ES2891533T3 - Dispositivo para la eliminación de vello - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo (80) para la eliminación de vello para la eliminación de vellos de color rojo, que comprende una unidad (10) de emisión de luz que comprende un sustrato (100A) y una pluralidad de primeros dados (102) de LED que emiten a una longitud de onda de emisión pico en un intervalo de longitud de onda de entre 480 nm y 510 nm, en particular de aproximadamente 500 nm, que se montan sobre el sustrato (100A) en un área de al menos 0,2 cm2, en particular de al menos 1 cm2, en donde el dispositivo (80) para la eliminación de vello se dispone para emitir un pulso de luz de tratamiento mediante los primeros dados (102) de LED que tiene una duración de pulso en el intervalo de entre 30 ms y 200 ms, y los primeros dados de LED tienen un flujo radiante de tal manera que se logra una fluencia radiante sobre la piel de un usuario en el intervalo de entre 3 J/cm2 y 6 J/cm2 mediante la aplicación del pulso de luz de tratamiento.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para la eliminación de vello
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo para la eliminación de vello, en particular a un dispositivo para la eliminación de vello para la eliminación de vellos de color rojo, que comprende una pluralidad de dados de LED.
Antecedentes de la invención
Se conoce que puede lograrse la eliminación de vello con luz de intensidad relativamente alta para lograr determinados efectos, tales como la coagulación provocada por calor (es decir, desnaturalización) de determinadas partes (esencialmente proteínas) de las células capilares que conducen a la eliminación (temporal y/o permanente) de vello (también conocida como reducción [temporal] del crecimiento del vello). La mayoría de los dispositivos para la eliminación de vello adecuados para la eliminación al menos temporal de vello hacen uso de fuentes de luz láser o lámparas de destello, ya que ambas fuentes de luz pueden proporcionar luz de alta intensidad en pulsos cortos. Los LED se han descrito, generalmente, como una fuente de luz alternativa para el tratamiento de la piel. Habitualmente no se considera que los vellos de color rojo puedan tratarse, p. ej., con dispositivos IPL basados en lámparas de destello, ya que los vellos de color rojo no comprenden eumelanina, sino más bien la feomelanina más rojiza, que absorbe menos energía en el espectro de longitud de onda habitual general de IPL, de modo que no puede obtenerse fácilmente la coagulación de las proteínas relevantes del vello ubicadas cerca de los portadores de melanina por medio de fototermólisis selectiva.
El documento US-2012/0116373 A1 describe un aparato de aplicación de luz para aplicar luz a un objeto. El aparato comprende una fuente de luz para generar luz de procesamiento y luz de detección, donde una unidad de control controla la fuente de luz de manera que se generan alternativamente luz de procesamiento en un intervalo de tiempo de procesamiento y luz de detección en un intervalo de tiempo de detección. La fuente de luz es preferentemente una fuente de luz de estado sólido, en particular un diodo emisor de luz o un diodo láser. Se prefiere que la fuente de luz comprenda un VCSEL. La luz de procesamiento tiene preferentemente una longitud de onda en el intervalo de 570 -1200 nm, y una densidad de energía en el intervalo de 2 - 30 J/cm2 y una duración de pulso dentro de 1 a 600 ms.
US-2015/224338 A1 enseña duraciones de pulso de hasta 2 ms y una fluencia radiante en la piel del usuario de hasta 1,5 J/ cm2.
Es un objeto de la presente descripción proporcionar un dispositivo para la eliminación de vello que comprende una pluralidad de dados de LED que se mejora con respecto a los dispositivos conocidos y en particular proporciona la capacidad de tratamiento del vello de color rojo.
Sumario de la invención
Según un aspecto, se proporciona un dispositivo para la eliminación de vello para la eliminación de vellos de color rojo que tiene una unidad de emisión de luz que tiene un sustrato y una pluralidad de primeros dados de LED que emiten a una longitud de onda de emisión pico en un intervalo de longitud de onda de entre 480 nm y 510 nm, en particular de aproximadamente 500 nm, que se montan sobre el sustrato en un área de al menos 0,2 cm2, en particular de al menos 1 cm2, en donde el dispositivo para la eliminación de vello se dispone para emitir un pulso de luz de tratamiento mediante los primeros dados de LED, que tiene una duración de pulso en el intervalo de entre 30 ms y 200 ms, y los primeros dados de LED tienen un flujo radiante de tal manera que se logra una fluencia radiante sobre la piel de un usuario en el intervalo de entre 3 J/cm2 y 6 J/cm2 mediante la aplicación del pulso de luz de tratamiento.
Según un aspecto, se proporciona un método de eliminación cosmética del vello para la eliminación de vello de color rojo que incluye las etapas de proporcionar un sustrato sobre el que se montan una pluralidad de primeros dados de LED en un área de al menos 0,2 cm2, en particular de al menos 1 cm2, primeros dados de LED que se disponen para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de longitud de onda de entre 480 nm y 510 nm, en particular con una longitud de onda de emisión pico de aproximadamente 500 nm, y controlar la pluralidad de primeros dados de LED para emitir un pulso de luz de tratamiento que tiene una duración de pulso en el intervalo de entre 30 ms y 200 ms, en donde se controla la pluralidad de primeros dados de LED para que se emitan a un flujo radiante de tal manera que se logra una fluencia radiante sobre la piel de un usuario en el intervalo de entre 3 J/cm2 y 6 J/cm2 mediante la aplicación del pulso de luz de tratamiento, en particular en donde el flujo radiante es de al menos 200 mW por primer dado de LED durante la duración de pulso.
