CN103796606A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发光装置，该装置具有至少一个辐射源一；至少一个用于电磁辐射的辐射源，所述辐射源在该装置的操作期间提供至少一个感测光束；用于检测感测光束的至少一个检测器；具有接触边界表面的至少一个感测窗口，其中检测器被布置成使得在该装置的操作期间，一旦感测窗口的接触边界表面与空气接触，感测光束在从提供感测光束的辐射源至检测器的路径上在感测窗口的接触边界表面处以全内反射被反射至少一次；和控制器，所述控制器与提供操作光束的辐射源且与检测器通信并且能够操作以响应于在检测器处检测到的感测光束而影响提供操作光束的辐射源的操作。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及发光装置领域，并且还涉及家用电器领域，例如包括发光装置的电磁毛发移除装置。
背景技术
激光毛发移除或激光脱毛技术通常用来从人的皮肤上移除毛发或甚至防止新毛发的生长。在电磁辐射的某些波长区域中，毛发（具体地毛发根部）的电磁吸收大于周围皮肤的吸收。因此，当用所选择的波长范围内的光来处理皮肤时，毛发根部可被选择性地加热直至高于60℃的温度，从而导致毛发根部生出新毛发的能力受到损失。因此，光处理可允许控制人的皮肤上的毛发生长。
由于必须具备高功率光源，因此激光毛发移除长期以来一直被限制用于专门的美容院和诊所。
然而，需要电磁毛发移除装置以作为家用电器由非专业人员在家使用。由于家用电器或个人护理装置应当为手持式装置，因此电磁毛发移除装置要求严格地考虑到任何安全问题。
包含高功率光源的家用电器应当以受控方式避免任何强光从其外壳逸出。
因此本发明的目的是提供一种发光装置，使得能够仅在减小对消费者眼部的危害的条件下从外壳发射出激光辐射。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种发光装置，其包括至少一个电磁辐射的辐射源，所述辐射源在该装置的操作期间提供至少一个操作光束；对于操作光束不透明的外壳，所述外壳具有输出开口，其中提供操作光束的辐射源位于外壳中，并且其中提供操作光束的辐射源和输出开口被布置成使得在该装置的操作期间，操作光束可通过输出开口离开外壳；至少一个电磁辐射的辐射源，所述辐射源在该装置的操作期间提供至少一个感测光束；用于检测感测光束的至少一个检测器；具有接触边界表面的至少一个感测窗口，其中检测器被布置成使得在该装置的操作期间，一旦感测窗口的接触边界表面与空气接触，感测光束在从提供感测光束的辐射源至检测器的路径上，在感测窗口的接触边界表面处以全内反射被反射至少一次；和控制器，所述控制器与提供操作光束的辐射源且与检测器通信并且能够操作以响应于在检测器处检测到的感测光束而影响提供操作光束的辐射源的操作。
眼部安全是通过预防操作光束的危害性电磁辐射从该装置中辐射出来而实现的，只要感测窗口的至少一部分仅与空气接触即可。一旦任何其它不是空气的材料例如人的皮肤接触到感测窗口区段，感测窗口的接触边界表面处的全内反射就受到干扰，因而感测光束的较少的光入射到检测器上。控制器响应于入射到检测器上的光量的变化而影响提供操作光束的辐射源的操作，并且预防危害性辐射从该装置的外壳射出。
本发明的另一方面提供了一种家用电器，其包括根据本发明的第一方面的发光装置。
本发明的另一方面所述的家用电器的一个例子为电磁毛发移除装置。
在本发明的另一方面，提供了一种用于发射光的方法，所述方法包括以下步骤：产生电磁辐射的至少一个操作光束；提供对于操作光束不透明的外壳，所述外壳具有输出开口，其中操作光束是在外壳中产生的，并且其中操作光束和输出开口被布置成使得在该装置的操作期间，操作光束可通过输出开口离开外壳；产生电磁辐射的至少一个感测光束；检测感测光束，其中一旦感测窗口的接触边界表面与空气接触，在感测窗口的接触边界表面处的全内反射之后检测感测窗口；以及响应于对感测光束的检测而控制操作光束的产生。
附图说明
图1示出了激光装置的前部的示意性剖视图的一个例子；
图2示出了激光装置的一部分的示意性剖视图；
图3示出了激光装置的一部分的示意性侧视图；
图4示出了图3的激光装置的示意性俯视图；
图5示出了激光装置的一部分的示意性俯视图；
图6示出了激光装置的一部分的另一方面的示意性俯视图；
图7示出了激光装置的一部分的示意性俯视图；
图8示出了激光装置的一部分的示意性侧视图；
图9示出了根据图8的激光装置的示意性俯视图；
图10示出了根据图8和9的感测窗口的透视图；
图11示出了激光装置的示意性侧视图；
图12示出了激光装置的示意性侧视图。
