DE2544378B1 - Haarentfernungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Haarentfernungseinrichtung, mit einem Generator zum Erzeugen eines hochfrequenten Signals, einer Greifvorrichtung aus Metall zum Erfassen eines Haares in einem bestimmten Abstand von der Haut mit einer zwischen dem Ausgang des Generators und der Greifvorrichtung vorgesehenen abgeschirmten Hochfrequenz-Übertragungsleitung.

Vor einigen Jahren war zum Entfernen von überflüssigem Haar mittels Hochfrequenz eine Koagulation der Haarwurzel erforderlich, wobei eine Nadel in den das unerwünschte Haar enthaltenden Follikel einzuführen war. Die Nadel wird dann mit Hochfrequenzenergie erregt, wodurch die Haarpapille koaguliert und dadurch die Haarwurzel zerstört wird, worauf dann das Haar aus dem Follikel herausgerissen werden kann. Dies ist jedoch ein sehr zeitaufwendiges Verfahren, und es ergeben sich Schwierigkeiten, da sogar ein erfahrener Operateur eine Verbrennung verursachen oder mit der Nadel stechen kann. Darüber hinaus ist das Einführen der Nadel, insbesondere an empfindlichen Stellen, wie beispielsweise einem Nasenloch u. ä, wenn versucht wird, von dort ein Haar zu entfernen, schmerzhaft.

Eine andere Ausführungsform einer Haarentfernungseinrichtung ist in der US-PS 28 88 927 beschrieben, bei welcher das zu entfernende Haar mittels einer mit einem Hochfrequenzgenerator verbundenen Greifvorrichtung ergriffen und gepackt wird, und dann Hochfrequenzenergie zugeführt wird. Das Haar wird in einem bestimmten Abstand von der Haut ergriffen. Wenn dann die Greifvorrichtung erregt wird, wird die Haarwurzel koaguliert, worauf dann das Haar ohne weiteres schmerzlos entfernt werden kann. Bei dieser Einrichtung wird das Haar in einem bestimmten Abstand von der Haut ergriffen, und es braucht kein Instrument in den Follikel bzw. die Haartasche eingeführt zu werden.

Sowohl bei der vorbeschriebenen Einrichtung als auch bei der Einrichtung mit Nadel ergibt sich jedoch eine Schwierigkeit durch die Abstrahlung von Hochfrequenzenergie von der Leitung, welche den Generator und die Nadel oder die Greifvorrichtung verbindet, und auch durch die wirksame Energieübertragung an die Papille. Infolge einer derartigen Abstrahlung kann eine große Energiemenge erforderlich werden. Im allgemeinen arbeiten alle Haarentfernungseinrichtungen mit einer für medizinische Zwecke reservierten Frequenz, und es bestehen gewisse Anforderungen, welche die maximal zulässige Abstrahlung festlegen.

Die Erfindung soll daher eine Haarentfernungseinrichtung mit einer Greifvorrichtung schaffen, wobei die Energie wirksamer an die Haarpapille und ohne eine unzulässige Abstrahlung von Hochfrequenzenergie übertragen wird.

Gemäß der Erfindung ist, um eine optimale Energieübertragung auf der Übertragungsleitung zu schaffen, die wirksame Länge der Hochfrequenz-Ubertragungsleitung um 0,15 bis 0,50 einer Viertelwellenlänge größer als eine ungerade Viertelwellenlänge der Leitung, was als der Wellengeschwindigkeits- bzw. -ausbreitungsfaktor der Leitung betrachtet wird.
Die Hochfrequenz-Übertragungsleitung hat, in weiterer Ausgestaltung eine Länge, die um 0,30 bis 0,35 einer Viertelwellenlänge größer ist als eine ungerade Viertelwellenlänge des Signals. Ferner hat die Greifvorrichtung eine viel höhere Impedanz als der Wellenwiderstand der Hochfrequenz-Übertragungsleitung, und es ist eine veränderliche Impedanz-Anpassungsschaltung zwischen dem Signalgenerator und der Greifvorrichtung vorgesehen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert Es zeigt ;