Breve descripción de los dibujos
La presente divulgación se aclarará adicionalmente mediante una descripción de realizaciones de ejemplo, descripción en la que se hace referencia a las figuras. En las figuras
La Fig. 1 es un gráfico que muestra el coeficiente de absorción para melanina, agua y oxihemoglobina en una escala logarítmica frente a la longitud de onda de luz de entre 300 nm y 2000 nm;
la Fig. 2 es un gráfico que muestra el coeficiente de extinción de eumelanina y feomelanina frente a la longitud de onda de luz de entre 200 nm y 900 nm;
la Fig.3 es una representación esquemática de una realización ilustrativa de una unidad de emisión de luz según la presente descripción, que comprende un sustrato sobre el cual se monta una matriz de ocho por ocho de dados de LED;
la Fig. 4A es otra realización ilustrativa de una matriz de ocho por ocho de dados de LED montados sobre un sustrato que comprende las pluralidades primera y segunda de los dados de LED primeros y segundos;
la Fig. 4B es una realización ilustrativa de una matriz de quince por cuatro de dados de LED montados sobre un sustrato que comprende las pluralidades primera y segunda de los dados de LED primeros y segundos;
la Fig. 5 es otra realización ilustrativa de una matriz de ocho por ocho de dados de LED montados sobre un sustrato que comprende las pluralidades primera y segunda de los dados de LED primeros y segundos;
la Fig. 6 es una realización ilustrativa adicional de una matriz de ocho por ocho de dados de LED montados sobre un sustrato que comprende cuatro pluralidades diferentes de dados de LED;
la Fig. 7A es una vista lateral de una realización ilustrativa de un dispositivo para la eliminación de vello según la presente descripción;
las Figs. 7B-D son vistas frontales sobre diversas secciones de cabezal de ejemplo de un dispositivo para la eliminación de vello tal como se muestra en la Fig. 7A, donde se indican diferentes posiciones de uno o más sensores adicionales para medir una propiedad de la piel;
la Fig. 8 es una representación esquemática de una red de dados de LED montados sobre un sustrato, sustrato que se monta a su vez sobre un disipador de calor para arrastrar el exceso de calor;
la Fig. 9A es una representación de una red de dados de LED montados sobre un sustrato con una carcasa que tiene paredes reflectantes interiores dispuestas alrededor del área del sustrato montada; y
la Fig. 9B es una representación en corte abierto de la red de dados de LED con la carcasa mostrada en la Fig. 9A.
Descripción detallada de la invención
Generalmente, se conoce que diversos tipos de tratamiento de la piel pueden verse afectados por la aplicación de luz (en particular, en forma de al menos un pulso de luz de tratamiento) a la piel. Tales tratamientos de la piel abarcan el rejuvenecimiento de la piel, reducción de arrugas, tratamiento del acné y eliminación de vello (temporal y permanente) (también denominada reducción del crecimiento del vello o control del crecimiento del vello, ya que el vello no se elimina necesariamente de manera inmediata mediante la aplicación de luz). En particular, el tratamiento de la piel para lograr la eliminación temporal y/o permanente del vello (reducción del crecimiento del vello; en lo que sigue solo se usa “eliminación de vello” ) requiere un flujo radiante emitido por la red de dados de LED por área unitaria que es mucho mayor que el flujo radiante requerido para el rejuvenecimiento de la piel o similar. Para la aplicación de pulsos de luz de tratamiento sobre la piel, se han descrito diversas fuentes de luz, tales como fuentes de luz láser, lámparas de destello (por ejemplo, lámparas de arco de xenón) y fuentes de luz de semiconductor, tales como LED. Aunque las fuentes de luz láser y las lámparas de destello se han analizado ampliamente con respecto a la eliminación de vello, la aplicación de LED como fuente de luz se ha analizado con mucho menos detalle, en particular dado que la fluencia radiante requerida que debe aplicarse sobre la piel dentro de una duración de pulso corta (p. ej., por debajo de 10 ms) se suministra fácilmente mediante láseres o lámparas de destello. Ahora, la presente descripción se refiere a fuentes de luz de semiconductor (cuando en lo que sigue se usa el término LED, esto abarca otras fuentes de luz de estado sólido tales como VCSEL, VECSEL u OLED), en particular redes de dados de LED (es decir, dados de semiconductor a diferencia de los LED empaquetados), y a su uso para la eliminación temporal permanente de vello a base de luz. En algunas realizaciones, el término LED incluirá solo diodos emisores de luz de tipo distinto al láser, tales como LED y OLED.
Los dados de LED pueden emitir luz esencialmente en cualquier longitud de onda desde la luz ultravioleta (UV) hasta la luz de infrarrojos (IR), es decir, desde aproximadamente 280 nm hasta aproximadamente 1300 nm dependiendo, p. ej., del material semiconductor usado. Los dados de LED emiten luz con un ancho de banda espectral relativamente estrecho de AA s ± A/20. Cuando en la presente descripción se usa el término “ longitud de onda” en relación con un dado de LED, esta longitud de onda significa la longitud de onda de emisión pico, es decir, la longitud de onda en el máximo de la curva de emisión de luz del dado de LED.
Un método de eliminación de vello habitualmente es de naturaleza cosmética (es decir, estética). Solo en casos muy raros, se usaría un método de eliminación de vello para tratar un estado patológico (p. ej., hirsutismo). Los métodos descritos en el presente documento se refieren a la eliminación cosmética de vello.
Según la presente descripción, se proporciona una pluralidad de primeros dados de LED que emiten luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de entre 480 nm y 510 nm, en particular de aproximadamente 500 nm. En algunas realizaciones, se proporciona al menos un segundo dado de LED (y puede montarse sobre el mismo sustrato que la pluralidad de primeros dados de LED) que emite luz a una longitud de onda de emisión pico en el régimen de luz visible, es decir, en el intervalo de entre 400 nm y 700 nm. Según algunas realizaciones, se proporciona al menos un tercer dado de LED (es decir, además o como alternativa al segundo dado de LED que emite en el intervalo visible) que emite luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de entre 590 nm y 980 nm, en particular en el intervalo de entre 630 nm y 900 nm, y más en particular en un intervalo de entre 700 nm y 880 nm. En algunas realizaciones, el tercer dado de LED emite luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de entre 700 nm y 760 nm o en el intervalo de entre 820 nm y 880 nm. En algunas realizaciones, un tercer dado de LED emite luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de entre 700 nm y 760 nm y un cuarto dado de LED emite luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de entre 820 nm y 880 nm. En lugar de un solo segundo, tercero o cuarto dado de LED, el dispositivo para la eliminación de vello también puede comprender pluralidades de tales LED, p. ej., en una realización, está presente una pluralidad de (p. ej., seis) segundos dados de LED que emiten en el intervalo visible y está presente una pluralidad de terceros dados de LED que emiten en el intervalo de longitud de onda de entre 700 y 980 nm. Pueden elegirse combinaciones arbitrarias de dados de LED adicionales además de los primeros dados de LED. Los dados de LED adicionales pueden montarse sobre el mismo sustrato o sobre un (o varios) sustrato(s) adicional(es).
