CN111065292B - 毛发定型装置 - Google Patents
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Abstract
在毛发定型装置(20)中，毛发定型装置(20)具有元件的二维阵列(21)以使毛发处于定型温度，元件产生光辐射能。元件可以包括一个或多个LED，并且优选地包括多个LED，在该情况下，LED以集群被驱动，集群可以具有相互不同的形状和尺寸。毛发定型装置(20)还包括：用于获得与元件的二维阵列相对的面光吸收测量的传感器；以及用于根据测量来单独地控制元件的控制单元。传感器可以被布置用于测量整个处理面积的面光密度分布。毛发定型装置可以从两个侧面辐射毛发，两个侧面均包括面光吸收测量。传感器可以包括不产生光的LED。
Description
技术领域
本发明涉及用于例如毛发曲卷、卷曲、烫发和拉直的毛发定型装置。
背景技术
WO2015094839公开了用于使得纤维材料成形的器具，其中当器具处于闭合位置中时，容纳在第一内表面和第二内表面之间的一部分纤维材料可以接收来自光源的光能和来自加热元件的热能。在至少一个实施例中，光源包括至少两个发光二极管阵列，其中每个阵列是沿第一和/或第二臂的长度的至少一部分设置的多个发光二极管。
GB2477834公开了包括具有多个加热区的至少一个加热器的毛发定型器具。加热区可独立操作，并沿加热器的长度布置。加热区可附加地跨加热器的宽度布置。加热器可包括沿加热器的长度并跨加热器的宽度以二维阵列布置的加热区。二维阵列可以具有规则或不规则的网格状形式。每个加热区的加热部件可包括以下加热元件中的一个或多个：包括压印在陶瓷上的厚膜的加热元件；包括压印在阳极氧化铝上的厚膜的加热元件；包括蒸发到陶瓷上或阳极氧化铝上的薄膜的加热元件；柔性加热器或Kapton加热器。控制系统包括感测部件并预测器具的预期用途。然后相应地操作加热区。具有前馈控制的控制部件可包括沿可加热板的边缘的LED阵列/光电二极管/光电传感器来检测毛发的量和类型并相应地调节电力供应。例如，金色毛发具有较低的转变温度，因此加热器所需的功率较小。毛发定型器具可以是直发器、卷发钳、卷发棒或卷发器。
EP2861096公开了用于毛发成型的毛发成型装置，毛发成型装置包括用于毛发成型的多个辐射源以及用于发射辐射的控制装置。
发明内容
本发明的目的具体是提供改进的毛发护理装置。本发明由独立权利要求限定。在从属权利要求中限定了有利的实施例。
特别地由于施加热量导致的毛发损伤是消费者的主要关注点。因此，非常需要在不显著加热毛发表皮的情况下将毛发定型。
本发明的一个方面提供了具有元件的二维阵列以使得毛发处于定型温度的毛发定型装置，其中元件产生光辐射能。元件可以包括一个或多个LED(并且优选地包括多个LED)，在其中，LED以集群被驱动，集群可以具有相互不同的形状和尺寸。毛发定型装置还包括：用于获得与元件的二维阵列相对的面光吸收测量的传感器；以及用于根据测量来单独地控制元件的控制单元。传感器可以被布置用于测量整个处理面积的面光密度分布。毛发定型装置可以从两个侧面辐射毛发，两个侧面均包括面光吸收测量。传感器可以包括暂时不产生光的LED。
本发明的实施例在两个方面不同于GB2477834。首先，在处理面积处及其内部对毛发进行测量，而不是在进入设备之前预先测量毛发。这是更好的方法，因为在进入处理面积之前，毛发的对准仍然可以改变。其次，使用光将毛发加热到足以将毛发定型的温度以上(可以存在热源，但不在足以将毛发定型的温度以上的温度处提供热量)。通过使用光，获得的非常敏感的系统可以快速(毫秒)适应面对的毛发。在GB2477834A中，利用加热板来加热毛发。这些加热板具有较大的散热器，因此在毛发面对热板的时间内不能相应地改变其温度。如果毛发在比系统的反应时间短得多的时间内通过处理面积，则温度调节将太慢。
参考下文描述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将变得显而易见并得到阐明。
附图说明
图1a和图1b分别示出了根据本发明的直发器和卷发器形式的毛发定型装置的实施例；
图2示出了用于本发明的毛发定型装置中的曝光单元的实施例；
图3图示了曝光单元的各元件的单独驱动；
