CN111050594B - 毛发造型设备 - Google Patents

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Abstract

一种毛发造型设备，包括：用于辐射毛发(H)的光学辐射源(L)、用于测量辐射毛发(H)的效果的传感器单元(S)，以及用于根据来自传感器单元(S)的信号来控制光学辐射源(L)的前馈控制设备。光学辐射源(L1，L2)可以产生具有第一能量密度的第一闪光，该第一能量密度可以低于光热毛发再塑形所需的能量密度，光学辐射源被控制，以根据响应于第一闪光而获得的传感器信号来产生后续的闪光，该后续的闪光可以至少具有第一能量密度。传感器单元(S)可以包括在毛发流的方向上布置在光学辐射源之前的传感器。毛发造型设备沿着毛发(H)被引导的方向可以包括：第一传感器(S1)、根据来自第一传感器(S1)的信号控制的第一LED单元(L1)、第二传感器(S2)，以及根据来自第二传感器(S2)的信号控制的第二LED单元(L2)。引导毛发通过毛发造型设备的方向可以确定光学辐射源的哪一部分将充当第一LED单元(L1)。毛发造型设备可以包括驱动机构(D)，以根据来自传感器单元(S)的信号，以由前馈控制设备控制的速度使毛发(H)沿着光学辐射源(L)移动。

Description

毛发造型设备
技术领域
本发明涉及一种用于例如卷发、卷曲、烫发和拉直的毛发造型设备。
背景技术
EP2861096公开了一种用于毛发塑形的毛发塑形设备，其包括用于毛发塑形多个的辐射源和用于辐射的发射的控制设备。
发明内容
本发明的目的尤其在于提供一种改进的毛发造型设备。本发明由独立权利要求限定。在从属权利要求中定义了有利的实施例。
本发明的实施例是基于以下考虑。消费者非常需要在没有热损伤的情况下对毛发造型。对于现有技术的毛发造型(通过传导加热)，毛发温度受到系统的限制。热板被设置在最大温度。光热毛发再塑形不是这种情况。毛发可以被轻易地加热到破坏性温度(>180℃)以上。因此有必要在过程中确定毛发温度。这需要在局部水平进行，因为毛发特性会影响毛发温度。毛发特性是多种多样的，并且在相同的发束内会出现不同的毛发特性，例如关于颜色、厚度、体积、对齐等。
本发明的实施例提供一种毛发造型设备，其包括：用于辐射毛发的光学辐射源、用于测量辐射毛发的效果的传感器单元，以及用于根据来自传感器单元的信号来控制光学辐射源的前馈控制设备。光学辐射源可以产生具有第一能量密度的第一闪光，该第一能量密度可以低于光热毛发再塑形所需的能量密度，光学辐射源被控制，以根据响应于第一闪光而获得的传感器信号来产生后续的闪光，该后续的闪光可以至少具有第一能量密度。传感器单元可以包括在毛发流的方向上布置在光学辐射源之前的传感器。毛发造型设备沿着毛发被引导的方向可以包括：第一传感器、根据来自第一传感器的信号控制的第一LED单元、第二传感器，以及根据来自第二传感器的信号控制的第二LED单元。引导毛发通过毛发造型设备的方向可以确定光学辐射源的哪一部分将充当第一LED单元。毛发造型设备可以包括驱动机构，以根据来自传感器单元的信号，以由前馈控制设备控制的速度使毛发沿着光学辐射源移动。
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显并且得到阐明。
附图说明
图1-图5图示了本发明的各种实施例。
具体实施方式
毛发损伤，特别是由于热的施加而造成的毛发损伤是消费者的最大担忧。温度是对毛发造成损伤的主要原因。因此，非常期望在没有大量热量的情况下对毛发进行造型(卷发、卷曲、烫发和拉直)。大量热量：在一定的处理时间(取决于毛发的特性)，毛发温度高于180℃。
对于现有技术的接触加热，这可以通过控制系统温度来实现。如果系统温度被设置为最大，则每根毛发都不会超过该温度。最大毛发温度由系统温度控制。后者不适用于光热毛发再塑形。