具体实施方式
在本发明的一个方面，提供操作光束的电磁辐射的辐射源和提供感测光束的电磁辐射的辐射源可为同一发射源。
在本发明的一个可供选择的方面，提供操作光束的辐射源和提供感测光束的辐射源可彼此独立，即至少两个独立的电磁辐射发射源。
如果用于操作光束的辐射源和用于感测光束的辐射源由单一电磁辐射源来提供，则本发明的一个方面所述的辐射源可包括分束器以将从实际发射器发出的辐射分成感测光束和操作光束。
在本发明的另一方面，其中感测光束以及操作光束由单一源来提供，所述辐射源可包括可移动的或可切换的反射镜。
在本发明的一个方面，用于操作光束的辐射源可为激光。
在本发明的另一方面，用于感测光束的第二辐射源可为发光二极管。
在本发明的另一方面，用于感测光束的第二辐射源可为激光二极管。
在本发明的一个方面，检测器可为任何种类的提供电输出信号的辐射敏感元件。在一个方面，检测器可为半导体检测器。半导体检测器的例子为光电二极管和光电晶体管。尽管在本发明的一个方面，检测器可为单一像素的装置；但在本发明的另一方面，检测器可为具有多个像素的装置。例如，CCD照相机或CMOS照相机可用作具有多个像素的检测器。在本发明的另一方面，检测器可为皮肤检测器。
在本发明的一个方面，感测窗口在该装置的操作期间为感测光束提供光导。所述光导可增强操作光束的同质性。
在本发明的一个方面，感测窗口可为感测光束提供输进边界表面，其中相对于接触边界表面的用于感测光束的输进边界表面和感测光束在输进边界表面处的入射角被布置成使得在该装置的操作期间，一旦接触边界表面与空气接触，感测光束在接触边界表面处经历全内反射。
按折射率的全内反射可发生在如下介质之间的边界表面处，所述介质所具有的折射率nh高于n1边界表面的另一侧上的材料的折射率，使得从具有所述更高折射率的介质的方向入射到边界表面上的光束的入射角nh大于临界角αcrit。所述临界角αcrit可被确定为
Figure BDA0000475361300000041
一旦使感测窗口的接触边界表面接触到组织例如皮肤，全内反射的临界角就发生急剧的变化，因为例如皮肤具有大约1.4的折射率n皮肤，这显著地高于空气的折射率，因此，如果正确地选择感测光束在接触边界表面处的入射角，则一旦使接触边界表面接触到组织例如皮肤，全内反射就消失。
因此，在本发明的一个方面，感测窗口可提供用于感测光束的输进边界表面，其中相对于接触边界表面的用于感测光束的输进边界表面和感测光束在输进边界表面处的入射角可被布置成使得在该装置的操作期间，一旦接触边界表面与皮肤接触，感测光束在接触边界表面处不经历全内反射。
在本发明的一个方面，感测窗口可由聚甲基丙烯酸甲酯制成，其在很多情况下被表示为PMMA，具有大约1.49的折射率。
本发明可预防危害性辐射从其中设置了提供操作光束的辐射源的外壳中发射出来，除非该发光装置是在安全条件下操作的。以下情况可被认为是安全的：容纳提供操作光束的辐射源的外壳的输出开口与皮肤接触使得容纳提供操作光束的辐射源的外壳连同皮肤一起形成闭合体积，从所述闭合体积不太可能发生眼部危害性辐射的渗漏。
因此，在本发明的一个方面，感测窗口可设置成邻近于外壳的输出开口。可能的情况是，如果感测窗口和外壳的输出开口彼此邻近地设置，一旦感测窗口接触到组织，输出开口也将接触到组织或被组织覆盖，从而预防危害性辐射从由外壳和皮肤形成的封闭体积中渗漏出来。
在本发明的另一方面，感测窗口可位于外壳的输出开口中，其中感测窗口由如下材料制成，所述材料在该装置的操作期间对于操作光束以及感测光束是透明的，并且其中在该装置的操作期间，操作光束可通过感测窗口离开外壳。
用于操作光束的外壳的输出开口的区域和感测光束区域至少部分地相同或重叠可帮助从感测光束在检测器处的状况（即其功率水平）来进行可靠的预测，不论外壳的开口接触还是不接触组织。
在本发明的一个方面，与提供操作光束的辐射源且与检测器通信的控制器可为能够操作的以在如下情况下增强提供操作光束的辐射源的输出功率：在检测器处检测到在接触边界表面处未发生内反射，即感测窗口的接触边界表面与组织接触。
在本发明的另一方面，与提供操作光束的辐射源且与检测器通信的控制器可为能够操作的以在如下情况下断开操作光束：在检测器处检测到感测窗口未与组织接触，即在接触边界表面处发生了感测光束的全内反射，从而导致高功率水平的感测光束入射到检测器上。
在本发明的一个方面，提供操作光束的辐射源和提供感测光束的辐射源可被布置成使得操作光束具有第一波长并且感测光束具有第二波长，其中第一波长和第二波长彼此不同，并且其中检测器仅对感测光束的第二波长敏感。
提供检测器仅对感测光束的第二波长的敏感性导致有效地抑制所有其它辐射，并且因此在检测器处导致游离背景或具有减小的感测光束测量值的背景。