F i g. 1 teilweise schematisch und teilweise in Blöckform eine Ansicht der Einrichtung gemäß der Erfindung, Fig.2 eine Querschnittsdarstellung eines menschlichen Haars in der Haut,

F i g. 3 ein schematisches Schaltbild der Einrichtung der F i g. 1 und des Haars der F i g. 2 und

F i g. 4 ein Wellenformdiagramm der auf der Übertragungsleitung der F i g. 1 anliegenden Welle.
Wie in F i g. 1 dargestellt, weist die Einrichtung gemäß der Erfindung einen Hochfrequenz-Signalgenerator oder -oszillator 10 auf, welcher so ausgelegt sein kann, daß er bei verschiedenen Frequenzen arbeitet Im Hinblick auf behördliche Vorschriften ist er so ausgelegt, daß er bei der sogenannten medizinischen Frequenz arbeitet

Eine Ausführungsform des Signalgenerators weist einen Oszillator mit einer Pentode, einem Gleichrichter, einem Quarz mit 27, 120MHz und einer weiteren Pentode in der ersten Stufe auf. Die vorerwähnten Bauelemente, welche nicht dargestellt sind, sind in herkömmlicher Weise angeordnet. Der Signalgenerator weist ferner eine Impedanzanpassungsschaltung bzw. ein -netzwerk 11 in Form eines Pi-Netzwerks mit einer Reiheninduktivität 12 und parallelgeschalteten Kondensatoren 13 und 14 auf. Ein Schalter 15, welcher ein Fußschalter sein kann, verbindet oder trennt die Betriebsenergie mit bzw. von der Ausgangsstufe des Signalgenerators. Ein abgeschirmtes Kabel 16, vorzugsweise in Form eines Koaxialkabels, mit geerdetem Außenleiter 17 ist mit der Haargreifeinrichtung 18 verbunden. Das andere Ende der Leitung 16 ist mit einem Koaxialkabelstecker verbunden, welcher in einem Mutterteil am Gehäuse des Generators 10 und

der Schaltung bzw. des Netzwerks 11 eingeführt ist.

Die Greifvorrichtung 18 weist ein vergossenes oder aus Kunstharzpreßstoff hergestelltes, im allgemeinen U-förmiges, biegsames Teil 20 mit Greiffingern 21 und

22 aus Metall, mit welchen ein Haar ergriffen werden kann, auf. Zumindest der Finger 21 ist aus Metall und mit der Leitung bzw. dem Kabel 16 verbunden. Der Innenleiter des Kabels ist an einem flachen, geraden Teil

23 des Fingers 21 angebracht. Das Teil 20 wirkt infolge der Biegsamkeit und Elastizität des Teils 24 als eine Art Pinzette. Der abgeschirmte Außenleiter ist über einen Teil 25 des Fingers 21 hinaus verlängert, und ein abgewinkelter Teil 26 wirkt als Antenne.

In Fig. 2 ist ein menschliches Haar //dargestellt, das eine sogenannte Haartasche bzw. ein Follikel F aufweist. Ein menschliches Haar besteht aus einem als Keratin bezeichneten Protein; es ist kein Leiter für die Hochfrequenz. Bei der dargestellten Haarentfernungseinrichtung ist das Haar als dielektrisches Material benutzt, um Hochfrequenzenergie an die Papille P zu übertragen. Wenn die Hochfrequenzenergie richtig angelegt wird, hat sie eine Koagulation der Papille zur Folge, wodurch ein erneutes Wachsen des Haars verhindert ist.

Das Haar besteht aus zwei Teilen, nämlich dem Schaft und der Wurzel. Der Haarschaft ist der Teil, welcher über die Hautoberfläche S vorsteht; die Haarwurzel ist dagegen der Teil unter der Hautoberfläche. Am untersten Ende der Haarwurzel befindet sich ein zwiebeiförmiger Teil, der als die Haarzwiebel bezeichnet wird, welche sich über der Papille P befindet. Die Nahrung erreicht das Haar über die Papille.

