)到合理的保護(hù)程度。優(yōu)選地，例如在圖2中，在出口孔15的所有側(cè)上設(shè)置皮膚存在傳感器43，以便盡可能地阻止覆蓋部分的不正確的確定。
還應(yīng)當(dāng)注意，代替皮膚存在傳感器43，可選地，可以使用下面的皮膚存在傳感器，即通過(guò)這種皮膚存在傳感器測(cè)量對(duì)于僅僅一個(gè)光波長(zhǎng)值的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)。因?yàn)樵谌祟?lèi)皮膚中會(huì)根據(jù)波長(zhǎng)以非常特有的方式散射和吸收光，所以可以通過(guò)僅僅在一個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)處執(zhí)行測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)非?？煽康臋z測(cè)。但是本發(fā)明還包括其中皮膚存在傳感器針對(duì)三個(gè)或者更多波長(zhǎng)值執(zhí)行測(cè)量的實(shí)施方式。還應(yīng)當(dāng)注意，皮膚存在傳感器43的結(jié)構(gòu)是簡(jiǎn)單的，這可以歸因于光傳感器49被用于光源45、47兩者的事實(shí)。但是本發(fā)明還包括其中單獨(dú)的光傳感器被用于每個(gè)光源45、47的實(shí)施方式，例如該光傳感器僅對(duì)相關(guān)聯(lián)的光源的波長(zhǎng)的光敏感。還應(yīng)注意，皮膚存在傳感器43中的兩個(gè)光源45、47被設(shè)置在光傳感器49的一側(cè)上。這具有的優(yōu)勢(shì)是來(lái)自?xún)蓚€(gè)光源45、47的光通過(guò)皮膚7的相同部分中的光散射而到達(dá)光傳感器49，使得改進(jìn)了皮膚存在傳感器43的準(zhǔn)確度。
但是，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的可選的實(shí)施方式中，還實(shí)現(xiàn)了可接受的結(jié)果，其中光源45、47被設(shè)置在光傳感器49的兩側(cè)。在皮膚存在傳感器43中采用的LED和光電傳感器相對(duì)便宜并且具有小尺寸，使得限制了皮膚存在傳感器43的成本價(jià)格和尺寸。本發(fā)明還包括其中在皮膚存在傳感器43中使用不同類(lèi)型的光源和/或不同類(lèi)型的光傳感器。還應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明還包括以下這種實(shí)施方式，即其中不像圖3所示的例子，電路61不是形成皮膚存在傳感器或者相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)器系統(tǒng)的部分，而是形成控制單元3的部分。
如圖1中所示，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1′的第二實(shí)施方式基本上與根據(jù)第一實(shí)施方式的設(shè)備1相同。設(shè)備1′與設(shè)備1的主要區(qū)別在于，設(shè)備1′被提供有皮膚存在傳感器63，而不是皮膚傳感器43，所述皮膚傳感器63能夠測(cè)量皮膚7相對(duì)于預(yù)定波長(zhǎng)的光的反射系數(shù)。因此，下文將只討論設(shè)備1′的皮膚存在傳感器63，所述皮膚存在傳感器的其中之一示意性地顯示在圖4中。如圖4所示，在所示的例子中，皮膚存在傳感器63的每一個(gè)包括兩個(gè)光源65、67，用于產(chǎn)生兩種不同的預(yù)定波長(zhǎng)的光。在所示的例子中，所述光源是兩個(gè)LED。皮膚存在傳感器63還包括單個(gè)光傳感器69，即在所示的例子中的光電傳感器，該光傳感器69被設(shè)置在兩個(gè)光源65、67之間。
光源65、67和光傳感器69中的每一個(gè)分別被提供在皮膚存在傳感器63的獨(dú)立腔室71、73、75內(nèi)，作為結(jié)果，光傳感器69光學(xué)上與光源65、67分開(kāi)。如圖4所示，來(lái)自光源65、67的光束77、79可以通過(guò)經(jīng)由皮膚7的表面的反射到達(dá)光傳感器69。