在本发明的一个方面，所述至少一个用于感测光束的第二辐射源和至少一个检测器位于感测窗口的相对侧上。
在本发明的另一方面，所述至少一个提供感测光束的辐射源和至少一个检测器可位于感测窗口的相同侧上，其中在感测窗口的与用于感测光束的第二辐射源和检测器相对的一侧上，设置了反射器以用于偏转感测光束。
在感测光束的光束路径中提供反射器使得能够在感测窗口的接触边界表面处对光束进行光束成形。因此，在本发明的另一方面，反射器可被设计成使得反射的感测光束覆盖感测窗口的接触边界表面上的延伸区域。
在本发明的另一方面，反射器可被设计成使得反射的感测光束覆盖所述接触边界表面上的如下面积，所述面积相同于或小于通过感测窗口从外壳射出的操作光束的横截面积。在本发明的一个方面，反射器可被设计成使得反射的感测光束覆盖所述接触边界表面上的如下面积，所述面积等于通过感测窗口从外壳射出的操作光束的横截面积的至少60%。
一旦操作光束在所述接触边界表面处的大部分的横截面积被感测光束覆盖，所监测的面积上残余的灰尘、液体或污垢就不太严重地影响要在检测器处检测的总体信号。即通过监测大面积，与其中所监测的所述接触边界表面的面积更小的情况相比，其中因非期望的效应而失去全内反射的小面积不太显著。此外，一旦由感测光束覆盖的感测窗口的所述接触边界表面的面积几乎相同于从感测窗口射出的操作光束的横截面积，可预防组织对感测窗口的仅局部覆盖可能被检测为全覆盖。
在本发明的一个方面，反射器可由感测窗口外部的反射器来提供。
在本发明的另一方面，反射器可由感测窗口的边界表面的反射涂层来提供。
在本发明的另一方面，反射器可由在感测窗口的边界表面处的全内反射来提供。
在本发明的一个方面，感测窗口在平行于所述接触边界表面的剖视平面中可具有锯齿样形状。
锯齿样横截面在平行于所述接触边界表面的平面中可形成在一维上具有回射器样特性的反射器。
在本发明的另一方面，感测窗口的边界表面可包括彼此形成角度的多对表面区段，它们确保了边界表面对感测光束的至少一部分的回射。在另一方面，感测窗口可包括彼此形成范围为约75°至约90°的角度的多对表面区段。
在本发明的一个方面，多个感测光束可由提供感测光束的多个辐射源来提供。
通过使用入射到感测窗口的接触边界表面上的多个感测光束，可同时监测感测窗口的不同区域处的感测窗口的多个斑点。
在本发明的一个方面，提供两个感测光束的两个辐射源以及一个检测器位于感测窗口的相同侧上，其中反射器可位于在感测窗口的与提供感测光束的辐射源和检测器相对的一侧上。
在本发明的另一方面，对检测器的校准可通过测量感测光束而使感测窗口的接触边界表面不接触皮肤来进行。高测量值可为“无接触”基准。当进行皮肤接触时，测量值将减小，并且一旦该值降至预定阈值以下，控制器将确认建立了皮肤接触。一旦所测量的值增加至给定阈值以上，检测器就确认失去了皮肤接触。
在本发明的一个方面，可在制造了该发光装置之后仅进行一次校准。
在一个可供选择的方面，可进行自动校准，例如在每次接通该装置时进行。然后该装置总是检测并接受最大测量值作为当前“无接触”基准。
在一个方面，如果作为另外一种选择使用两个或更多个感测光束，则可要求在检测器处检测的功率水平均需要降至预定阈值以下以确认皮肤接触。作为另外一种选择，当仅在检测器处检测的功率水平之一降至阈值以下时，就可足以确认皮肤接触。
在本发明的一个方面，外壳可由彩色材料构成，所述材料吸收源自感测光束的散射光。
在本发明的一个方面，提供感测光束的辐射源可在两种状态下操作：辐射源接通和辐射源断开。当辐射源断开时所测量的信号可从当辐射源接通时的信号中减去。这样，可消除任何背景光效应。
在本发明的另一方面，控制器可为硬线电子电路。
在下文中，作为如上所述的本发明各方面的示例性实施例，结合附图描述了发光装置的特定实施例。在所有附图中，相同的附图标号代表相同的部件。
图1示出了发光装置的示意图，所述装置在此处形成激光装置1以展示本发明各方面的目的和功能。
激光源即高功率二极管激光器2位于外壳3中。为了使得能够有效地控制皮肤上的毛发生长，激光源2可为根据激光安全标准ISO EN60825-1/2007的1至4类激光源。
在装置1的操作期间，激光器2提供操作光束4，所述操作光束用来控制人的皮肤5上的毛发生长。激光器2在本专利申请的意义上形成提供操作光束的电磁辐射的辐射源。操作光束4可通过输出开口6离开外壳3。如图1示意性地所绘，激光装置1在操作期间放置在人的皮肤5上，使得操作光束4可通过外壳3的输出开口6进入皮肤5。
除非由根据本发明的一个方面的装置来防止，当从皮肤5上移除装置1时，操作光束4甚至离开外壳3。