Über Blutgefäße V wird die Papille mit Nahrung zum Wachsen versorgt. Nur wenn die Papille zersetzt bzw. aufgelöst oder der Follikel durch eine Verletzung, eine Beschädigung oder eine Erkrankung zerstört ist, fällt das Haar aus und wird nicht mehr ersetzt. Der Follikel F ist eine röhrenförmige Vertiefung in der Haut, aus welcher das Haar herauswächst.

In F i g. 3 ist schematisch ein elektrisches Schaltbild der Einrichtung zusammen mit dem Haar und dem menschlichen Körper dargestellt. Wenn das Haar von der Greifvorrichtung erfaßt wird, wirkt der erregte Finger 21 als die eine Elektrode eines Kondensators. Die zweite Elektrode des Kondensators ist die Papille P. Das Dielektrikum des Haars ist durch den Widerstand 27 zwischen den Kondensatorelektroden 21 und P dargestellt, und das Widerstands-Kondensator-Netzwerk 28 und 30 stellt den menschlichen Körper dar.

Wenn die Greifvorrichtung von dem Signalgenerator 10 erregt wird, verteilt sich die Hochfrequenzenergie in dem Kondensator, welcher die Greifvorrichtung, das Haar und die Papille aufweist, was eine Koagulation der Papille zur Folge hat. Eine sehr geringe Menge der Hochfrequenzenergie geht entlang des Haarschaftes aufgrund der Haar-Luft-Haut-Übergangsfläche in dem Follikel verloren.

Wie sich gezeigt hat, kann es schwierig sein, die Energie von dem Signalgenerator an die Spitze 30 des Fingers 21 zu übertragen. In einigen Fällen wird wenig von der ursprünglichen Frequenz übertragen, und es werden verschiedene Harmonische bzw. Oberwellen und subharmonische Schwingungen der erzeugten Frequenzen abgestrahlt.

Das als Koaxialkabel ausgeführte Kabel 16 weist einen verhältnismäßig niedrigen Wellenwiderstand auf und wird nur bezüglich des Signalgenerators 10 als Kapazität betrachtet. Der Finger 21 der Greifvorrichtung, welcher an dem aktiven, d.h. unter Strom stehenden Leiter des Kabels anliegt, weist eine Impedanz auf, welche wesentlich höher ist als der Wellenwiderstand der Leitung 16, und infolgedessen wird dadurch eine Fehlanpassung geschaffen und sehr wenig Energie an die Papille übertragen, wenn bestimmte Bedingungen nicht beachtet werden. So soll beispielsweise im wesentlichen eine stehende Welle auf der Übertragungsleitung erzeugt werden, wenn ein Haar nicht erfaßt wird und die Leitung offen ist. Die Länge einer Viertelwellenlängen-Übertragungseinrichtung, um eine stehende Welle im freien Raum mit einer Frequenz von 27,120 MHz zu erzeugen, beträgt:

1
T

Die Länge einer in der Praxis verwendeten Viertelwellenlängen-Übertragungsleitung ist

2,46 · IQ⁶ V
27,12 · 10*

= 1,826 m

(2)

wobei V der Geschwindigkeits- bzw. Übertragungsfaktor der Übertragungsleitung ist und für ein gewähltes RG-58/U-Kabel gleich 0,66 sein kann.

Es ist jedoch festgestellt worden, daß im vorliegenden Fall, wo die Impedanz der Greifvorrichtung wesentlich größer als der Wellenwiderstand der Leitung 16 ist, die vorstehend angeführte Gleichung nicht gültig ist.

