CN100479886C - 通过射线处理人体皮肤的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过射线处理人体皮肤的装置(1)。这种装置包括带有射线出口孔(13)的外壳(3)。射线源(9)容纳于外壳中。射线源所产生的射线通过射线路径(15)从射线源向射线出口孔传播，所述射线路径包括具有预定透光光谱的射线滤光器。根据本发明，射线滤光器包括反射表面(23)，沿着射线路径(15)传播的射线经过该反射表面被反射。反射表面具有为反射表面提供大致与预定透光光谱匹配的反射光谱的涂层。优点在于可以使得反射表面受到最佳且均匀的冷却，因此可以将由于吸收被射线滤光器反射的部分射线而产生的热有效传输至装置(1)的冷却系统(25)。在特定的实施例中，装置(1)为用于将毛发从人体皮肤上去除的脱毛机，射线源(9)为闪光灯。射线路径(15)由具有弯曲部分(19)且具有其上提供有反射表面(23)的内壁(21)的通道(17)密封。

Description

通过射线处理人体皮肤的装置

本发明涉及一种通过射线处理人体皮肤的装置，这种装置包括带有射线出口孔的外壳、容纳于外壳中的射线源和位于射线源与射线出口孔之间的射线路径，所述射线路径包括具有预定透光光谱的射线滤光器。

开始段中所提种类的用于处理人体皮肤的装置可以从专利US6,280,438B1中进行了解。这种已知装置通过具有较高能量密度的光脉冲来将毛发从人体皮肤上去除。射线源为充气式线性闪光灯，其设置于椭圆形反射器的焦点并产生具有较宽光谱的脉动光。射线滤光器为盘形滤光器，其沿射线路径主方向横向设置于射线路径中并覆盖着射线出口孔，因而闪光灯所产生的光穿过滤光器。射线滤光器的透光光谱使得滤光器传输对去除毛发有效且对皮肤没有不希望的副作用的所产生光的那部分光谱，并吸收将会对皮肤有不合时宜的副作用的所产生光的那部分光谱。按照这种方式，可以将毛发以有效方式去除，同时又尽可能多地防止了对皮肤的副作用，例如灼伤。

由于所产生光光谱的所述部分由射线滤光器吸收，所以滤光器被加热。由于所产生的光脉冲具有较高能量密度，所以比较大量的能量由射线滤光器吸收。这种用于处理人体皮肤的已知装置的缺点在于只能将射线滤光器冷却至有限程度，因为只有滤光器的周围部分与装置的外壳直接热接触。因此，在工作过程中，滤光器发生过度热变形，这就可能致使滤光器永久变形，甚至破裂。

本发明的目的是提供一种如开始段中所述的用于处理人体皮肤的装置，其具有可以被更好地冷却的射线滤光器，从而使滤光器的永久变形或破裂受到限制。

为了实现这个目的，根据本发明的用于处理人体皮肤的装置，其特征在于，射线滤光器包括反射表面，沿着射线路径传播的射线经过该反射表面被反射，并且该反射表面具有为反射表面提供大致与预定透光光谱匹配的反射光谱的涂层。在根据本发明的用于处理人体皮肤的装置中，由于所述反射表面具有预定反射特性，所以由射线源产生的射线受到过滤。所产生射线光谱的一部分，其对于人体皮肤的计划处理有效且对皮肤没有不合时宜的副作用，这部分光谱就通过所述反射表面被反射，而所产生射线光谱的一部分，其将对皮肤有不合时宜的副作用，这部分光谱就被所述反射表面吸收。反射表面邻近射线路径设置，并按照这种方式限制射线路径，以便使得当从射线源向射线出口孔传播时，至少射线的相当大的部分被反射表面反射一次，优选地，多于一次。反射表面不需要可透过射线。因此，反射表面的所有部分都可以进入与装置冷却系统的直接热接触，从而在反射表面与装置的冷却系统之间实现改进型均匀热接触。按照这种方式，反射表面的热变形受到限制，甚至反射表面的局部过度热变形得以防止，从而防止了射线滤光器的永久变形与破裂。