申请人早前的申请EP3216368(申请人的案号2016PF00294)(通过引用并入本文)描述了一种光热毛发的再塑形，例如，通过使用脉冲驱动的发光二极管(LED)来造型、卷曲、拉直。通过在窄的波长范围内(优选在400nm和900nm之间，更优选在450nm和550nm之间)和短时间段(优选小于或等于300ms)内的吸收，光选择性地加热毛发。实施例可以包括例如光学反馈系统(例如LED光传感器)，其被定位在滑动光学屏蔽的内表面或与LED的阵列成一直线来感测光(例如透射和/或反射的光)，以向控制单元提供反馈来配置电参数，以进行针对卷发优化的光的递送。备选实施例还可以包括温度和时间传感器以适应处理设置。在该早前的申请中描述的系统是可以有利地被提供有本发明的前馈控制的系统的一个示例。
通过在一定波长范围内(优选在400nm至900nm之间，更优选在400nm至550nm之间)和在较短的时间段内(优选短于300ms)的吸收，光选择性地加热毛发，特别地加热毛发的黑色素。在光脉冲的曝光之后，毛发温度将根据其体积、吸收率和初始温度而增加。
在本发明的一个实施例中，LED毛发造型器调节通过LED的电流(量和时间)，而不管电源的变化或正向电压的改变。该驱动器还确保电流不超过LED的最大额定电流。在释放预先定义的光脉冲之后，毛发会加热到一定温度。温度增加尤其取决于毛发的吸收率。毛发的吸收率又由毛发的特性：颜色、形状、厚度、黑色素含量…确定。可以发现毛发特性的巨大变化。
例如，在一个极端情况下：漂白的毛发没有黑色素(一种主要的生色团，有助于光热毛发再塑形)，这使得使用光热毛发再塑形具有挑战性。在一个不太极端的情况下：金毛发需要比棕色毛发高得多的光密度(J/cm2)，以将毛发加热到相当的温度。
接下来，毛发内也会发生变化。例如，在毛发的寿命中，由于外部因素(例如，化学物质、紫外线、梳理等)，毛发会变稀(thinner)。毛发的特性会在寿命期间改变。例如，毛发直径和生色团浓度可以沿毛发变化。从上到下，毛发直径可能减小。
另外，知道多少毛发将被辐射也很重要。假设光子再循环为100％，则暴露于相同光脉冲的毛发的数量越少，所暴露的毛发的温度增加就越大。
总体而言，在部署可能有害的光热光脉冲之前，应当考虑上述毛发的变化。然而，现有技术没有解决防止由于毛发之间和毛发之内的变化而引起的光致热损伤。
本发明的实施例的目的是减轻对毛发的光致热损伤。通过吸收可以很容易地将毛发加热到高于损伤温度(>180℃)。因此，有必要在过程中确定毛发的温度。由于毛发特性将影响毛发温度，因此这需要以高精度进行。因此，本发明的实施例示出了以下特征中的一个或多个：在通过光辐射加热毛发期间，前馈回路控制着毛发性质以克服过度曝光，并且在暴光期间或之间中(毛发的加热)，在处理区域之前和/或之内，通过一个或多个传感器测量毛发性质。有利地，可以使用多个传感器位置，如图5a和图5B中所示，例如以图5a中所示的棋盘配置。
除了在电流被施加到LED时发光之外，LED还具有以下性质：当LED不被用作光源时，当光被施加到LED时，它们会生成电流。因此，如果光被二极管吸收，则会生成反向电流。因此，暂时不使用的LED可以被用作光传感器。
减轻对毛发的光致热损伤的本发明的第一方面提供了一种前馈控制，该前馈控制使用双闪光，即相同光源在短时间间隔(＜200ms)内的双光脉冲。第一脉冲具有相对较低的光强度，并且其反射光谱被利用光电传感器测量和/或毛发温度被利用IR传感器测量。顺序的第二脉冲被调整至第一脉冲的反射率(传递函数)，并且用于对毛发进行光热加热以进行再塑形。以此顺序，每个第二光脉冲将加热毛发，而不会冒过分处理毛发的风险。
第一闪光用于测量毛发的状态和特性。其强度在0.5J/cm2和7J/cm2之间，优选地在0.5J/cm2和2J/cm2之间。通过毛发的反射信号，可以估算毛发颜色和厚度。根据IR传感器的信号，可以导出当前的毛发温度。顺序的第二光脉冲(强度>2J/cm2)根据从第一闪光取回的信息而被调整。有利地，两个闪光由相同的LED产生。因为测量区域和处理区域在相同位置，所以系统将独立于引导毛发通过造型器的方向工作。
该第一方面的实施例具有以下特征中的一个或多个：毛发护理设备中的(相同)光源用于检测以及处理。经由低(较低)曝光(闪光1)测量毛发的毛发性质。通过前馈回路，从闪光1收集的信息(反射、吸收等)被馈送到系统，并且顺序的第二曝光被计算(时间和强度)并且被递送到毛发。系统响应时间(两次闪光之间的间隔)在几毫秒内(消费者看不到)。