Sin limitaciones teóricas de ninguna especie, según la presente descripción y según un aspecto, un dispositivo para la eliminación de vello para eliminar vellos de color rojo comprende al menos una fuente de luz de estado sólido que emite a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de longitud de onda de entre 480 nm y 510 nm con un ancho de banda espectral limitado de aproximadamente ± 25 nm o menor (donde el ancho de banda bajo también puede lograrse mediante filtros ópticos). La(s) fuente(s) de luz puede(n) controlarse en particular para emitir un pulso de luz de tratamiento en este intervalo de longitud de onda que tiene una duración de pulso en el intervalo de entre 30 ms y 200 ms, más en particular de entre 60 ms y 200 ms, y aún más en particular de entre 100 ms y 200 ms. La fuente de luz puede controlarse, adicional o alternativamente, para aplicar el pulso de luz de tratamiento con una fluencia radiante sobre la piel de un usuario de entre 1 J/cm2 y 10 J/cm2, en particular de entre 3 J/cm2 y 6 J/cm2, y más en particular de entre 3 J/cm2 y 5 J/cm2. La fuente de luz de estado sólido puede realizarse, en particular, mediante una pluralidad de dados de LED, que pueden montarse sobre un sustrato. Puede usarse una unidad de control para activar la fuente de luz de estado sólido para emitir el pulso de luz de tratamiento, en particular con una duración de pulso tal como se ha mencionado y/o con una fluencia radiante sobre la piel de un usuario tal como se ha mencionado.
En algunas realizaciones, el dispositivo para la eliminación de vello puede cambiarse entre una función de eliminación de vello y otra función de tratamiento de la piel, tal como una función de rejuvenecimiento de la piel o una función de tratamiento del acné o una función de reducción de arrugas.
En algunas realizaciones, el dispositivo para la eliminación de vello tiene una unidad de control que se conecta al menos con la pluralidad de primeros dados de LED (y puede conectarse, si está presente, con cualquier segundo, tercero, etc. dados de LED adicionales) para activar de manera selectiva los primeros dados de LED. La unidad de control puede activar una primera subpluralidad de primeros dados de LED para emitir un pulso de luz de tratamiento, mientras que no se activa una segunda subpluralidad de primeros dados de LED, dependiendo de, p. ej., una configuración cambiable por el usuario (p. ej., selección de área activa) o de una señal de sensor proporcionada desde un sensor para medir al menos una propiedad de la piel. La unidad de control también puede disponerse para (a) encender o apagar selectivamente al menos un dado de LED individual fuera de un pulso de luz de tratamiento, o (b) encender o apagar dados de LED individuales durante el pulso de luz de tratamiento o al menos durante una parte del pulso de tratamiento, o (c) variar la magnitud de la corriente directa de al menos un dado de LED durante el pulso de luz de tratamiento.
En un aspecto, la siguiente descripción se centra en dispositivos para la eliminación de vello que tienen una unidad de emisión de luz con una pluralidad de dados de LED montados sobre el sustrato (que pueden montarse en forma de un patrón de red regular, pero los dados de LED también pueden montarse de manera irregular) que pueden suministrar una fluencia radiante en un intervalo de entre 3 J/cm2 y 6 J/cm2, en particular en un intervalo de entre 3 J/cm2 y 5 J/cm2, mediante la aplicación de pulsos de luz en un intervalo de entre 30 ms y 200 ms, en particular en un intervalo de entre 60 ms y 200 ms, más en particular de entre 100 ms y 200 ms.
La presente descripción también describe el uso de dados de LED que emiten un pulso de luz de tratamiento fuera del intervalo de luz verde de entre 480 nm y 510 nm. Debe entenderse que el presente dispositivo que es específico para la eliminación de vellos de color rojo también puede comprender además dados de LED que son adecuados para la eliminación de vellos de color parduzco (donde el vello de color rubio se incluye en el vello de color parduzco) que comprende eumelanina. En este sentido, toda la descripción en el presente documento debe entenderse como características que pueden estar presentes además de los dados de LED de emisión de pulsos de luz de tratamiento verde.
En la presente descripción, se hace uso de pulsos de luz de tratamiento relativamente largos. Se sabe que la coagulación necesaria para llevar un folículo piloso a la apoptosis (muerte celular programada) es una función tanto de la temperatura como del tiempo. Por tanto, aunque una exposición a temperatura de 70 grados Celsius a lo largo de 1 ms conduce a la coagulación de proteínas en un folículo piloso, una temperatura de 62 grados Celsius conduce también a la coagulación necesaria si el folículo piloso se expone a esta temperatura durante un periodo de 100 ms. Por tanto, aunque se contempla una duración de pulso de 10 ms y mayor, una fluencia radiante en el intervalo de 4 J/cm2 y mayor, que se usa en particular para tratar el vello de color castaño sobre la piel pálida, requiere que se usen pulsos de luz de tratamiento que tengan una duración de pulso de al menos 60 ms, más en particular de al menos 100 ms en al menos uno o varios modos de tratamiento. Este es el caso en particular cuando se montan diferentes dados de LED dispuestos para emitir a diferentes longitudes de onda, sobre el sustrato. Por tanto, según al menos un aspecto, el dispositivo para la eliminación de vello se dispone para emitir al menos un pulso de luz de tratamiento que tiene una duración de pulso de al menos 60 ms, en particular duraciones de pulso en un intervalo de entre 80 ms y 120 ms, normalmente de alrededor de 100 ms. Este puede ser en particular el caso para dados de LED que emiten en el intervalo de longitud de onda de roja a infrarroja lejana de entre 700 nm y 980 nm.
Al menos algunos de los dados de LED montados sobre el sustrato tienen una densidad de montaje y potencia de salida de luz (flujo radiante) que son suficientes para afectar a la eliminación al menos temporal de vello. Esto se explicará con mayor detalle en los párrafos siguientes.
En un aspecto, la siguiente descripción se centra en dispositivos para la eliminación de vello que comprenden una unidad de emisión de luz con dados de LED montados sobre sustrato que comprenden una pluralidad de primeros dados de LED dispuestos para emitir a una primera longitud de onda y al menos un segundo dado de LED dispuesto para emitir a una segunda longitud de onda diferente de la primera longitud de onda. En algunas realizaciones, los primeros dados de LED tienen una densidad de montaje y una potencia de salida de luz (flujo radiante) suficientes para afectar a la eliminación al menos temporal de vellos de color rojo. En algunas realizaciones, el segundo dado de LED (o pluralidad de segundos dados de LED) puede disponerse para emitir luz visible a un flujo radiante inferior suficiente para los fines de indicar un área activa seleccionada de la pluralidad de primeros dados de LED. Dado que diferentes dados de LED pueden montarse fácilmente sobre el mismo sustrato, pueden disponerse primeros dados de LED dispuestos para el tratamiento y segundos dados de LED dispuestos para la indicación en la misma área de montaje y pueden controlarse por separado mediante cableado individual respectivo. En algunas realizaciones, los dados de LED del mismo tipo se controlan como grupo en lugar de controlarse individualmente. En particular, los dados de LED pueden disponerse en serie y, después, pueden controlarse como grupo. Por tanto, los dados de LED de una única fila o columna de una red de dados de l Ed pueden conectarse en serie pero, por supuesto, la posición de los dados de LED que deben controlarse al mismo tiempo es arbitraria.