根据本发明用于处理人体皮肤的装置的一个特定实施例，其特征在于，射线滤光器包括通道，该通道封闭着射线路径并包括其上提供有反射表面的内壁。在这个实施例中，射线通过所述通道从射线源向射线出口孔传播。由于反射表面提供于所述通道的内壁上，所以通过通道传播的射线将被反射表面反射。按照这种方式，射线滤光器非常有效，并且滤光器具有实用的结构。

根据本发明用于处理人体皮肤的装置的另一个实施例，其特征在于，通道包括位于射线源与射线出口孔之间的弯曲部分。由于通道中存在所述弯曲部分，所以通过通道传播的射线的所有部分均被迫射向其上提供有反射表面的通道内壁。因此，通过通道传播的射线的所有部分都被反射表面反射一次，甚至多次，从而使得滤光器的效率进一步提高。

根据本发明用于处理人体皮肤的装置的一个特定实施例，其特征在于，反射表面包括第一部分和第二部分，其中第一部分具有为所述第一部分提供第一反射光谱的第一涂层材料，而第二部分具有为所述第二部分提供第二反射光谱的第二涂层材料，所述第一、所述第二反射光谱共同与预定透光光谱匹配。对于多数的人体皮肤处理情况，例如将毛发从人体皮肤上去除，射线滤光器的预定透光光谱应当使得波长在第一极限以下的射线的第一部分被滤光器吸收，波长在所述第一极限与所述第一极限以上的第二极限之间的射线的第二部分被滤光器传输，波长在所述第二极限以上的射线的第三部分被滤光器吸收。在这个特定实施例中，如果第一反射光谱使得反射表面的第一部分基本上完全吸收波长在所述第一极限以下的射线且基本上完全反射波长在所述第一极限以上的射线，并且如果第二反射光谱使得反射表面的第二部分基本上完全反射波长在所述第二极限以下的射线且基本上完全吸收波长在所述第二极限以上的射线，那么这种透光光谱的型式就可以按照实际方式实现。

根据本发明用于处理人体皮肤的装置的一个特定实施例，其特征在于，反射表面提供于与冷却系统热接触的壁上。均匀热接触存在于反射表面与所述壁之间。冷却系统可以设计成使得均匀热接触也存在于所述壁与所述冷却系统之间。按照这种方式，可以得到一种用于均匀冷却反射表面的简单且实际的结构。

根据本发明用于处理人体皮肤的装置的另一个实施例，其特征在于，冷却系统包括装满冷却流体的管路，壁处于与所述管路的热接触中。由于使用了所述管路，所以壁及提供于其上的反射表面就受到均匀冷却。

根据本发明用于处理人体皮肤的装置的另一个实施例，其特征在于，冷却系统包括用于产生气流的风扇和用于沿着壁引导所述气流的导向器。由于使用所述风扇与所述导向器，所以壁及提供于其上的反射表面就受到均匀冷却。

根据本发明用于处理人体皮肤的装置的一个特定实施例，其特征在于，该装置为一种用于将毛发从人体皮肤上去除的装置，其中射线源为闪光灯。闪光灯的光具有范围从UV光至近IR光的较宽光谱。这种光谱的对将毛发从人体皮肤上去除有效的部分位于大约600nm与900nm之间。这种光谱的在大约600nm以下和大约900nm以上的部分对于将毛发从人体皮肤上去除均无效，另外会对皮肤产生不合时宜的副作用，例如灼伤乃至DNA突变。由于用于去除毛发所需的能量密度较高，因而射线滤光器必须吸收大量能量。鉴于闪光灯的光的这些特性，本发明特别适于在通过闪光灯来去除毛发的装置中使用。