Wie festgestellt worden ist, muß für eine wirksame Energieübertragung an der Greifvorrichtung, ohne daß eine unzulässige Abstrahlung von der Greifvorrichtung stattfindet, die Länge der Leitung 16 tatsächlich 0,15 bis 0,50 einer Viertelwellenlänge größer sein kann als die ungerade Viertelwellenlänge der Leitung, und vorzugsweise muß sie um 0,30 bis 0,35 einer Viertelwellenlänge länger sein als eine ungerade Viertelwellenlänge der Leitung, was als der Wellengeschwindigkeits- bzw. Ausbreitungsfaktor der Leitung bezeichnet wird.

In F i g. 4 ist die Strom-Spannung-Beziehung auf der Leitung 16 dargestellt, wenn sie offen endet. Die Wellenlänge soll in dem Beispiel, wie sich aus Gleichung (2) ergibt, 7,32 m sein. Bei den Viertelwellenlängen ist dann die Stromwelle Null. In Entfernungen von wenig mehr als den ungeraden Viertelwellenlängen ist sowohl ein Spannungs- als auch ein Stromwert vorhanden. Bei diesen Längen der Leitung 16 wird eine ausreichende Energie an die Papille des Haars übertragen, um sie zu koagulieren oder zu zersetzen. Es hat sich herausgestellt, daß wenn eine Leitung 16 verwendet ist, welche eine ungerade Anzahl von Viertelwellenlängen der Frequenz plus 0,15 bis 0,50 der Viertelwellenlänge lang ist, was als der Wellengeschwindigkeits- bzw. Ausbreitungsfaktor betrachtet wird, die Papille mit minimalem Energiebedarf und mit einer minimalen Abstrahlung wirksam koaguliert wird.

Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, ergeben sich kritische Bereiche 1,15 A/4 bis 1,5 A/4 und 3,15 λ/4 bis 3,52 λ/4, wenn die Spannung von einem Maximum aus fällt und ein bestimmter Stromwert vorhanden ist. Hierdurch wird sowohl eine ausreichende Steuer- oder Treiberspannung als auch Energie geschaffen, um die Papille zu koagulieren.

Natürlich ist es am praktischsten, eine Viertelwellenlängen-Leitung 16 plus 0,15 bis 0,5 der Viertelwellenlänge bei der angeführten Frequenz zu verwenden. Es ist festgestellt worden, daß die ideale Länge der Leitung 16

in dem angegebenen Beispiel für ein RG-58/U-Kabel 2,44 m sein sollte, was 1,33 einer Viertelwellenlänge der verwendeten Frequenz ist.

In F i g. 4 stellen die schräg schraffierten Zonen die annehmbaren Übertragungsleitungslängen dar. Bei 5 dieser Bemessung der Leitung 16 hat sich herausgestellt, daß durch Verändern der Impedanz der Anpaßschaltung 11 die maximale Energie am Ende des Greiferfingers 21 bei einer sehr geringen unerwünschten Abstrahlung anliegt Die Impedanz-Anpassungsschaltung 11 wird eingestellt, bis eine kleine Neonröhre maximal erregt ist, an welche der Greiferfinger 21 angelegt wird. Hierfür eignet sich eine Einviertelwatt-NE51-Röhre.

Es wird angenommen, daß der Grund für die Abweichung zwischen der berechneten Leitungslänge und der wirksamsten Länge der ist daß die stehende Welle etwa entlang der Spannungskurve wandern muß, um eine genaue und richtige Impedanzanpassung sowie eine entsprechende Energieübertragung zu schaffen. Infolgedessen muß, um eine Greifvorrichtung an den Generator ankoppeln zu können, eine veränderliche Einrichtung vorgesehen sein, um die Anpassungsimpedanz am Ausgang und die Energieübertragung zu steuern. Hierbei hat sich das Pf-Netzwerk 11 als die wirksamste und wirtschaftlichste Einrichtung erwiesen. Jedoch können auch andere Impedanz-Anpassungsnetzwerke oder -schaltungen verwendet werden.