光傳感器63還包括電路81，該電路通過(guò)兩個(gè)電信號(hào)U′LED1和U′LED2在短的時(shí)間段內(nèi)連續(xù)地激活兩個(gè)光源65、67。作為結(jié)果，電路81從光傳感器69連續(xù)地接收兩個(gè)電信號(hào)U′PD1和U′PD2，所述電信號(hào)分別對(duì)應(yīng)于來(lái)自?xún)蓚€(gè)光源65和67的通過(guò)經(jīng)由皮膚7反射的由光傳感器69所接收的光量，隨后，電路81通過(guò)比較所接收的光量與通過(guò)光源65、57所產(chǎn)生的光量來(lái)確定皮膚7相對(duì)于光源65、67的兩種不同波長(zhǎng)的反射系數(shù)的值，其中光源65、57的光量通過(guò)信號(hào)U′LED1和U′LED2給出。
電路81將由此測(cè)量到的反射系數(shù)的值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)U′CO，如圖1所示，通過(guò)設(shè)備1′的控制單元37接收電信號(hào)U′CO?？刂茊卧?7將所測(cè)量的反射系數(shù)值和存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)器中的人類(lèi)皮膚的特征值進(jìn)行比較，它只能引導(dǎo)激光源9到出口孔15的覆蓋部分，即由皮膚存在傳感器63所測(cè)量的值對(duì)應(yīng)于預(yù)定限度內(nèi)的人類(lèi)皮膚特征值的部分，即對(duì)應(yīng)的皮膚存在傳感器63檢測(cè)到人類(lèi)皮膚存在。因?yàn)楣飧鶕?jù)其波長(zhǎng)以非常特有的方式被人類(lèi)皮膚反射，所以由皮膚傳感器63可靠地確定出口孔15正前方存在的介質(zhì)是否真的是人類(lèi)皮膚。在所示的例子中，基本上進(jìn)一步提高了這種可靠性，這是因?yàn)槠つw存在傳感器63測(cè)量對(duì)于兩個(gè)不同波長(zhǎng)值的反射系數(shù)，即在該例子中測(cè)量對(duì)于具有相對(duì)短波長(zhǎng)的黃光和具有相對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅光的反射系數(shù)。如圖4所示，只有當(dāng)皮膚接觸單元21與皮膚7在相關(guān)的皮膚存在傳感器63的位置處相接觸時(shí)，光源65、67和光傳感器69在距離皮膚7的表面的預(yù)定距離d處。由光傳感器所接收的光量取決于光源65、67和皮膚7之間的距離以及光傳感器69和皮膚7之間的距離，并且如果皮膚接觸單元21不與皮膚7的表面相接觸，則光傳感器所接收的光量特別明顯地降低，在這種情況下，來(lái)自光源65、67的光量可以經(jīng)由存在于皮膚接觸單元21和皮膚7之間的間隔而漏出。
因此，為了達(dá)到由皮膚存在傳感器63所測(cè)量的反射系數(shù)值在預(yù)定限度內(nèi)對(duì)應(yīng)于人類(lèi)皮膚的特征值，優(yōu)選地，出口孔15應(yīng)該盡可能多地由人類(lèi)皮膚所覆蓋，并且在另一方面，皮膚接觸單元21應(yīng)該與皮膚7的表面相接觸。但是，應(yīng)當(dāng)注意，皮膚存在傳感器63可以確定對(duì)著皮膚接觸單元21的皮膚7存在的可靠性小于設(shè)備1的皮膚存在傳感器43可以確定對(duì)著皮膚接觸單元的皮膚存在的可靠性。還應(yīng)注意，本發(fā)明還包括皮膚存在傳感器63和它們的數(shù)目以及位置的修改，諸如上文所描述的皮膚存在傳感器43的修改。
根據(jù)上文所述的本發(fā)明的設(shè)備1的皮膚存在傳感器43和根據(jù)上文所述的本發(fā)明的設(shè)備1′的皮膚存在傳感器63可以合適地用來(lái)分別測(cè)量皮膚的散射系數(shù)和/或吸收系數(shù)以及皮膚的反射系數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明還包括其中使用適合于測(cè)量可以表征皮膚的不同生物物理特性的實(shí)施方式，以及其中控制單元的比較器可以合適地用來(lái)將由所述皮膚存在傳感器所測(cè)量的所述特性的值或條件與所述特性的皮膚特征值或者條件進(jìn)行比較。可選的生物物理特性例如是皮膚的DC電阻。但是，該特性沒(méi)有上文所述的特性可靠，因?yàn)槠つw的電阻受到在皮膚上存在潮濕和添加劑的影響。