En aras de la exhaustividad, cuando la presente descripción usa el término “duración de pulso” , este periodo de tiempo significa la duración de pulso medida en la intensidad de pulso de full-width-half-maximum (ancho completo a la mitad del máximo - FWHM). Aunque la “fluencia radiante” se proporciona en el presente documento como un valor sobre la piel del usuario, debe entenderse que el dispositivo para la eliminación de vello, tal como se describe en el presente documento, o bien tiene los dados de LED ubicados esencialmente en el nivel de una abertura de salida o bien el área de sustrato montada con dados de LED está rodeada por una carcasa que tiene paredes interiores reflectantes, de modo que la fluencia radiante por la piel del usuario (durante el funcionamiento regular) significa la fluencia radiante que se mide en la ubicación de los dados de LED porque el área de sustrato en la que se montan los dados de LED es sustancialmente del mismo tamaño que el área de piel tratada. En casos donde la luz emitida por los dados de LED se aplica sobre la piel con un haz divergente que no se limita espacialmente por una carcasa reflectante, es necesario tener en cuenta el factor de reducción respectivo (es decir, la fluencia radiante en el nivel de los dados de LED debe ser respectivamente mayor que la fluencia radiante definida en el presente documento sobre la piel).
A diferencia de una lámpara de destello, un dado de LED emite en una banda de longitud de onda relativamente estrecha (p. ej., con un ancho de banda espectral (FWHM) de AA s ± A/20). Así, de manera similar a un láser, los dados de LED pueden seleccionarse de tal manera que la luz emitida sea óptima para una situación particular (p. ej., determinada por el color del vello y/o el color de la piel). Por tanto, no hay necesidad de filtros ópticos que normalmente se usan en dispositivos IPL (Intense Pulsed Light [Luz pulsada intensa]) mediante el uso de una lámpara de destello, donde la lámpara de destello emite en un espectro de longitud de onda muy amplio que incluye las porciones de UV que deben filtrarse por motivos de salud conocidos.
En un aspecto de la presente descripción, un dispositivo para la eliminación de vello comprende diferentes dados de LED dispuestos para emitir a diferentes longitudes de onda, p. ej., a dos longitudes de onda diferentes, tres longitudes de onda diferentes, etc. Por un lado, puede usarse un dado de LED adicional (o una pluralidad de dados de LED) dispuesto para emitir a una longitud de onda visible para indicar visualmente al usuario el estado de encendido/apagado (on/off) del dispositivo, que puede emitir entonces un pulso de luz de tratamiento en el intervalo de longitud de onda de luz invisible (p. ej., en el régimen de luz roja o de infrarrojo [IR] lejana). Por otra parte, pueden usarse dados de LED que emiten a diferentes longitudes de onda para sintonizar de manera óptima la longitud de onda para una situación particular (p. ej., cambiar el color del vello y/o el color de la piel de usuario a usuario o incluso para un único usuario, en donde, en particular el color de la piel depende del bronceado del área de tratamiento). Estas posibilidades se explicarán con más detalle a continuación.
En esencia, la eliminación de vello a base de luz tiene como objetivo reducir o inhibir el crecimiento del vello afectando térmicamente al folículo piloso sin afectar a la piel circundante. Para afectar térmicamente al folículo piloso, debe absorberse luz por un cromóforo objetivo en el folículo piloso. Generalmente, el cromóforo objetivo es melanina (es decir, normalmente, la eumelanina de color parduzco/negruzco, pero también la feomelanina de color rojizo, que está presente principalmente en el vello de color rojo). La Fig. 1 muestra la absorción relativa de luz de melanina, oxihemoglobina (sangre) y agua en una escala logarítmica en un intervalo de entre 300 nm y 2000 nm (las curvas de absorción de la Fig. 1 se toman de: Christine C. Dierickx, M.D. “ Laser Hair Removal: Scientific Principie and Practical Aspects” , Lumenis, 2002 - www.lumenis.com). El calor generado en las porciones portadoras de melanina del folículo piloso se disipa en el tejido circundante y eventualmente conduce a la coagulación de proteínas si el tiempo y la temperatura de calentamiento juntos están por encima de determinado umbral, donde, tal como se ha explicado, la temperatura que conduce a la coagulación es menor si el tiempo de calentamiento es más largo.
La presente descripción se refiere esencialmente a un dispositivo para la eliminación de vello de área grande (p. ej., un área de tratamiento de al menos 0,2 cm2, en particular en el intervalo de entre 1 cm2 y 4 cm2, y potencialmente de hasta aproximadamente 10 cm2 y a un uso doméstico no monitorizado (es decir, permitir que un usuario realice el tratamiento en el domicilio sin riesgo de lesión y sin necesidad de apoyo profesional por personal capacitado médicamente). Tal dispositivo para la eliminación de vello ilumina grandes áreas de la piel sin abordar particularmente los folículos pilosos individuales. Esto significa que también el tejido de la piel sin folículos pilosos se ve irradiado por el pulso de luz de tratamiento así como los vasos sanguíneos que están presentes en el tejido dérmico. Para dejar el tejido de la piel y los vasos sanguíneos no afectados térmicamente (es decir, para mantener el efecto térmico sobre el tejido y los vasos de la piel en un nivel aceptable para uso doméstico) en tal tratamiento de área grande, el tratamiento óptimo del folículo piloso se produce en intervalos de longitud de onda en los que la absorción de melanina es alta con respecto a la absorción en agua y por oxihemoglobina. Por tanto, para el vello de color parduzco/negruzco que porta eumelanina (que incluye vello de color rubio, es decir, vello de color parduzco claro), el intervalo de longitud de onda óptimo está entre 630 nm y 900 nm, donde la absorción por agua y oxihemoglobina es baja en comparación con la melanina. La eliminación de vello mediante la aplicación de luz se torna difícil si la eumelanina carece esencialmente de cromóforo y solo puede seleccionarse como objetivo la feomelanina (que es el caso para el vello de color rojo), ya que la curva de absorción para la feomelanina se encuentra por debajo de la curva para la eumelanina. La Fig. 2 muestra las curvas del coeficiente de extinción (másico) para eumelanina y feomelanina (tomadas de: T. Sarna, H.M. Swartz, The physical properties of melanins, in “The Pigmentary System” , ed. J.J. Nordlund y col., Oxford University Press, 1988). El coeficiente de extinción es un parámetro que define cómo de fuerte absorbe una sustancia luz de una determinada longitud de onda. La Fig.2 muestra que un pulso de luz de tratamiento de una determinada fluencia radiante en el intervalo de longitud de onda de entre 630 nm y 900 nm tiene un efecto menor en el vello de color rojo y, por tanto, no puede generar una temperatura en los folículos pilosos suficientemente alta como para provocar coagulación de proteínas. Por tanto, se cree que el vello de color rojo se trata mejor mediante la aplicación de luz a una longitud de onda de aproximadamente 500 nm (en un intervalo de longitud de onda de entre 480 nm y 510 nm), donde la oxihemoglobina tiene un mínimo de absorción local (véase la Fig. 1). A 500 nm, el coeficiente de absorción para eumelanina es aproximadamente 5 veces mayor que a 800 nm y el coeficiente de absorción para feomelanina es aproximadamente 20 veces mayor que a 500 nm en comparación con 800 nm. A 500 nm, los coeficientes de absorción de eumelanina y feomelanina son aproximadamente iguales.