在本发明的一个方面，一旦输出开口6不与皮肤5接触，则该发光装置防止从源自外壳3的操作光束4发射眼部危害性辐射。
在图1所绘的实施例中，感测窗口7位于外壳3中，其延伸使得其也位于为操作光束4提供射出窗口的外壳3的输出开口6中。感测窗口7包括接触边界表面8，可使所述表面在装置1的操作期间与皮肤5接触。
本发明的实施例的目的在于，一旦在操作期间感测窗口7的接触边界表面8不与皮肤5接触，就减小激光源2的输出功率或将其完全关断。
要处理的皮肤5用作所述光的屏障，并且在操作期间可被认为是所述保护系统的一部分，因为皮肤5在与接触边界表面8接触时防止操作光束4的光从外壳3中渗漏出来。
根据本发明的一个方面的最低接触需求一方面由装置安全性决定，另一方面由装置的抓握方式决定。需求的感测窗口7的接触边界表面8越大，则安全水平越高，因为留下更少的空间供激光4传播到周围环境中。另一方面，对接触面积更大的需求可阻止对该装置的抓握，即使用者必须确保接触边界表面8的更大面积在使用期间与皮肤接触，因此提高了使用者必须付出的注意力以满足所述接触要求。这对于多骨区域诸如胫部可尤其困难。减小所要求的接触面积一般可增加对另外措施的要求以确保眼部安全，例如置于操作光束4的光束路径中的漫射器。漫射器可用来减小空间相干性并减小从外壳3射出的操作光束4的辐射，因此减小光束4对眼部的危害。
尽管在图1所绘的实施例中，感测窗口7位于外壳3的输出开口6内，但可存在如下实施例例如图11所示的实施例，其中感测窗口7””设置成邻近于外壳3的输出开口6。
进一步参见图1，通过使用感测光束11来确保装置1的操作安全。在外壳3中，用于进行电磁辐射的第二辐射源16提供感测光束11。感测光束11通过感测窗口7的输进边界表面12进入矩形感测窗口7。选择感测光束11在输进边界表面12处的入射角，使得一旦感测窗口7的接触边界表面8与空气接触，感测光束就在接触边界表面8处经历全内反射。一旦全内反射在接触边界表面8处发生，感测光束11就将通过输出边界表面13从感测窗口7射出并随后入射到检测感测光束11的功率水平的检测器14上。
检测器14与控制器15通信，所述控制器继而与提供操作光束4的辐射源2通信。控制器15监测由检测器14检测的感测光束11的功率水平。一旦感测光束11在接触边界表面8处所经历的全内反射受到干扰，例如通过使感测窗口7的接触边界表面8与皮肤5接触，在检测器14处检测到的感测光束11的功率水平就下降。一旦在检测器14处检测到的功率水平上升至某个阈值以上，图1所示实施例中的控制器15就将断开提供操作光束的辐射源2，因此防止操作光束的任何辐射从外壳3中渗漏出来。
现在将结合图2a）和b）来更详细地描述图1的实施例的功能。一旦α1接触边界表面8处的入射角大于αcrit全内反射的临界角，就发生感测光束11在感测窗口7的接触边界表面8处的全内反射。在所绘的实施例中，感测窗口7由具有折射率为大约nPMMA=1,49的PMMA制成，使得一旦接触边界表面8与空气接触，全内反射的临界角为αcrit=42°。因此，在所绘的实施例中，选择感测光束11在输进边界表面12处的入射角α0使得接触边界表面8处的入射角α1为约50°。在这些条件下，感测光束11在感测窗口7的射出边界表面13处的入射角α2等于40°，使得射出边界表面13处的入射角α2小于临界角αcrit从而避免了从射出边界表面13发生任何全内反射。
图2b）示出了如下情况，其中接触边界表面8与具有大约1.4的折射率n皮肤的皮肤5接触，从而导致αcrit=69°的全内反射的临界角。由于在图2b）的情况下入射角α1独立于与感测窗口7的接触边界表面8接触的任何材料，接触边界表面8处的入射角α1小于介于PMMA的感测窗口7和与接触边界表面8接触的皮肤5之间的边界表面8的临界角。
由于在图2b）所绘的情况下（其中皮肤5与所述接触边界表面8接触），几乎没有感测光束11的任何光将落在检测器14上，在检测器14处检测到的功率水平将低于预设定的阈值，使得控制器能够接通用于操作光束的激光源2。
尽管通过改变感测光束11在接触边界表面8处的全内反射来切换感测光束的原理对于图3至11所绘的实施例是相同的，但那些实施例不同于示意地结合图1和2所绘的实施例，因为感测光束11的总体光束路径是不同的。
尽管下文所详述的实施例中大多数将被描述成具有至少两个不同的辐射源，即用于提供操作光束的至少一个第一辐射源和用于提供感测光束的一个第二辐射源，但对于本领域的技术人员显而易见的是，如下实施例是可行的，其中使用单一辐射源，其用于提供操作光束以及感测光束这两者。