减轻对毛发的光致热损伤的本发明的第二方面为前馈控制提供了感测和处理。在发束穿过造型器的方向是固定的情况下(例如，如在自动卷发器中(例如Philips HPS940)那样)，则系统可以分为两个部分。
第一部分用于确定毛发的束的光学特性。发束暴露于具有相当低强度的光源，但该光源具有与在第二部分处用于对毛发进行加热和塑形的光源相同的光学特性。它的反射光谱被利用光电传感器测量和/或毛发温度被利用IR传感器测量。从反射光谱和/或温度传感器导出的信息是到暴露于那个特定波长光谱的发束的那个特定部分的光学行为的直接链接。以该方式，光强度与那个特定部分的毛发温度增加之间的关系可以被确定，并且被向前馈送到毛发塑形发生的毛发中的部分。
第二部分用于通过所描述的曝光方法对毛发塑形。因为系统中发束的速度是已知的，所以通过该部分的发束的光学特性(在第一部分中确定)也是已知的。通过基于之前确定的特性，根据所计算的值连续调整第二部分的光强度，可以将毛发的温度设置为期望的温度。
优选的执行提供了通过系统的连续毛发流，但是当然该方法也可以被应用于以下解决方案，其中毛发在第一部分中被停止、曝光和测量、被运送到第二阶段，并且被再次以最终强度曝光。
如果通过毛发造型器的发束的方向是未知的(例如，在拉直器中)，则可以使用相同的控制原理，在这种情况下，有效区域优选被分为三个部分。中心部分是处理部分。外部部分是测量部分。由于发束的入口温度低于出口温度，因此测量部分至少包含温度传感器来确定毛发被馈送通过系统的方向。当已知通过系统的毛发的方向时，前馈原理与具有第一部分和第二部分的所描述的方法相同。
本发明的该第二方面的实施例示出了以下特征中的一个或多个：在处理之前测量光学毛发性质。传感器部分具有与处理部分相同的光学特性。
在减轻对毛发的光致热损伤的本发明的第三方面，发光处理区域被分成一个以上部分，例如，通过成簇地连接光源。在连续测量毛发温度时，第一光处理区域部分被设置为一定强度。如果毛发温度超过一定水平，则可以降低下一个发光处理区域部分的光强度。或反之亦然。这样，不必调整处理的速度。毛发之间的差异(例如，在体积、厚度、颜色、对齐等方面)凭借不同的光强度图案来处理。该方法适用于以单向或双向毛发运送的设备。对于如自动卷发器的单向毛发运送造型器，设备中的毛发的入口部分是已知的。传感器只需要确定每个处理区域之后的毛发温度的增加，并计算后续部分的强度即可。当例如在拉直器中使用该方法时，通过系统的发束的方向是未知的。通过在系统中使用温度传感器，可以确定发束的方向，因为发束的入口温度低于出口温度。当已知毛发的方向时，控制单独区域的强度与单向解决方案的方法相同。
另一种解决方案是调整毛发护理设备的速度(吸入毛发)。这样，可以在不同的曝光时间内处理毛发之间的差异(例如，在体积、厚度、颜色、对齐等方面)。例如，黑色的细发的曝光时间将比金色的粗发的曝光时间短(<5s)。除了调整光强度，还可以考虑通过调整毛发吸入速度来变化曝光时间。这样，光强度保持不变，但是曝光时间被调整。当发束被自动运送通过造型器时(例如，在自动卷发器中)，该方法特别有用。作为副效用，每个发束的总处理时间将变化(例如，在0秒至20秒之间)。
该第三方面的实施例示出了以下特征中的一个或多个：发光处理区域的第一部分(垂直于毛发输入)用于检测，并且相同的发光处理区域的下一部分用于处理。或反之亦然。另外，根据垂直于毛发输入的光源的数量，处理区域可以被逐渐地分为多个部分。例如，发光处理区域可以被分为4个传感器部分与4个处理部分交替。从传感器部分开始或从处理部分开始。该后一个特征可以是基于如图5a中所示的LED棋盘配置。
图1A在卷发器示例中示出了本发明的第一实施例。毛发H缠绕在圆柱体C上。毛发H被LED单元L辐射，同时传感器S测量辐射的影响。为了减轻毛发H过度曝光的风险，传感器信号由控制LED单元L的前馈控制器(未示出)处理。