图4图示了面光吸收测量；以及
图5a和图5b示出了用于本发明的毛发定型装置的LED和传感器的备选配置。
具体实施方式
本发明的一个实施例的特征在于申请人在先前申请EP3216368中公开的类型的手持式毛发定型装置，其通过引用并入本文，包括：
脉冲驱动的发光二极管(LED)或LED阵列，被配置为向毛发传递光能，其中：
输出波长在400nm-900nm范围内、在400nm-650nm范围内获得良好结果、以及优选在450nm-550nm范围内，
脉冲宽度在50ms-300ms的范围内、优选在50ms至200ms之间、例如在100ms到200ms的范围内、或者50ms到100ms之间，
用于驱动LED的LED脉冲驱动器电路，
用于控制LED脉冲驱动器、特别是控制脉冲电参数的控制系统，脉冲电参数包括电压、脉冲持续时间和脉冲占空比，
被配置为在LED提供的脉冲曝光期间接触毛发并将毛发保持在预先配置的形状(例如，平面、柱形)的毛发接触界面，以及
被配置为在毛发的曝光期间阻挡杂散光的光学屏蔽件。光学屏蔽件被配置为例如通过将内表面配置为反射性的来提供从毛发束逸出的光的最大再循环并且被配置为具有抛物线形状。
在400nm至900nm之间、以及优选在450nm至550nm之间的波长范围似乎是对皮质选择性加热的最佳波长范围。然而，输出在800nm至1000nm之间范围内的光的高亮度高效率LED可能被证明是更高效LED的方向。尽管在这样的较高波长下，与使用较低波长相比，黑色素的吸收相对较低，但与使用高功率近红外LED相比，通过这种LED发出800nm至1000nm范围内光的定型可能更具成本效益。
脉冲宽度可以高达1.5s，以实现中功率LED所需的通量。
毛发的热扩散时间常数似乎在150ms到200ms之间。
在一个实验中，棕色毛发束绕着金属棒(直径15mm)缠绕到132单元的650nm LED阵列，能量通量为3J/cm2，脉冲宽度为100ms。这导致明显的卷曲效果。
图1a示出了直发器形式的手持式毛发定型装置20的示例性实施例，手持式毛发定型装置20包括曝光单元21，曝光单元21内部具有发光二极管(LED)的阵列。
图1b示出了根据本发明的卷发装置的可能实施例。毛发H被引导通过包括两个发光单元L1、L2的毛发处理面积，发光单元L1、L2各自具有相应的光引擎LE，发光单元L1、L2被间隙G间隔开，间隙G足够大以允许湿气M从间隙G逸出。由于毛发H的厚度约为0.2毫米，因此间隙应至少为0.3毫米，以允许毛发H和湿气M通过。间隙G不应太大，因为否则光强度将被衰减太多，因此间隙G优选地不大于例如5mm。考虑到这一点，在0.5mm至3mm之间的间隙G将是优选的，例如约1mm-2mm。在由于发光单元L1、L2的光辐射而将毛发H加热之后，将毛发缠绕在柱体C上，以使得毛发H呈卷曲状。与本申请的优先权日相同的共同待决的申请EP17190266.1中更详细地描述了湿气逸出特征，其通过引用并入本文。
如果毛发跨处理面积分布不均匀，则某些毛发可能吸收的光太少或太多。本发明的实施例的一个目的是克服由于毛发的不良对准而引起的太多或太少的曝光。这通过LED的面驱动来实现。为了生成足够的(例如，＞1W/cm2)光功率，优选地在二维平面(不是线行)中使用多个(＞3)LED来覆盖一定的处理面积(＞0.5cm2)。如图2所示，一个示例性实施例是6x 8个LED的矩阵。在该配置中，LED可以以集群(例如，行、列或n x m个LED组)操作，甚至以每个单独的光源更好。这样，处理强度可以跨整个处理面积变化(正和负)。如果某些LED不面对任何毛发，则处理面积的大小甚至可以改变。以此方式，实施例整体上基本均匀地将非均质物质(毛发)加热至改变毛发形状所需的玻璃化转变状态。
图3图示了LED的面驱动的一个可能示例：元件L1、L3和L4被关断，而面对毛发H的元件L2被接通。
一个实施例因此提供了发光处理面积包括具有不同光源的二维平面。这些光源是按集群或理想情况下按单独光源进行电力驱动。这样，处理面积的尺寸和处理强度可以跨整个处理面积变化(正和负)。