图12示意性地绘出了一个具有用于操作光束以及用于感测光束的单一源的实施例。在该实施例中，辐射源9由半导体激光器2””’和可移动反射镜10形成。从激光器2””’发出的辐射由反射镜10反射以形成感测光束11””’或其被传送以形成操作光束4。当反射镜10处在如图12所绘的位置时，其将光束反射到感测光束的光束路径中。当反射镜回缩时，从激光源2””’发出的光被作为操作光束4发出。
如前文结合图2a）和b）所述，感测光束11””’入射到感测窗口7的输进边界表面12上，使得一旦感测窗口7与空气接触，感测光束11””’在感测窗口7的接触边界表面8处经历全内反射。在从接触边界表面8反射之后，感测光束11””’通过感测窗口7的射出边界表面13从感测窗口7射出。从感测窗口7射出的感测光束11””’入射到检测感测光束11””’的功率的检测器14上。检测器14与控制器15””’通信，所述控制器继而与半导体激光器2””’且与操作反射镜10的驱动器通信。一旦感测光束11””’在感测窗口7的接触边界表面8处的全内反射受到干扰，例如一旦接触边界表面8与皮肤接触，检测器14处的感测光束11””’的功率水平就下降。一旦功率水平降至某个阈值以下，控制器15””’（其监测感测光束11””’在检测器14处的功率）将迫使操作反射镜10的驱动器回缩反射镜10使得操作光束4可从外壳中发出。
在一个可供选择的实施例中，反射镜10可为可切换的反射镜，从而避免了反射镜的机械运动。
尽管在图1,2和11所绘的实施例中，提供感测光束11的辐射源16和检测器14位于感测窗口7的相对侧12,13上，但在图3至9的实施例中，提供感测光束的至少一个辐射源11和用于在感测窗口7的接触边界表面8处的在全内反射之后检测感测光束的至少一个检测器位于感测窗口7的相同侧上。
因此图3至9的实施例所具有的共同之处在于，在与设置了辐射源和检测器的感测窗口7的一侧相对的一侧上，设置了使感测光束偏转以完成感测光束的光束路径的反射器。
在图3所绘的实施例中，在感测窗口7的第一侧17上存在作为提供感测光束11的辐射源的发光二极管16，以及用于在感测窗口7的接触边界表面8处的全内反射之后检测感测光束11的功率水平的检测器14。在感测窗口7的第二相对侧18上，设置了作为反射器的凹形反射镜19，所述反射镜不仅重新引导感测光束11，而且导致感测光束11的光束成形。
在其中全内反射发生在感测窗口7的接触边界表面8处的情况下，对感测光束11的光束路径简要地说明如下：感测光束11在朝边界表面8的方向上从发光二极管16发出，其进入感测窗口7并且在接触边界表面8处被完全内反射。感测光束11随后在相对侧18上从窗口7射出，所述感测光束在所述相对侧处被反射镜19偏转，所述反射镜将感测光束11聚焦到检测器14上。感测光束随后再次进入感测窗口7，穿过感测窗口7，并且在被检测器14检测之前从窗口7射出。反射镜19使感测光束11聚焦，这使得所述接触边界表面上的照明被成像到检测器上。
由图3的剖视图显而易见，该实施例中的反射镜在一维上为弯曲的。在图3所绘的实施例中，反射镜19为圆柱形反射镜。
图4示出了一个实施例的顶视图，所述实施例高度类似于图3的实施例。然而，反射镜19包括二维上的曲率。
图5示出了另一个实施例，其从图4的实施例发展而来，但使用了提供两个或更多个感测光束11’a,11’b的两个或更多个各别不同的第二辐射源16。两个不同的发光二极管16’用来照明感测窗口7的所述接触边界区域的不同部分。
在本发明的一个方面，发光二极管16’作为另外一种选择可为激活的，并且所述两个光束11’a和11’b的功率水平能够在检测器14处彼此独立地被检测到。一旦仅感测光束11’a和11’b之一降至所要求的功率水平以下，即可发出信号以表示所述接触边界表面和皮肤之间建立了接触。
在本发明的一个可供选择的方面，源自所述两个感测光束11’a和11’b的功率信号可能必须共同满足某个功率要求以用信号表示建立了接触。
图6,7,8和9的实施例确实均实现了如下反射器，其在与提供感测光束11的光源16和检测器14相对的感测窗口的一侧上被整合进感测窗口7”和7”’中。
在图6的实施例中，感测窗口7”在其与发光二极管16和检测器14相对的一侧上确实具有凸形形状，而该凸形区域的表面20涂覆有反射金属涂层21。因此形成于感测窗口7”的表面20处的反射镜原则上与如例如图5的实施例所示的外部反射镜19具有相同的功能。
在图7至10所示的实施例中，反射器由感测窗口7”’自身的边界表面23形成。感测窗口7”’的一侧22被成型成使得在该侧22上的介于感测窗口7”’和空气之间的边界表面23处发生全内反射。由于感测窗口7”’的该侧22仅与空气接触，因此在给定边界表面23以及感测光束11”’,11”’a,11”’b的光束路径的适当的形状设计的情况下，将总是满足全内反射的条件。这避免了感测窗口7”’的附加反射涂层。