图1B示出了备选实施例，其中圆柱体C被加热到略低于100℃的温度，优选地被加热到70℃和90℃之间的温度。LED单元21的散热器热连接至热桥22。虽然已知LED是非常节能的(对于蓝光)，但使用最节能的LED[2017]，大约50％的电输入将变为光学能量。尽管与其他光源相比，这很棒，但这仍然意味着其他50％的输入能量变成了浪费(热量)，需要被排放。在该实施例中，LED单元21被定位，以使毛发H首先暴露于来自热桥22和圆柱体C的热量。由于毛发H被热桥22和圆柱体C预先加热，因此需要来自LED单元21的较少的光学能量来将热量加热到对于毛发造型足够热的温度。LED单元21的废热因此被有利地使用，如共同待决的申请EP17190265.3(律师的案号：2017PF02405)中更详细地阐述的那样。
图2再次在卷发器示例中示出了本发明的第二实施例。图2实施例与图1实施例的不同之处在于，存在多个LED单元L1、L2和多个传感器S1、S2。以这种方式，使用多个传感器S1、S2来更好地控制毛发的加热。而且，存在反射区域R1、R2，从而不浪费光能。
图3a和图3b示出了本发明的第三实施例，即，具有壳体Hs的拉直器。图3a图示了从左到右引导毛发H的用例，并且图3b图示了相反的用例，例如当在用户头部的另一侧使用拉直器时。在该第三实施例中，第一LED单元L1以降低的强度提供第一闪光，并且基于传感器S1、S2的测量，第二LED单元L2的强度被控制。在图3a的用例中，最左边的LED单元是第一LED单元L1，而在图3b的用例中，最右边的LED单元是第一LED单元L1。在图3a的用例中，可以与第二LED单元L2一起控制最右边的LED单元(在图3b的用例中充当第一LED单元L1的那个)。类似地，在图3b的用例中，可以与第二LED单元L2一起控制最左边的LED单元(在图3a的用例中充当第一LED单元L1的那个)。反射镜优选存在于毛发H的下方，以重新使用尚未被吸收的光。
图4示出了本发明的第四实施例，其中驱动机构D调节沿着LED单元L和反射区域R的毛发H的速度。驱动机构D由前馈控制器根据来自传感器S的信号来控制。
图5a和图5b示出了在毛发造型设备20的上部和下部照明单元中的LED 21的有利布局，该布局在与LED 21的散热器连接的热桥22的部分之间的区域中。在凭借黑色正方形/条纹示出的LED 21之间，在白色正方形/条纹中存在传感器。LED和传感器在毛发造型设备20的上部和下部照明单元中的位置是反相的，以使LED面向传感器。
如上所示，本发明的实施例可以具有以下特征中的一个或多个：一个或多个传感器测量照明的区域内的毛发性质。传感器可以在曝光区域内。可以按顺序的次序使用多个传感器(被依次定位在造型移动的方向上)以控制毛发的加热。
在一个实施例中，脉冲LED被用于对毛发进行造型。输出波长优选在400nm和900nm之间的范围内，并且更优选地在450nm和550nm之间的范围内。脉冲宽度优选地短于或等于200ms，并且更优选地短于或等于100ms。为了防止毛发受损，在毛发表面上的输出能量通量优选在1J/cm2和10J/cm2之间的范围内，更优选地在3J/cm2和7J/cm2之间的范围内，并且最优选地在4J/cm2和6J/cm2之间的范围内。
如在通过引用并入本文的共同待决的申请EP17190265.3(其具有与本申请相同的优先权日期(律师的案号：2017PF02405))中更详细地阐述的，本发明的实施例涉及一种毛发造型设备，包括：用于加热毛发的热源、和光学辐射源，光学辐射源用于与来自热源的热组合地将毛发加热到对于毛发造型足够热的温度，其中热源从光学辐射源提供的能量获取其热量，并且在优选的实施例中，仅从光学辐射源获取其热量。有利地，热源可以包括光学辐射源的散热器。光学辐射源可以有利地被不完全透明的外盖覆盖，由此光学辐射能被转换成热能，热源包括该外盖。对于对毛发造型有效的波长，该外盖可以有利地很大程度上透明，而对于对毛发造型不那么有效的波长，该外盖很大程度上不透明。有利地，光学辐射源可以由被由热源加热的外盖覆盖。