另一個(gè)可想到的生物物理特性是血的存在。例如，皮膚中的血流可通過(guò)激光多普勒測(cè)量來(lái)檢測(cè)，并且測(cè)量信號(hào)結(jié)果是很好的人類(lèi)皮膚特征。但是所必須的傳感器和處理器比使用在上文所述的皮膚存在傳感器43和63中的光源和光傳感器昂貴。其它用于檢測(cè)皮膚存在的適合使用在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中的技術(shù)是皮膚成像技術(shù)，諸如光學(xué)相干層析技術(shù)、共聚焦顯微術(shù)、超聲、雙光子顯微術(shù)、以及光譜技術(shù)。這些技術(shù)非常可靠，但是由于它們的復(fù)雜性，它們很少適合于使用在針對(duì)消費(fèi)市場(chǎng)的設(shè)備中，而是更適合于使用在針對(duì)專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)的設(shè)備中。
如上文所述的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1和設(shè)備1′是激光脫毛設(shè)備。但是，本發(fā)明還包括其它類(lèi)型的毛發(fā)去除設(shè)備，其中通過(guò)從出口孔發(fā)射的輻射剪短或者去除毛發(fā)。這種毛發(fā)去除設(shè)備的例子是激光剃須刀。這種激光剃須刀的操作基本上與上述的激光脫毛設(shè)備相同，但是，激光束的目標(biāo)位置不在發(fā)根中，而是在正好皮膚表面之上的毛發(fā)位置?？梢詫⒈景l(fā)明應(yīng)用于其中的另一種類(lèi)型的毛發(fā)去除設(shè)備例如是IPL(強(qiáng)脈沖光)脫毛設(shè)備。
上面所討論的設(shè)備1和設(shè)備1′都是毛發(fā)去除設(shè)備。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明還包括用于通過(guò)輻射處理皮膚的其它類(lèi)型的設(shè)備。這種設(shè)備的例子是用于通過(guò)輻射進(jìn)行皮膚的醫(yī)學(xué)處理的設(shè)備，例如通過(guò)激光、閃光、或者具有相對(duì)高的強(qiáng)度的其它類(lèi)型輻射。這種設(shè)備例如用于處理存在于皮膚上的諸如色素痣和葡萄痣的胎痣、牛皮癬、痤瘡、和皺紋、或者存在于皮膚中的血管的色差。這種設(shè)備的其它例子包括用于通過(guò)輻射進(jìn)行皮膚再生治療的設(shè)備。
最后應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明還包括以下設(shè)備，即其中一個(gè)或多個(gè)皮膚存在傳感器被設(shè)置在與它們?cè)诋?dāng)前設(shè)備的皮膚接觸單元中的位置不同的位置中。但是，在出口孔附近或者之內(nèi)的皮膚接觸單元中的皮膚存在傳感器的位置(如在上文所述的設(shè)備1和1′中)通常導(dǎo)致設(shè)備的最佳保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種皮膚處理設(shè)備(1、1′)，用于通過(guò)輻射處理皮膚，所述設(shè)備包括外殼(3)，用于容納輻射源(9)并且被提供有用于發(fā)射所述輻射(13)的出口孔(15)，檢測(cè)器系統(tǒng)，用于檢測(cè)在所述出口孔(15)正前方的皮膚(7)的存在，所述檢測(cè)器系統(tǒng)包括至少一個(gè)皮膚存在傳感器(43、63)，所述皮膚存在傳感器(43、63)位于所述出口孔(15)附近或者位于所述出口孔(15)中，并且能夠提供可以表征所述皮膚的生物物理特性的傳感器信號(hào)，以及控制單元(37)，用于根據(jù)所述至少一個(gè)皮膚存在傳感器(43、63)的所述傳感器信號(hào)來(lái)控制所述輻射(13)的發(fā)射，其特征在于，所述控制單元(37)被構(gòu)造為根據(jù)所述傳感器信號(hào)來(lái)確定所述出口孔(15)中被皮膚(7)覆蓋的覆蓋部分(40)，以及所述控制單元(37)被構(gòu)造為將所述輻射(13)的發(fā)射限制到至多所述出口孔(15)的所述覆蓋部分(40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括至少一個(gè)可調(diào)輻射阻擋裝置，所述可調(diào)輻射阻擋裝置是可通過(guò)所述控制單元(37)來(lái)調(diào)節(jié)的，以防止通過(guò)所述出口孔(15)的所述覆蓋部分(40)以外的所述出口孔(15)的輻射(13)的發(fā)射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述輻射源(9)包括輻射束源，用于提供輻