Un factor importante para fijar los parámetros correctos para la eliminación de vello a base de luz es el entendimiento de la absorción de luz por la melanina en la piel y la carga térmica en la piel dependiendo del contenido de melanina de la piel. El contenido de melanina de la piel, es decir, el color de la piel, se relaciona generalmente con la escala de clasificación de Fitzpatrick skin type (Tipo de piel de Fitzpatrick - FS), mediante la cual se determinan los tipos de piel FST de tipo I (blanco pálido) a FST de tipo V i (pigmentación más profunda). Cuanto más intenso sea el color de la piel, mayor será el contenido de melanina en la piel y mayor será la absorción de luz por las partículas de melanina en la piel y, por tanto, mayor será la carga térmica en la piel. Las partículas de melanina en la piel tienen un tamaño típico en el intervalo de 1 pm a 5 pm, mientras que los folículos pilosos tienen un tamaño en el intervalo de 100 pm a 300 pm. La diferencia sustancial en el tamaño de los portadores de melanina (porción portadora de melanina de los folículos pilosos frente a gránulos de melanina en la piel) conduce a un comportamiento de disipación de calor diferente. Mientras que los gránulos de melanina mencionados en la piel tienen un tiempo de relajación térmica menor de 0,1 ms, los folículos pilosos tienen un tiempo de relajación térmica de aproximadamente 10 ms. Ahora, generalmente se cree que es necesario aplicar determinada fluencia radiante (energía luminosa por área unitaria) dentro de un determinado periodo de tiempo para afectar térmicamente a los folículos pilosos. Se cree que la duración de pulso tendrá un valor que está por encima del tiempo de relajación térmica de los gránulos de melanina en la piel para permitir que se disipe calor de estas partículas de melanina y se reduzca la carga térmica en la piel debido a la absorción de luz por parte de los pigmentos. Por tanto, la duración de pulso puede ser, en particular diez veces mayor que el tiempo de relajación térmica (es decir, de al menos aproximadamente 1 ms o mayor). Para un color de piel pálido a medio (FST I - III) el efecto de la absorción de luz de la melanina en la piel conduce a una influencia térmica limitada y no desempeña un papel importante en la determinación de la duración de pulso óptima. De cualquier manera, tales pulsos de luz cortos de 1 ms o incluso por debajo de una fluencia suficiente no pueden generarse por los dados de LED actuales incluso si se montan con una alta densidad tal como se describe en el presente documento. Según la presente divulgación, se considera una duración de pulso de al menos aproximadamente 10 ms. Si la fluencia radiante necesaria se proporciona en un pulso de luz de tratamiento demasiado largo, la disipación de calor reduce la temperatura que puede lograrse en un folículo piloso hasta un valor demasiado bajo para que se produzca una coagulación de proteínas eficaz en el folículo piloso. Se cree que la duración de pulso no debe ser mayor de aproximadamente 300 ms, en particular no mayor de aproximadamente 200 ms. Este período de tiempo se determina esencialmente por el tiempo de relajación térmica de los folículos pilosos y, normalmente debe estar en un intervalo de 3 a 10 veces el tiempo de relajación térmica (que puede estar en un intervalo de aproximadamente 10 ms, pero puede ser mayor para los folículos pilosos grandes). Se cree que la fluencia radiante suministrada durante este periodo de tiempo estará en el intervalo de entre 3 J/cm2 y 6 J/cm2, en particular de aproximadamente 5 J/cm2, para el vello de color rojo, para lograr un efecto relevante para la eliminación al menos temporal de vello (es decir, un cambio afectado térmicamente en al menos el folículo piloso, de modo que se produzca una reducción temporal o permanente del crecimiento del vello). Para vello de color parduzco a oscuro, la fluencia radiante está normalmente en el intervalo de entre 3 J/cm2 y 9 J/cm2 (en particular en un intervalo de entre 3 J/cm2 y 7 /cm2). Las fluencias radiantes que han de aplicarse para el vello de color rojo y el vello de color parduzco son aproximadamente iguales, aunque la velocidad de absorción es mayor para la luz verde, que se produce esencialmente por la menor profundidad de penetración de la luz verde (debido a la retrodispersión, la luz verde deja la piel antes de que alcance un folículo piloso). Para vello que porta eumelanina y un color claro de la piel, normalmente deben aplicarse de 4 J/cm2 a 8 J/cm2. La duración de pulso puede estar generalmente dentro de un intervalo de 30 ms y 200 ms para vello de color rojo y una piel pálida, donde para una piel algo bronceada, la duración de pulso debe estar en el intervalo de entre 100 ms y 200 ms a una fluencia radiante en el intervalo de entre 3 J/cm2 y 6 J/cm2. Si la piel está bronceada (es decir, están presentes en la piel gránulos portadores de eumelanina), la carga de calor sobre la piel debe equilibrarse de manera aún más marcada por pulsos de tratamiento muy largos y fluencia radiante general baja. Además, debe tenerse en cuenta la baja profundidad de penetración de la luz verde en la piel, tal como se explicará a continuación.