下文中，将参照附图对根据本发明的通过射线处理人体皮肤的装置的实施例进行描述，其中：

图1示意性地示出了根据本发明用于处理人体皮肤的装置的第一实施例；

图2示意性地示出了根据本发明用于处理人体皮肤的装置的第二实施例；以及

图3示意性地示出了根据本发明用于处理人体皮肤的装置的第三实施例。

用于处理人体皮肤的装置1的第一实施例是一种用于将毛发从人体皮肤上去除的装置，特别是一种用于将毛发去除较长时间乃至永久去除的脱毛机。图1示意性地示出了理解本发明原理所必须的装置1的主要部分。装置1包括具有手柄5和安装于手柄5上的头部7的外壳3。头部7容纳着射线源9，在这个特定的实施例中该射线源为充气式线性闪光灯。在头部7的前部11中，提供有射线源9的工作过程中所产生的光所用的射线出口孔13。头部7还容纳着在射线源9和射线出口孔13之间延伸的射线路径15。在工作过程中，射线源9产生具有较高能量密度的光脉冲，其从射线源9向射线出口孔13传播并照射位于射线出口孔13前面的人体皮肤。部分光被存在于皮肤中的毛根和毛囊吸收，由于光具有较高能量密度，所以它们受热相当大。由于毛根和毛囊受到损伤乃至毁坏，因此就在相当长的时间内乃至永久地阻止了毛发的生长。

在图1所示的实施例中，射线路径15由通道17封闭，通道17具有矩形或方形截面并具有位于射线源9与射线出口孔13之间的弯曲部分19。通道17的内壁21带有反射表面23。由于存在弯曲部分19，所以从射线源9向射线出口孔13传播的光的所有部分均被迫射向内壁21并且都被提供于内壁21上的反射表面23反射至少一次。反射表面23具有为反射表面23提供预定反射光谱的涂层。在图1所示的实施例中，所述涂层为高反射多层介质镜膜涂层(Suffix：503)，该涂层由JML Optical Industries出售并公开于第三版的小册子JMLDirect Optics的第G-18页中。这种特定涂层对于在大约600nm以下与900nm以上的波长具有较低的反射系数。对于在大约680nm与850nm之间的波长，这种特定涂层的反射系数大约为100％。由于射线源9具有范围从UV光至近IR光的较宽光谱，所以包括反射表面23的通道17不仅限定了射线路径15，而且被有效地用作具有预定透光光谱的射线路径15的射线滤光器，其中反射表面23的反射光谱与所述预定透光光谱大致匹配。在图1所示的实施例中，射线滤光器因此基本上完全传输波长在大约680nm与850nm之间的来自射线源9的光的部分。这些波长部分对于将毛发从人体皮肤上去除特别有效而且不会对皮肤产生不能容许的副作用。射线滤光器吸收波长在大约600nm以下和大约900nm以上的来自射线源9的光的部分。这些波长部分对于去除毛发无效而且将只会对皮肤产生有害副作用，如灼伤乃至DNA突变。按照这种方式，毛发将通过来自射线源9的光而被有效去除，但由于射线滤光器的存在就尽可能多地防止了光对人体皮肤的有害副作用。

来自射线源9的光谱的未被反射表面23反射的部分由内壁21吸收，内壁21由诸如黑玻璃之类的光吸收材料制成。因此，内壁21受热。由于射线源9所产生的光脉冲具有较高能量密度，所以比较大量的能量由内壁21吸收。使用反射表面23作为所产生的光的射线滤光器的优点在于由于反射表面23的位置邻近射线路径15，所以反射表面23并不需要可以透过射线。因此，反射表面23的所有部分都可以进入与装置1的冷却系统25的直接热接触。在图1所示的实施例中，冷却系统25包括装满冷却流体的管路27。管路27由通道23的内壁21与平行于内壁21设置的附加壁29限定。装置1还包括图1中未示出的泵装置，其用于通过管路27并沿着内壁21来抽吸冷却流体。这样，内壁21的所有部分都与冷却系统25的管路27处于直接热接触中。因此，在内壁21与冷却系统25之间提供了均匀热接触。由于内壁21这样由冷却系统25均匀冷却，所以反射表面23的热变形受到限制，甚至反射表面23的局部过度热变形也得以防止，从而就防止了射线滤光器的永久变形与损坏或者破裂。