如在通过引用并入本文的共同待决的申请EP17190266.1(其具有与本申请相同的优先权日期(律师的案号：2017PF02406))中更详细地阐述的，本发明的实施例涉及一种毛发造型设备，包括：用于将光学能量递送到毛发的光引擎，其中毛发造型设备被布置成响应于光学能量被施加到毛发，而使湿气从毛发中逸出，以从毛发造型设备中逸出。优选地，光引擎是用于毛发造型的唯一能源。通风机可以使湿气远离光引擎。处理器可以控制光引擎，在这种情况下，通风机还可以用来冷却处理器和/或光引擎。毛发造型设备可以包括夹持构件，该夹持构件被布置成允许毛发被引导在夹持构件之间并且由夹持构件造型，夹持构件中的至少一个被提供有光引擎。夹持构件中的至少一个可以被提供有用于允许湿气逸出的开口，或者提供有用于允许空气进入以便将湿气输送出毛发造型设备的开口。夹持构件可以具有非标准(non-conforming)的形状，以允许湿气从毛发造型设备中逸出。包括光引擎的毛发处理区域可以具有间隙，可以引导毛发通过该间隙，该间隙足够宽以允许湿气逸出。间隙的宽度可以在0.3mm和5mm之间，并且优选地在1mm和2mm之间。
如在通过引用并入本文的共同待决的申请EP17190269.5(其具有与本申请相同的优先权日期(律师的案号：2017PF02408))中更详细地阐述的，本发明的实施例涉及一种毛发造型设备，其具有使毛发处于造型温度的元件的二维阵列，其中元件产生光学辐射能量。元件可以包括一个或多个LED，并且优选地包括多个LED，在这种情况下，LED以簇被驱动，簇可以具有彼此不同的形状和大小。毛发造型设备可以包括传感器，以获得与元件的二维阵列相对的面积光吸收测量；并且包括控制单元，以用于根据测量来单独地控制元件。毛发造型设备可以从两侧辐射毛发，两侧都包括面积光吸收测量。传感器可以包括暂时不发光的LED。
应当注意，上述实施例说明而不是限制本发明，并且在不背离所附权利要求的范围的情况下，本领域技术人员将能够设计许多备选实施例。在权利要求中，被放置在括号之间的任何附图标记都不应当被解释为对权利要求的限制。单词“包括”不排除权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件之前的单词“一”或“一个”并不排除多个这种元件的存在，除非另外指示，否则单数可以覆盖多个。本发明的前馈控制设备可以凭借包括几个不同元件的硬件和/或凭借被适当编程的处理器来实施。在列举几个装置的设备权利要求中，这些装置中的几个可以由一个相同的硬件来体现。在没有相互引用的互不相同的从属权利要求中记载了某些措施的这一事实，并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (7)

1.一种毛发造型设备，包括：
光学辐射源(L)，用于辐射毛发(H)，
传感器单元(S)，用于测量辐射毛发(H)的效果；以及
前馈控制设备，用于根据来自所述传感器单元(S)的信号来控制所述光学辐射源(L)；
其中所述光学辐射源(L1，L2)被控制以产生第一闪光，第一闪光具有比光热毛发再塑形所需的能量密度更低的能量密度，所述光学辐射源被控制，以根据响应于所述第一闪光而获得的传感器信号来产生后续的闪光。
2.根据权利要求1所述的毛发造型设备，其中所述光学辐射源(L1，L2)被控制以产生具有第一能量密度的第一闪光，所述光学辐射源被控制，以根据响应于所述第一闪光而获得的传感器信号来产生后续的闪光，所述后续的闪光具有至少所述第一能量密度。
3.根据权利要求1或2所述的毛发造型设备，其中所述传感器单元(S)包括在毛发流的方向上布置在所述光学辐射源之前的传感器。
4.根据权利要求1或2所述的毛发造型设备，在沿着所述毛发(H)被引导的方向上，包括：第一传感器(S1)、根据来自所述第一传感器(S1)的信号而被控制的第一LED单元(L1)、第二传感器(S2)、以及根据来自所述第二传感器(S2)的信号而被控制的第二LED单元(L2)。
5.根据权利要求4所述的毛发造型设备，其中引导毛发通过所述毛发造型设备的所述方向确定所述光学辐射源的哪一部分将充当所述第一LED单元(L1)。
6.根据前述权利要求1-2和5中的任一项所述的毛发造型设备，其中所述传感器单元(S)包括暂时不产生光的LED。
7.根据前述权利要求1-2和5中任一项所述的毛发造型设备，包括驱动机构(D)，以根据来自所述传感器单元(S)的所述信号，以由所述前馈控制设备控制的速度使所述毛发(H)沿着所述光学辐射源(L)移动。
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