La profundidad de penetración óptica (distancia donde la intensidad de la luz se reduce a 1/e) varía en la bibliografía, p. ej., para piel blanca clara, se proporciona una profundidad de penetración de 0,230 mm a una longitud de onda de 500 nm a aproximadamente 1,6 mm a una longitud de onda de 1000 nm en una referencia (R. Rox Anderson y col., The Optics of Human Skin, The Journal of Investigative Dermatology, 77: 13- 19, 1981), mientras que otra referencia proporciona valores de aproximadamente 0,9 mm para 500 nm y de 2,6 mm a 1000 nm (Bashkatov, et. al.; Optical properties of human skin, subcutaneous and mucous tissues in the wavelength range from 400 to 2000 nm; J. Phys. D: Appl. Phys. 38(2005), 2543 (2555). Independientemente de estas diferencias, la profundidad de penetración generalmente disminuye considerablemente desde una longitud de onda de 1000 nm hasta una longitud de onda de 500 nm. Los folículos pilosos están ubicados a aproximadamente 1-3 mm por debajo de la superficie de la piel. Por tanto, aquellas longitudes de onda consideradas óptimas para el tratamiento del vello de color rojo tienen una profundidad de penetración particularmente baja. La baja profundidad de penetración de la luz de baja longitud de onda también excluye el uso de luz de longitud de onda incluso menor, p. ej. luz UV de aproximadamente 300 nm, que esencialmente aún no alcanzaría los folículos pilosos, además de otros riesgos implicados con la luz UV. Debido a la fuerte absorción de luz de alrededor de 500 nm en el tejido de la piel, se cree que debe aplicarse una fluencia radiante en un intervalo de entre 3 J/cm2 y aproximadamente 6 J/cm2, tal como ya se ha mencionado. El contenido típico de melanina en piel pálida (tipo de piel que es típico para una persona que tiene vello de color rojizo) es relativamente bajo y la carga térmica sobre la piel no es de particular interés. Para una persona bronceada que tiene vello de color rojizo, la carga de calor sobre la piel se convierte en un factor relevante y puede considerarse que una duración de pulso por encima de 100 ms reduce la carga de calor sobre la piel. Además, la aplicación de luz verde para tratar el vello de color rojizo puede realizarse de manera óptima cuando el folículo piloso está tan cerca de la superficie de la piel como sea posible, que es el caso de la fase anágena temprana de crecimiento, en donde el folículo piloso puede ubicarse a tan solo 0,5 mm de la superficie de la piel, de manera que la baja profundidad de penetración del vello verde es menos crítica.
Tal como se mencionó anteriormente, una unidad de emisión de luz según la presente descripción tiene un sustrato sobre el cual una pluralidad de dados de LED que tienen cada uno un determinado flujo radiante por dado de LED se montan a una densidad suficientemente alta (p. ej., entre aproximadamente ocho y aproximadamente 90 dados de LED por centímetro cuadrado, pero la densidad alcanzable expresada en número de dados por área unitaria también depende naturalmente del tamaño de los dados de LED).
En una realización ilustrativa, se usan dados de LED Golden DRAGON Plus LV W5AM de Osram GmbH, Múnich, Alemania, que emiten luz a una longitud de onda de emisión pico de 502 nm (longitud de onda dominante típica de 505 nm). Según la hoja de datos (versión 1.1), el dado de LED tiene un flujo luminoso de 67 lm a una corriente directa de 350 mA. 67 lm se convierte en un flujo radiante de aproximadamente 240 mW para una longitud de onda de 505 nm (aproximadamente 684 mW a 1000 mA de corriente directa cuando se usa una extrapolación lineal). Debido a que el dado de LED de longitud de onda dominante de 505 nm emite en una banda espectral alrededor de la longitud de onda dominante y debido a que la conversión de lúmenes a vatios depende fuertemente de la longitud de onda, este valor es simplemente una estimación. Se necesitan alrededor de veintiuno de tales dados de LED de 505 nm por centímetro cuadrado para lograr una fluencia radiante de aproximadamente 3 J/cm2 en un pulso de luz de tratamiento de 200 ms. Por tanto, aproximadamente cuarenta y cuatro dados de LED de 505 nm por centímetro cuadrado proporcionan la fluencia radiante de aproximadamente 3 J/cm2 en un pulso de 100 ms y aproximadamente ochenta y ocho dados de LED de 505 nm proporcionan una fluencia radiante de aproximadamente 6 J/cm2 en un pulso de 100 ms. Aproximadamente ochenta y ocho dados de LED de 505 nm pueden proporcionar una fluencia radiante de aproximadamente 3 J/cm2 en un pulso de 50 ms.
Estos dados de LED de Osram (que tienen un tamaño de dado de aproximadamente 1 mm x 1 mm = 1 mm2) pueden montarse sobre un sustrato con una distancia de aproximadamente 0,2 mm de modo que 8 por 8 = 64 dados de LED pueden montarse en un área de sustrato de 1 cm por 1 cm = 1 cm2. Mediante el uso de tecnología de chip invertido, puede lograrse una densidad de 89 dados de LED por centímetro cuadrado.
Debe entenderse que los valores analizados en el presente documento son valores de referencia relativamente aproximados, ya que el flujo radiante de un dado de LED depende de la temperatura del dado de LED, la corriente directa y otros factores.
En un ejemplo no reivindicado de manera independiente (pero que puede estar presente adicionalmente en el dispositivo para la eliminación de vello), una pluralidad de dados de LED se montan sobre un sustrato, donde cada dado de LED de la pluralidad se dispone para emitir en un intervalo de longitud de onda de entre 680 nm y 780 nm. Un ejemplo de un dado de LED que emite en este intervalo es el dado de LED usado en OSLON SSL® 150 (GF CSHPM1.24 - versión 1.0 de la hoja de datos) de Osram GmbH, Múnich, Alemania. El dado de LED respectivo emite luz a una longitud de onda de emisión pico de 730 nm (rojo lejano) con un ancho de banda espectral (FWHM) de AA = ± 30 nm. Este dado de LED tiene un flujo radiante (también denominado potencia radiante) de entre 201 mW y 280 mW (típico 231 mW) a una corriente directa de 350 mA, en donde se especifica una corriente directa de hasta 1000 mA (que conduce entonces a un flujo radiante típico de 660 mW). El dispositivo para la eliminación de vello puede comprender adicionalmente tal pluralidad de dados de LED para proporcionar también adicionalmente la capacidad de eliminación de vello de color parduzco.