在根据图7和图8至10的实施例中，感测光束11,11”’a,11”’b的光束路径分别经由接触边界表面8处的全内反射和感测窗口7”’的边界表面23处的另一个全内反射从发光二极管16,16”’行进至检测器14。
在图7所示的实施例以及在图8至10的实施例中，提供反射器的感测窗口7”’的一侧22处的边界表面23具有锯齿样结构，所述结构被设计成使得感测光束11,11”’a,11”’b至少在一个方向上以全内反射聚焦到检测器14上。该形状具有回射以及聚焦特性。
边界表面23因此由多对表面区段24a,24b形成，当在平行于边界表面23的曲率半径的剖视平面中观察时，所述表面区段彼此垂直或几乎彼此垂直。
在本发明的一个方面，感测窗口7”’可由任何光度材料诸如玻璃、聚碳酸酯或PMMA注塑或铣制。
感测窗口或光导的形状以及锯齿结构的形状取决于所述材料的折射率。因此，可根据所用的材料来调整所述形状。
如前文结合图5所述，图7的实施例也包括提供两个不同的感测光束11”’a和11”’b的两个发光二极管16”’。两个不同的发光二极管16”’用来照明感测窗口7”’的接触边界区域的不同部分。
发光二极管16”’作为另外一种选择可激活，并且所述两个光束11”’a和11”’b的功率水平能够在检测器14处彼此独立地被检测到。在图7所绘的实施例中，检测器14处的源自所述两个感测光束11’a和11’b的两个功率信号必须共同满足某个功率要求以便用信号表示建立了接触。这样，可避免所述接触边界表面的仅由皮肤覆盖的部分可能已经导致从外壳中发出操作光束的光。
作为另外一种选择且根据图8和9的实施例所绘，该发光装置可仅包括单一源16和单一检测器14。
本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所引用的值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.发光装置（1），包括
用于电磁辐射的至少一个辐射源（2），所述辐射源在所述装置（1）的操作期间提供至少一个操作光束（4）；
外壳（3），所述外壳对于所述操作光束（4）是不透明的并且具有输出开口（6），
其中提供所述操作光束（4）的所述辐射源（2）位于所述外壳（3）中，并且
其中提供所述操作光束（4）的所述辐射源（2）以及所述输出开口（6）被布置成使得在所述装置（1）的操作期间，所述操作光束（4）可通过所述输出开口（6）离开所述外壳（3），
用于电磁辐射的至少一个辐射源（16），所述辐射源在所述装置（1）的操作期间提供至少一个感测光束（11），
至少一个检测器（14），所述检测器用于检测所述感测光束（11），
至少一个感测窗口（7），所述感测窗口具有接触边界表面（8），
所述至少一个辐射源（16）和所述至少一个检测器（14）位于所述感测窗口（7）的相同侧上，并且
反射器（19）位于所述感测窗口（7）的与用于所述感测光束（11）的所述第二辐射源（16）和所述检测器（14）相对的一侧上，并且
所述感测窗口（7”’）在平行于所述接触边界表面（8）的剖视平面中具有锯齿样形状，
其中所述检测器（14）被布置成使得在所述装置（1）的操作期间，一旦所述感测窗口（7）的所述接触边界表面（8）与空气接触，所述感测光束（11）在从提供所述感测光束（11）的所述辐射源（16）至所述检测器（14）的路径上，在所述感测窗口（7）的所述接触边界表面（8）处通过全内反射被反射至少一次，和
控制器（15），所述控制器与提供所述操作光束（4）的所述辐射源（2）且与所述检测器（14）通信，并且能够操作以响应于在所述检测器（14）处检测到的所述感测光束（11）而影响提供所述操作光束（4）的所述辐射源（2）的操作。
2.根据权利要求1所述的发光装置（1），其中所述反射器由在所述感测窗口（7）的边界表面（20）上的反射涂层（21）来提供。
3.根据权利要求1所述的发光装置（1），其中所述反射器由在所述感测窗口（7）的边界表面（23）处的全内反射来提供。
4.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（1），其中在所述装置（1）的操作期间，所述感测窗口（7）为所述感测光束（11）提供光导。
5.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（1），其中所述感测窗口（7）为所述感测光束（11）提供输进边界表面（12），