射束(13)，其中所述設(shè)備(1、1′)還包括可調(diào)輻射束操縱器(11)，用于引導(dǎo)在所述輻射束源(9)的操作期間由所述輻射束源(9)提供的所述輻射束(13)通過(guò)所述出口孔(15)而朝向待處理的皮膚(7)上的目標(biāo)位置(16)，并且其中所述輻射束操縱器(11)是可由所述控制單元(37)控制的，使得僅僅將所述輻射束(13)引導(dǎo)至所述出口孔(15)的所述覆蓋部分(40)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述檢測(cè)器系統(tǒng)包括至少兩排皮膚存在傳感器(43、63)，在所述出口孔(15)的兩個(gè)彼此相對(duì)側(cè)的每一側(cè)上具有一排皮膚存在傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述至少兩排中的每一排包括至少三個(gè)皮膚存在傳感器(43、63)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述控制單元(37)被構(gòu)造為將所述出口孔(15)的一部分確定為覆蓋部分(40)，其中所述出口孔(15)的一部分通過(guò)所述兩排中的第一排的一個(gè)分段在第一側(cè)上以及通過(guò)所述兩排中的第二排的一個(gè)分段在相對(duì)的第二側(cè)上來(lái)限定，所述分段中的每一個(gè)包括至少三個(gè)彼此相鄰的皮膚存在傳感器(43、63)，所述皮膚存在傳感器給出表示皮膚(7)存在的測(cè)量信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述檢測(cè)器系統(tǒng)包括物理壓力傳感器、氣體壓力傳感器、和/或熱傳導(dǎo)率傳感器中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述檢測(cè)器系統(tǒng)包括多個(gè)導(dǎo)電接觸傳感器(43、63)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述檢測(cè)器系統(tǒng)被構(gòu)造為用于測(cè)量所述接觸傳感器(43、63)中可選的一對(duì)接觸傳感器之間的阻抗。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，還包括對(duì)電極，其中所述檢測(cè)器系統(tǒng)被構(gòu)造為用于測(cè)量所述對(duì)電極和所述接觸傳感器(43、63)中可選的一個(gè)接觸傳感器之間的阻抗。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)皮膚存在傳感器(43、63)能夠測(cè)量皮膚(7)對(duì)于預(yù)定波長(zhǎng)的光(57、59；77、79)的散射系數(shù)、吸收系數(shù)、和/或反射系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種皮膚處理設(shè)備(1，F(xiàn))。該設(shè)備包括外殼中的輻射源(13)，使得可以通過(guò)外殼中的出口孔發(fā)射輻射。該設(shè)備還包括至少一個(gè)皮膚存在傳感器(43，63)和控制單元(37)，皮膚存在傳感器能夠測(cè)量在多個(gè)相應(yīng)位置中的皮膚(7)的存在。該控制單元(37)被構(gòu)造為根據(jù)皮膚存在傳感器的測(cè)量信號(hào)來(lái)確定出口孔(15)的覆蓋部分，并且例如通過(guò)修改輻射束操縱器(11)的控制，或者通過(guò)控制出口孔(15)中諸如擋板的輻射阻擋裝置，來(lái)將輻射(13)的發(fā)射限制到出口孔(15)的覆蓋部分。因?yàn)榭梢赃x擇較大的出口孔(15)，本發(fā)明提供了更有效而且仍然安全的處理設(shè)備(1、1′)，同時(shí)還防止通過(guò)出口孔(15)的未覆蓋部分的不希望的輻射(13)的發(fā)射。
文檔編號(hào)A61B18/20GK101035483SQ200580033890
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月5日
發(fā)明者E·霍博爾特, J·朱伊德瓦阿特, M·尼豪斯, A·M·紐伊日斯, R·A·M·范霍爾, R·維哈根, P·A·J·阿克曼斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司