Generalmente, los dados de LED de gran tamaño pueden tener un tamaño en el intervalo de entre 0,5 mm y 1,5 mm por 0,5 mm y 1,5 mm (es decir, un tamaño de 0,25 mm2 a 2,25 mm2). Los dados de LED pueden conectarse al sustrato mediante la unión por hilo (en particular la unión por hilo de oro), pero con el objetivo de lograr un factor de forma de empaquetamiento alto y una disipación de calor mejorada, los dados de LED también pueden conectarse al sustrato mediante la tecnología de chip invertido (puede lograrse así una densidad de 89 dados de LED de 1 x1 mm2 por centímetro cuadrado). Accionar los dados de LED Osram mencionados anteriormente (densidad de 64 dados de LED por centímetro cuadrado) a la corriente directa especificada de 1000 mA para emitir un pulso de luz de tratamiento que tiene una duración de pulso de entre 30 ms y 200 ms conduce a una fluencia radiante sobre la piel (suponiendo que toda la energía radiante se aplique sobre un área de la piel del mismo tamaño de área de tratamiento que el tamaño del área de sustrato montada) en un intervalo de entre 1,267 J/cm2 y 8,448 J/cm2. El calor en exceso generado por los dados de LED mientras emiten pulsos de luz puede disiparse lejos del sustrato mediante una disposición de enfriamiento pasivo o activo, p. ej., un disipador de calor, tubería de calor, o un sistema de enfriamiento de líquido activo. Las disposiciones de enfriamiento pasivo (por ejemplo, disipadores de calor) pueden soportarse al proporcionar una corriente de aire (enfriada)). La eficiencia de los dados de LED a menudo es de alrededor del 30 %, de modo que un pulso de luz de tratamiento que genera una fluencia radiante de 8 J/cm2 significa que deben disiparse aproximadamente 18,7 J/cm2 de calor en exceso. A diferencia de las lámparas de destello que requieren un determinado tiempo de enfriamiento de aproximadamente 1 s y más, los dados de LED pueden pulsarse a una mayor frecuencia y así puede lograrse un tiempo de tratamiento global más rápido de una gran área de piel con dados de LED.
En los ejemplos descritos anteriormente, al menos un dado de LED de una red de dados de LED de ocho por ocho puede reemplazarse por un dado de LED diferente (es decir, un segundo dado de LED) que emite a una segunda longitud de onda diferente de la primera longitud de onda (p. ej., la segunda longitud de onda podría encontrarse en el intervalo visible de entre 400 nm y 700 nm).
En otro ejemplo no reivindicado independientemente (pero que puede estar presente adicionalmente en el dispositivo para la eliminación de vello), los dados de LED pueden tomarse de la serie OSLON Black (850 nm) de Osram GmbH, Múnich, Alemania. Según la hoja de datos (versión 1.1 del 09-01-2014), el dado de LED respectivo (tamaño de 1 x 1 mm2) emite luz a una longitud de onda de emisión pico de 860 nm (longitud de onda del centroide: 850 nm) con un ancho de banda espectral (FWHM) de AA = ± 30 nm. El flujo radiante total viene dado como de 1030 mW a una corriente directa de 1000 mA. Ya cinco de tales dados de LED montados en un área de sustrato de 1 cm2 conducen a una fluencia radiante de aproximadamente 1 J/cm2 por 200 ms de duración de pulso en un área de tratamiento de la piel de 1 cm2 (suponiendo que el flujo radiante total del dado de LED se aplique sobre el área de tratamiento de la piel).
En aún otro ejemplo no reivindicado independientemente (pero que de nuevo puede estar presente adicionalmente en el dispositivo para la eliminación de vello), de nuevo se monta una red de 8 x 8 dados de LED sobre un área de sustrato de 1 cm2. Una primera subpluralidad de 44 primeros dados de LED (OSLON SSL® 150 que emiten a una primera longitud de onda de 730 nm) se mezcla esencialmente con una segunda subpluralidad de 20 segundos dados de LED (serie OSLON Black que emiten a una segunda longitud de onda de 850 nm). Si solo se encienden los primeros dados de LED para emitir un pulso de luz de tratamiento de 200 ms, puede lograrse una fluencia de 5,8 J/cm2. Si solo se encienden los segundos dados de LED (850 nm) para emitir un pulso de luz de tratamiento de 200 ms, puede lograrse una fluencia por encima de 4 J/cm2. Al encenderse en conjunto, puede lograrse una fluencia de casi 10 J/cm2 en un pulso de luz de tratamiento de 200 ms (o una fluencia de casi 5 J/cm2 en un pulso de luz de tratamiento de 100 ms).
La tabla 1 es un resumen de los valores de longitud de onda, duración de pulso y fluencia que los inventores de la presente descripción consideran que representan parámetros óptimos de tratamiento para el vello de color rojo con un tipo de piel FST dado. También se proporcionan otros parámetros óptimos para vellos de color castaño claro y castaño oscuro. Se entiende que la longitud de onda representativa de 500 nm proporcionada a continuación para vellos de color rojo es una representación del intervalo de longitud de onda de entre 480 nm y 510 nm. En los otros casos, la longitud de onda representativa representa un intervalo de longitud de onda, que debe cubrir ± 50 nm (opcionalmente ± 30 nm) alrededor del valor de longitud de onda única dado. Cabe señalar que en algunas realizaciones el dispositivo para la eliminación de vello comprende una pluralidad de primeros dados de LED dispuestos para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico de aproximadamente 500 nm y una pluralidad de segundos dados de LED dispuestos para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico de aproximadamente p. ej. 730 nm u 850 nm, de modo que una unidad de control puede activar los dados de LED según la Tabla 1 (excluyendo las situaciones del vello de color rojo). Adicionalmente, puede estar presente una pluralidad de terceros dados de LED dispuestos para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico de aproximadamente la otra longitud de onda de 730 nm y 850 nm, de modo que la unidad de control puede activar los dados de LED según la Tabla 1.
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Tabla 1: Valores de longitud de onda, fluencia y duración de pulso proporcionados en función del color del vello y del tipo de piel FST.
La Fig. 3 es una representación esquemática de una realización ilustrativa de una unidad 10 de emisión de luz según la invención. La unidad 10 de emisión de luz comprende un sustrato 100 sobre el cual se monta una pluralidad de 64 dados de LED. Los dados de LED se disponen en un patrón rectangular regular de 8 por 8 en las columnas A a H y las filas 1 a 8, de modo que los dados de LED pueden identificarse por su posición en la matriz de columnas y filas. Tres dados 101a 1, 101a 8 y 101e5 de LED se identifican a modo de ejemplo y debe entenderse que los dados de LED en una disposición de matriz pueden identificarse por su columna y fila añadidas como sufijo al número de referencia respectivo.