出于安全考虑，被辐照的毛发应在闭合的处理室内进行处理。肉眼无法触及。接下来，本发明提出执行如图4所示与闭合的处理室内的光处理面积相对的面光吸收测量。这样，可以计算光强度分布。相对于光处理面积测得的强度越高，面向光的毛发密度越低。如果没有看到直接的光强度(散射或反射的光子不计算在内)，所有的光被遮挡，从而完全被毛发吸收。利用足够的传感器，可以获得光强度分布。该信息将被应用于用于控制光源的控制单元并且可以相应地调整光集群的电流。局部测量的低信号(光强度)是在面对的毛发处高吸收率的结果。反之亦然。该信息对于计算将一定体积的所有堆叠毛发带入玻璃化转变处所需的正确面光强度是非常有用的。
一个实施例因此提供了测量与发光面积相对的、堆叠毛发的整个处理面积的面光密度分布(profile)，并将其应用于控制单元，控制单元用于控制光源以基于所测量的毛发密度来调节光强度。
测量如上的分布需要多个光传感器(>3或者优选>10)来获得相关精度。后者可能难以集成、尤其是集成到双面照射系统(例如，夹具)中，这是因为LED需要被紧密地封装来实现高光功率密度。LED已占据了所有空间。这可以被有利地利用。除了在向LED施加电流时发光之外，LED还具有以下性质：当不将LED用作光源时，当向LED施加光时它们会生成电流。因此，如果在不使用二极管生成光时光被二极管吸收，则生成反向电流。该信号可以是用于强度分布的读出。信号取决于LED的温度，但是为此，我们可以在单个LED处使用温度传感器进行调节。因此，一个实施例受益于以下事实：不同光源的二极管在不使用时吸收光，随着在相对的强烈照射下，该反向信号可以从面对的毛发的强度分布中读出，使得系统中不需要额外的传感器。因此，在图1a的实施例中，两个曝光单元21具有双重功能：提供光辐射能，并测量从直发器的另一管脚中的相对的曝光单元21辐射的光。在图1b的实施例中，在彼此相对的发光单元L1、L2中的光引擎LE也是如此。
本发明的实施例因此提供以下特征。发光处理面积包括具有不同光源的二维平面(>3x2)。这些光源是按集群或理想情况下按单独光源进行电力驱动。这样，处理面积的尺寸和处理强度可以跨整个处理面积变化(正和负)。测量与发光面积相对的、堆叠毛发的整个处理面积的面光密度分布，并将其施加到控制单元，控制单元用于控制光源以基于所测量的毛发密度来调节光强度。在不使用时，不同光源的二极管吸收光。在相对的强烈照射下，该反向信号可以从面对的毛发的强度分布中读出。这样，系统中不需要额外的传感器。
然而，在本发明的备选实施例中，光仅从一侧施加到毛发，并且传感器位于毛发的另一侧。在其他实施例中，如图5a和图5b所示，LED 21存在于毛发定型装置20(例如，图1a的直发器或图1b的卷发器)的上部和下部发光单元中，在热桥22的部分之间的区域中。在通过黑色正方形/条纹示出的LED 21之间，在白色正方形/条纹中存在传感器。LED和传感器在毛发定型装置20的上部和下部发光单元中的位置是反相的，使得LED面向传感器。在具有与本申请相同的优先权日期的共同待决的申请EP17190265.3中对热桥特征进行了更详细的描述，其通过引入并入本文。
一个实施例基于这样的考虑，即毛发没有吸收能量的预定极限，并且毛发容易堆叠或交叉在其他毛发上，从而导致毛发分布不均匀。因此，到面向发光处理面积的堆叠的毛发的光热毛发整形的辐照强度应每次调整。其次，来自同一人的毛发确实具有不同的光吸收行为。因此，需要待处理毛发的体积的实际面数据。因此，一个实施例的特征在于一种方法，其跨处理面积映射毛发密度，以根据面向发光处理面积的毛发的体积来调节辐照强度。
在一个实施例中，系统使用脉冲LED来将毛发定型，其中输出波长优选地在400nm至900nm之间的范围内，并且更优选地在450nm至550nm之间的范围内，并且脉冲宽度优选地小于或等于200ms，并且优选地小于或等于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至10J/cm2之间的范围中、更优选在3J/cm2至7J/cm2之间、以及最优选在4J/cm2至6J/cm2之间。