其中相对于所述接触边界表面（8）的用于所述感测光束（11）的所述输进边界表面（12）以及所述感测光束（11）在所述输进边界表面（12）处的入射角α1被布置成使得在所述装置（1）的操作期间，一旦所述接触边界表面（8）与空气接触，所述感测光束（11）在所述接触边界表面（8）处经历全内反射。
6.根据权利要求5所述的发光装置（1），其中所述感测窗口（7）为所述感测光束（11）提供输进边界表面（12），
其中相对于所述接触边界表面（8）的用于所述感测光束（11）的所述输进边界表面（12）以及所述感测光束（11）在所述输进边界表面（12）处的入射角被布置成使得在所述装置（1）的操作期间，一旦所述接触边界表面（8）与皮肤（5）接触，所述感测光束（11）在所述接触边界表面（8）处不经历全内反射。
7.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（1），其中所述感测窗口（7）位于所述外壳（3）的所述输出开口（6）中，其中所述感测窗口（7）由对于所述操作光束（4）且对于所述感测光束（11）是透明的材料制成，并且其中在操作所述装置（1）期间，所述操作光束（4）可通过所述感测窗口（7）离开所述外壳（3）。
8.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（1），其中提供所述感测光束（11）的所述至少一个第二辐射源（16）以及所述至少一个检测器（14）位于所述感测窗口（7）的相对侧上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（1），其中所述感测窗口（7”’）的所述边界表面（23）包括彼此形成角度的多对表面区段（24a,24b），所述表面区段确保用于所述感测光束的至少一部分的所述边界表面（23）的回射特性。
10.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（1），其中多个感测光束（11）由多个第二辐射源（16’）来提供。
11.根据权利要求10所述的发光装置（1），其中提供两个感测光束（11）的两个辐射源（16’）以及一个检测器（14）位于所述感测窗口（7）的相同侧上，其中反射器（19）位于所述感测窗口（7）的与提供所述感测光束（11）的所述辐射源（16’）和所述检测器（14）相对的一侧上。
12.电磁毛发移除装置，包括根据权利要求1至11中任一项所述的发光装置（1）。
13.用于发射光的方法，包括以下步骤：
产生电磁辐射的至少一个操作光束（4），
提供外壳（3），所述外壳对于所述操作光束（4）是不透明的，具有输出开口（6），
其中所述操作光束（4）在所述外壳（3）中产生，并且
其中所述操作光束（4）和所述输出开口（6）被布置成使得在所述装置（1）的操作期间，所述操作光束（4）可通过所述输出开口（6）离开所述外壳（3），
产生电磁辐射的至少一个感测光束（11），
检测所述感测光束（11），
其中一旦所述感测窗口（7）的所述接触边界表面（8）与空气接触，在感测窗口（7）的接触边界表面（8）处的全内反射之后检测所述感测窗口，以及
响应于所述感测光束（11）的检测而控制所述操作光束（4）的产生。

Claims (15)

1.发光装置（1），包括
用于电磁辐射的至少一个辐射源（2），所述辐射源在所述装置（1）的操作期间提供至少一个操作光束（4）；
外壳（3），所述外壳对于所述操作光束（4）是不透明的并且具有输出开口（6），
其中提供所述操作光束（4）的所述辐射源（2）位于所述外壳（3）中，并且
其中提供所述操作光束（4）的所述辐射源（2）以及所述输出开口（6）被布置成使得在所述装置（1）的操作期间，所述操作光束（4）可通过所述输出开口（6）离开所述外壳（3），
用于电磁辐射的至少一个辐射源（16），所述辐射源在所述装置（1）的操作期间提供至少一个感测光束（11），
至少一个检测器（14），所述检测器用于检测所述感测光束（11），
至少一个感测窗口（7），所述感测窗口具有接触边界表面（8），
其中所述检测器（14）被布置成使得在所述装置（1）的操作期间，一旦所述感测窗口（7）的所述接触边界表面（8）与空气接触，所述感测光束（11）在从提供所述感测光束（11）的所述辐射源（16）至所述检测器（14）的路径上，在所述感测窗口（7）的所述接触边界表面（8）处通过全内反射被反射至少一次，和
控制器（15），所述控制器与提供所述操作光束（4）的所述辐射源（2）且与所述检测器（14）通信，并且能够操作以响应于在所述检测器（14）处检测到的所述感测光束（11）而影响提供所述操作光束（4）的所述辐射源（2）的操作。