Die Greifvorrichtung und das Kabel können im wesentlichen als eine Viertelwellenlängen-Übertragungsleitung mit einer offenen Schaltung an dem Greiferende behandelt werden. Hierbei ist es äußerst schwierig, die tatsächliche Impedanz der Greifvorrichtung bei den verwendeten Frequenzen zu bestimmen; Messungen an verschiedenen Greifvorrichtungen haben jedoch gezeigt, daß die Impedanz zwischen 600 und 1000 Ω liegt Der Signalgeneratorausgang muß an einen Verbraucher angepaßt werden, welcher eine Leitung mit einem verhältnismäßig niedrigen Wellenwiderstand und einen Abschluß an der Greifvorrichtung mit -einer verhältnismäßig hohen Impedanz aufweist, um dadurch eine entsprechende Energieübertragung zu schaffen.

Auf einer Einviertelwellenlängen-ubertragungsleitung mit offenem Ende gibt es eine Stelle mit maxirhäler Sparmung und einem Strom Null. Bei normalen Anwendungsfällen ist eine stehende Welle auf dieser Art Leitung unzulässig und nicht annehmbar. In diesem besonderen Anwendungsfall hat sich jedoch herausgestellt, daß die Erzeugung der stehenden Welle ein wesentliches Erfordernis ist. Um zu bestimmen und festzulegen, daß eine maximale Energieübertragung vorliegt, wird das Ende der Greifvorrichtung mrt den Anschlüssen der vorstehend beschriebenen Anzeigeeinrichtung mit Neonröhre in Anlage gebracht Durch Schließen des Schalters 15 wird dann der Signalgefterator erregt, und die Impedanz-Anpassungsschalttnf 11 wird durch die Kondensatoren 13 und 14 verändert, um eine maximale Erregung bzw. Speisung der Neonröhre zu schaffen. Zu diesem Zeitpunkt besteht dann bekanntlich im wesentlichen eine stehende Welle auf der Übertragungsleitung 16. Diese Ein- bzw. Nachstellungen werden in der Fabrik vorgenommen; danach braucht der Benutzer keine Einstellung mehr durchzuführen.

Im praktischen Betrieb wird mit den Fingern 21 und 22 der Greifvorrichtung ein Haar in einem bestimmten Abstand von der Haut ergriffen, und das Haar wird zurückgezogen, um den Follikel zu öffnen, und das Haar wird dann wieder in seine normale Lage zurüdkgebracht Hierauf wird der Schalter 15 geschlossen und es wird Hochfrequenzenergie an den feuchten Bereich der Haarzwiebel B und die Haarpapille P gebracht. Die Hochfrequenzenergie verteilt sich dann in dem anhand von Fig.3 beschriebenen Kondensator, was zur Koagulation der Papille führt. Während der vorstehend beschriebenen Behandlung wird eine gleichbleibende Spannung an das Haar angelegt; das Haar gleitet dann aus dem Follikel heraus bzw. wird herausgezogen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Haarentfernungseinrichtung, mit einem Generator zum Erzeugen eines hochfrequenten Signals, einer Greifvorrichtung aus Metall zum Erfassen eines Haares in Abstand von der Haut und einer zwischen dem Ausgang des Generators und der Greifvorrichtung vorgesehenen abgeschirmten Hochfrequenz-Übertragungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Übertragungsleitung (16) eine Länge hat, die um 0,15 bis 0,50 einer Viertelwellenlänge größer ist als eine ungerade Viertelwellenlänge der Leitung.

2. Haarentfernungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Übertragungsleitung (16) eine Länge aufweist, welche um 0,30 bis 0,35 größer ist als eine ungerade Anzahl von Viertelwellenlängen der Leitung.

3. Haarentfernungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung (18) eine wesentlich größere Impedanz hat als der Wellenwiderstand der Hochfrequenz-Übertragungsleitung (16), und daß eine einstellbare Impedanz- Anpassungsschaltung (11) zwischen dem Generator (10) und der Leitung (16) vorgesehen ist.