如在与本申请的优先权日相同的共同待决的申请EP17190265.3中详细列出的(其通过引用并入本文)，本发明的实施例涉及毛发定型装置，毛发定型装置包括用于加热毛发的热源以及用于与来自热源的热量组合将毛发加热到用于毛发定型的足够高的温度的光辐射源，其中热源从光辐射源(并且在优选实施例中，仅从光辐射源)提供的能量中获取其热量。有利地，热源可以包括光辐射源的散热器。光辐射源可以有利地被不完全透明的覆盖物覆盖，由此光辐射能被转换成热能，热源包括覆盖物。对于毛发定型有效的波长，覆盖物可以有利地很大程度上透明，而对于毛发定型不太有效的波长，覆盖物很大程度上不透明。有利地，光辐射源可以由被热源加热的覆盖物覆盖。
如在与本申请的优先权日相同的共同待决的申请EP17190266.1中更详细地阐明的(其通过引用并入本文)，本发明的实施例涉及毛发定型装置，毛发定型装置包括将光能传递到毛发的光引擎，其中毛发定型装置被布置为响应于施加到毛发上的光能而允许湿气从毛发中逸出，以从毛发定型装置中逸出。优选地，光引擎是用于毛发定型的唯一能源。通风器可使得湿气远离光引擎。处理器可以控制光引擎，在这种情况下，通风器还可以用来冷却处理器和/或光引擎。毛发定型装置可包括夹持构件，夹持构件被布置为允许毛发在夹持构件之间引导并由夹持构件定型，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将湿气传送出毛发定型装置的开口。夹持构件可具有不一致的形状，以允许湿气从毛发定型装置中逸出。包括光引擎的毛发处理面积可以具有间隙，毛发可以借助间隙被引导，间隙足够宽以允许湿气逸出。间隙的宽度可以在0.3mm至5mm之间，并且优选地在1mm至2mm之间。
如与本申请的优先权日相同的共同待决的申请EP17190268.7更详细所述(其通过引用并入本文)，本发明的实施例涉及毛发定型装置，毛发定型装置包括用于辐射毛发的光辐射源；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辐射源的前馈控制装置。光辐射源可产生具有第一能量密度的第一闪光，第一能量密度可低于光热毛发整形所需的能量密度，根据响应于第一闪光而获得的传感器信号，控制光辐射源来产生后续的闪光，其中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动方向上布置在光辐射源之前的传感器。毛发定型装置可包括沿毛发被引导的方向的第一传感器；根据来自第一传感器的信号进行控制的第一LED单元；第二传感器；以及根据来自第二传感器的信号进行控制的第二LED单元。毛发被引导通过毛发定型装置的方向可以确定光辐射源的哪一部分将充当第一LED单元。毛发定型装置可以包括驱动机构，驱动机构用于根据来自传感器单元的信号以由前馈控制装置控制的速度使得毛发沿光辐射源移动。
应当注意，上述实施例说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下，设计许多备选实施例。在权利要求中，放置在括号之间的任何附图标记不应解释为对权利要求的限制。词语“包括”不排除存在权利要求中列出的元素或步骤之外的元素或步骤。元素之前的词语“一(a)”或“一个(an)”不排除存在多个这样的元素。可以通过包括若干不同元件的硬件和/或通过适当编程的处理器来实现用于控制本发明的光辐射单元的控制单元。在列举若干部件的设备权利要求中，这些部件中的几个可以由一个相同的硬件来体现。在未彼此引用的互不相同的从属权利要求中记载了某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
Claims (4)
1.一种毛发定型装置(20)，包括：
元件的二维阵列(21)，用于使毛发处于定型温度，其中所述元件产生光辐射能；
传感器，用于获取与所述元件的二维阵列相对的面光吸收测量，以及
控制单元，用于根据所述测量来单独控制所述元件。
2.根据权利要求1所述的毛发定型装置，其中所述传感器被布置用于测量整个处理面积的面光密度分布。
3.根据权利要求1或2所述的毛发定型装置(20)，包括两个元件的二维阵列，用以能够从两个侧面辐射毛发，用于获得面光吸收测量的所述传感器被设置在所述两个元件的二维阵列中的每个元件的二维阵列上。
4.根据权利要求1或2所述的毛发定型装置(20)，其中所述传感器被配置为基于来自暂时不发光的LED的电流信号来获得所述面光吸收测量。
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