应当指出，反射表面23相对于射线路径的位置应当使得至少射线源9所产生的光的主要部分被反射表面23反射一次。优选地，所产生光的所有部分均被反射表面23反射，并且优选地多于一次。应当理解，光学领域的普通技术人员将能够直截了当地确立通道17和反射表面23的几何形状与尺寸，以便使得这种条件得到满足。应当指出，弯曲部分19的存在增加了被反射表面23反射的光的量，从而相当大地改进了射线滤光器的效率。然而，弯曲部分19的存在并非必需，例如，通过具有较大长宽比的直通道也可以获得足够的反射性能。此外，本发明还包括这些实施例，其中射线滤光器包括内壁上带有反射表面的多于一条的通道或多条通道，例如通道矩阵。还应当指出，装置1的射线滤光器的效率的增加是由于使用通道17，而且按照这种方式射线滤光器具有实际结构。然而，应当指出，总的来说使用通道17或光导向通道并非必需。例如，反射表面还可以提供于单个壁结构上，或者提供于一系列相邻或连续的壁结构上，这些壁结构相对于射线路径所处的位置使得射线源9所产生光的相当大的部分在穿过射线出口孔之前被反射表面反射。

根据本发明的用于处理人体皮肤的装置31的第二实施例还是一种用于将毛发从人体皮肤上去除的装置，特别是一种用于将毛发去除较长时间乃至永久去除的脱毛机。图2只示意性地示出了理解本发明原理所必须的装置31的主要部分。与图1中所示装置1的部分相对应并且在前面已经进行讨论的装置31的部分，在图2中用相应参考数字表示并且不再进行详细讨论.下文中将只对装置31与装置1之间的主要差异进行简要讨论。

装置31与装置1的主要不同在于装置31包括不同于装置1的冷却系统25的冷却系统33。冷却系统33包括可以由图2中未示出的电动马达驱动的风扇35。通道17’由光吸收材料制成的片材37形成，具有反射表面23’的内壁21’提供于通道17’上。在工作过程中，风扇35产生气流39，气流通过提供于片材37与头部7’的内壁45之间的导向通道43受到引导而沿着片材37的外表面41的主要部分。由于气流39就这样沿着片材37的外表面41的主要部分而存在，所以在这个第二实施例中也可以获得内壁21’的大致均匀的冷却。冷却系统33具有比较简单且实际的结构。

根据本发明的用于处理人体皮肤的装置51的第三实施例还是一种用于将毛发从人体皮肤上去除的装置，特别是一种用于将毛发去除较长时间乃至永久去除的脱毛机。图3只示意性地示出了理解本发明原理所必须的装置51的主要部分。与图1中所示装置1的部分相对应并且在前面已经进行讨论的装置51的部分，在图3中用相应参考数字表示并且不再进行详细讨论。下文中将只对装置51与装置1之间的主要差异进行简要讨论。

装置51与装置1的主要不同在于装置51的通道17”的几何形状与尺寸和射线源9”的位置使得射线源9”所产生光的所有部分被通道17”的内壁至少反射两次，即被通道17”的上部内壁53至少反射一次，被通道17”的下部内壁55至少反射一次。通道17”的这种反射特性主要通过通道17”的较大长宽比而获得，但是应当理解，光学领域的普通技术人员将能够直截了当地确立通道17”主要尺寸的更准确的值，由此可以获得所述反射特性。所述上部内壁53包括通道17”的反射表面的第一部分57，而所述下部内壁55包括所述反射表面的第二部分59。反射表面的所述第一部分57和所述第二部分59分别带有第一涂层材料和第二涂层材料，所述第一涂层材料为所述第一部分57提供第一反射光谱，而所述第二涂层材料为所述第二部分59提供第二反射光谱。在图3所示的实施例中，所述第一涂层材料为如LinosPhotonics catalog，2001，section thin film coatings第H13页，FKP-5项中所述的涂层材料。这种涂层材料的所谓边缘波长大约为600nm，因而第一涂层材料对于大约600nm以下的波长具有较低的反射系数，而对于大约600nm以上的波长具有较高的反射系数。在图3所示的实施例中，所述第二涂层材料为如Linos Photonics catalog，2001，section thinfilm coatings第H14页，FLP-5项中所述的涂层材料。这种涂层材料的所谓边缘波长大约为900nm，因而第二涂层材料对于大约900nm以下的波长具有较高的反射系数，而对于大约900nm以上的波长具有较低的反射系数。由于射线源9所产生光的所有部分被上部内壁53至少反射一次，被下部内壁55至少反射一次，所以波长在大约600nm以下的光的主要部分将被反射表面的所述第一部分57吸收，波长在大约900nm以上的光的主要部分将被反射表面的所述第二部分59吸收，而波长在大约600nm与900nm之间的光的主要部分将被反射表面的所述第一部分57与所述第二部分59反射，并将随后通过装置51的射线滤光器输送。因此，与反射表面的所述第一部分57与所述第二部分59相应的所述第一与所述第二反射光谱共同与装置51的射线滤光器的预定透光光谱匹配，该预定透光光谱与装置1的射线滤光器的透光光谱大略相当。