2.根据权利要求1所述的发光装置（1），其中在所述装置（1）的操作期间，所述感测窗口（7）为所述感测光束（11）提供光导。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置（1），其中所述感测窗口（7）为所述感测光束（11）提供输进边界表面（12），
其中相对于所述接触边界表面（8）的用于所述感测光束（11）的所述输进边界表面（12）以及所述感测光束（11）在所述输进边界表面（12）处的入射角α1被布置成使得在所述装置（1）的操作期间，一旦所述接触边界表面（8）与空气接触，所述感测光束（11）在所述接触边界表面（8）处经历全内反射。
4.根据权利要求3所述的发光装置（1），其中所述感测窗口（7）为所述感测光束（11）提供输进边界表面（12），
其中相对于所述接触边界表面（8）的用于所述感测光束（11）的所述输进边界表面（12）以及所述感测光束（11）在所述输进边界表面（12）处的入射角被布置成使得在所述装置（1）的操作期间，一旦所述接触边界表面（8）与皮肤（5）接触，所述感测光束（11）在所述接触边界表面（8）处不经历全内反射。
5.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（1），其中所述感测窗口（7）位于所述外壳（3）的所述输出开口（6）中，其中所述感测窗口（7）由对于所述操作光束（4）且对于所述感测光束（11）是透明的材料制成，并且其中在操作所述装置（1）期间，所述操作光束（4）可通过所述感测窗口（7）离开所述外壳（3）。
6.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（1），其中提供所述感测光束（11）的所述至少一个第二辐射源（16）以及所述至少一个检测器（14）位于所述感测窗口（7）的相对侧上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（1），其中提供所述感测光束（11）的所述至少一个第二辐射源（16）以及所述至少一个检测器（14）位于所述感测窗口（7）的相同侧上，其中反射器（19）位于所述感测窗口（7）的与用于所述感测光束（11）的所述第二辐射源（16）和所述检测器（14）相对的一侧上。
8.根据权利要求7所述的发光装置（1），其中所述反射器由在所述感测窗口（7）的边界表面（20）上的反射涂层（21）来提供。
9.根据权利要求7所述的发光装置（1），其中所述反射器由在所述感测窗口（7）的边界表面（23）处的全内反射来提供。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的发光装置（1），其中所述感测窗口（7”’）在平行于所述接触边界表面（8）的剖视平面中具有锯齿样形状。
11.根据权利要求10所述的发光装置（1），其中所述感测窗口（7”’）的所述边界表面（23）包括彼此形成角度的多对表面区段（24a,24b），所述表面区段确保用于所述感测光束的至少一部分的所述边界表面（23）的回射特性。
12.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（1），其中多个感测光束（11）由多个第二辐射源（16’）来提供。
13.根据权利要求12所述的发光装置（1），其中提供两个感测光束（11）的两个辐射源（16’）以及一个检测器（14）位于所述感测窗口（7）的相同侧上，其中反射器（19）位于所述感测窗口（7）的与提供所述感测光束（11）的所述辐射源（16’）和所述检测器（14）相对的一侧上。
14.电磁毛发移除装置，包括根据权利要求1至13中任一项所述的发光装置（1）。
15.用于发射光的方法，包括以下步骤：
产生电磁辐射的至少一个操作光束（4），
提供外壳（3），所述外壳对于所述操作光束（4）是不透明的，具有输出开口（6），
其中所述操作光束（4）在所述外壳（3）中产生，并且
其中所述操作光束（4）和所述输出开口（6）被布置成使得在所述装置（1）的操作期间，所述操作光束（4）可通过所述输出开口（6）离开所述外壳（3），
产生电磁辐射的至少一个感测光束（11），
检测所述感测光束（11），
其中一旦所述感测窗口（7）的所述接触边界表面（8）与空气接触，在感测窗口（7）的接触边界表面（8）处的全内反射之后检测所述感测窗口，以及
响应于所述感测光束（11）的检测而控制所述操作光束（4）的产生。
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