图1、2、3中所示并在上文中进行描述的根据本发明用于处理人体皮肤的装置1、31、51的这些实施例都是用于将毛发从人体皮肤上去除的装置，特别是用于将毛发去除较长时间乃至永久去除的脱毛机。然而，应当指出，本发明还包括其它类型的通过射线处理人体皮肤的装置。这些装置的实例为通过射线或射线脉冲对存在于皮肤上的如葡萄酒色痣和色素痣之类的胎记、牛皮癣或存在于皮肤中的如静脉曲张之类的血管病变进行医学或美容处理的装置。应当理解，这种人体皮肤处理领域的普通技术人员知道或将能够确定采用何种射线，特别是射线的何种波长对特定种类的处理最有效，何种波长无效而且对皮肤的其余部分有害。根据这种信息，光学领域的普通技术人员将能够直截了当地确立射线滤光器的预定透光光谱，并能够找到用于提供与所述预定透光光谱匹配的反射光谱的适用涂层或涂层组合。

还应当指出，在描述和权利要求中，短语“反射表面”应当按照其适当的含义进行理解。本发明所述领域的普通技术人员应当理解，如果参考被反射表面反射的光的部分，就是涂层实际反射所述光的部分。本发明所述领域的普通技术人员应当理解，如果参考由反射表面吸收的光的部分，涂层就输送所述光的部分并且所述光的部分由如其上提供有涂层的壁、衬底或其他结构实际吸收。本发明还覆盖了所述光的部分由冷却系统的冷却流体直接吸收的那些实施例。在这种实施例中，例如，涂层提供于冷却流体沿其流动的光输送衬底上，如透明玻璃。

在图1、2和3所示的实施例中，射线路径15、15’、15”为充气式。最后，应当指出，本发明还包括射线路径由流体填充乃至射线路径为固体的那些实施例。因此，例如，射线路径可以包括射线通过其传播的玻璃体，带有为玻璃体表面提供射线用所需反射光谱的涂层的玻璃体表面。

Claims (8)

1.一种通过射线处理人体皮肤的装置，这种装置包括带有射线出口孔的外壳、容纳于外壳中并用于产生射线的射线源，和位于射线源与射线出口孔之间的射线路径，所述射线具有所产生的光谱，所述射线路径包括具有预定透光光谱的射线滤光器，所述预定透光光谱确定所述所产生的光谱施加到皮肤的部分，其特征在于，射线滤光器包括反射表面，沿着射线路径传播的射线经过该反射表面被反射，并且该反射表面具有为反射表面提供大致与预定透光光谱匹配的反射光谱的涂层。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，射线滤光器包括通道，该通道封闭着射线路径并包括其上提供有反射表面的内壁。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，通道包括位于射线源与射线出口孔之间的弯曲部分。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述通道的几何形状与尺寸和所述射线源的位置布置成使得由所述射线源所产生的射线的所有部分至少被设置在通道上部内壁上的反射表面的第一部分和设置在通道下部内壁上的反射表面的第二部分所反射，其中所述第一部分具有为所述第一部分提供第一反射光谱的第一涂层材料，而第二部分具有为所述第二部分提供第二反射光谱的第二涂层材料，所述第一反射光谱和所述第二反射光谱共同与所述预定透光光谱匹配。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，反射表面提供于与冷却系统热接触的壁上。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，冷却系统包括装满冷却流体的管路，壁处于与所述管路的热接触中。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述射线滤光器包括封闭着射线路径的通道，冷却系统包括用于产生气流的风扇和用于沿该封闭着射线路径的通道的外表面来引导所述气流的导向通道(43)。

8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的装置，其特征在于，该装置为一种用于将毛发从人体皮肤上去除的装置，其中射线源为闪光灯。

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