Debe entenderse que la matriz de dados de LED cuadrada de 8 por 8 mostrada es solo un ejemplo y los dados de LED pueden disponerse sobre el sustrato de cualquier manera razonable, ya sea como una matriz cuadrada o rectangular regular tal como una matriz de 2 por 2, de 2 por 4, de 3 por 6, de 5 por 5, de 10 por 14, de 4 por 15 (véase la Fig. 4B) o en un patrón más aleatorio, menos estructurado. En lugar de disponerse en una matriz cuadrada o rectangular regular, los dados de LED pueden disponerse en un patrón regular, que se asemeja a una región circular en lugar de una región cuadrada o rectangular. También puede elegirse cualquier otra forma del área de sustrato montada (por ejemplo, triangular, trapezoidal, arbitraria). En los ejemplos de las Figs. 4A, 5 y 6, se usará la misma matriz de 8 por 8 para simplificar el análisis, pero los conceptos e ideas descritos con respecto a estas figuras también son aplicables, por supuesto, a los otros patrones regulares o irregulares recién mencionados de dados de LED montados sobre el sustrato. La Fig. 4B muestra una realización con una matriz de 4 por 15.
Una unidad 20 de control tiene conductores conectados con la matriz de dados de LED para proporcionar selectivamente suministro de corriente y voltaje a cada uno de los dados 101 de LED. Tal como se mencionó anteriormente, la matriz de 8 por 8 tiene 8 columnas de dados de LED que se conectan en serie de modo que cada una de las columnas se controla en el mismo instante. Generalmente, mientras que la unidad 20 de control puede disponerse para encender y apagar simultáneamente todos los dados de LED, la unidad 20 de control también puede disponerse para encender o apagar individualmente cada uno de los dados de LED montados sobre el sustrato. Generalmente, una unidad de control puede conectarse con la pluralidad de dados de LED de cualquier manera adecuada.
La unidad 20 de control se acopla con un sensor 30 para medir una propiedad de la piel, por ejemplo, el color de la piel (nivel de pigmentación). El sensor puede comprender una fuente de luz que ilumina la piel y el sensor puede disponerse para determinar la propiedad de la piel, tal como el color de la piel a partir de la cantidad de luz que se retrodispersa al sensor (por ejemplo, realizarse mediante un fotodiodo). Luego, la unidad 20 de control puede disponerse, en particular, para controlar al menos un parámetro de tratamiento basado en el color de la piel medido, por ejemplo, intensidad de luz y/o duración de pulso. El sensor 30 debe entenderse como una característica opcional.
En este caso, la unidad 20 de control también se acopla con una interfaz 40, 50, 60, 70 de usuario que permite que el usuario controle aspectos de la unidad 10 de emisión de luz (la interfaz de usuario se considera una característica opcional). En este caso, la interfaz de usuario comprende cuatro elementos 40, 50, 60 y 70 de entrada. Un primer elemento 40 de entrada puede disponerse como interruptor de encendido/apagado. Un segundo elemento 50 de entrada puede disponerse como interruptor para elegir un tipo de tratamiento, por ejemplo, el segundo elemento 50 de entrada puede permitir que un usuario cambie entre una función de eliminación de vello y una función de rejuvenecimiento de la piel. Luego, la unidad 20 de control puede disponerse para controlar al menos un parámetro de tratamiento basado en el tipo elegido de tratamiento, por ejemplo, el flujo radiante emitido por los dados de LED puede ser menor para una función de rejuvenecimiento de la piel que para una función de eliminación de vello. Un tercer elemento 60 de entrada puede disponerse para permitir que el usuario introduzca el color del vello. Luego, la unidad 20 de control puede disponerse para controlar al menos un parámetro de tratamiento dependiendo del color del vello. Un cuarto elemento 70 de entrada puede disponerse para permitir que el usuario fije un valor máximo de fluencia radiante que va a aplicarse sobre la piel (p. ej., un valor en el intervalo de entre 1 J/cm2 y 8 J/cm2). Después, la unidad 20 de control puede disponerse para aplicar solo pulsos de luz con una fluencia radiante no mayor que la fluencia radiante máxima elegida. Adicional o alternativamente, uno de los elementos de entrada puede disponerse para permitir que el usuario cambie de una primera área activa de los dados de LED montados a una segunda área activa (véase la descripción con referencia a las Figs.4A y 4B a continuación). Cada uno de los elementos 40, 50, 60 o 70 de entrada puede disponerse como una perilla de entrada o una corredera o como un interruptor sensible al tacto en una placa sensible al tacto. A diferencia de conectarse por cable con la unidad 20 de control, la interfaz de usuario puede realizarse en un dispositivo independiente que se conecta con la unidad 20 de control de manera inalámbrica. En lugar de cuatro elementos de entrada tal como se muestra en la Fig. 3, la interfaz de usuario puede tener uno, dos, tres, cinco, seis o cualquier número de elementos de entrada. En algunas realizaciones, la unidad 10 de emisión de luz está libre de cualquier interfaz de usuario y puede disponerse para funcionar de manera automatizada. Otras funciones o funciones adicionales a las funciones descritas anteriormente pueden realizarse a través de la interfaz de usuario.
La Fig. 4A muestra una disposición de ejemplo de una pluralidad de dados 102 y 103 de LED montados sobre un sustrato 100A. Una pluralidad de primeros dados 102 de LED tiene 57 miembros. Una pluralidad de segundos dados 103 de LED tiene siete miembros. Los siete miembros de la pluralidad de segundos dados 103 de LED se identifican por sus posiciones de matriz como 103a1, 103e1, 103 H1, 103a5, 103e5, 103as y 103hs. La pluralidad de primeros dados 102 de LED puede disponerse para emitir a una longitud de onda verde en el intervalo de entre 480 nm y 510 nm (primera longitud de onda). Los primeros dados de LED pueden usarse luego para aplicar un pulso de luz de tratamiento a una superficie de la piel. Los segundos dados 103 de LED pueden disponerse luego para emitir en el intervalo de longitud de onda visible de entre 400 nm y 700 nm (segunda longitud de onda), y los segundos dados de LED pueden disponerse en particular como dados de LED de bajo flujo radiante no adecuados para emitir luz a un nivel de intensidad suficiente para la eliminación temporal de vello (p. ej., los segundos dados de LED pueden tener una corriente directa especificada por debajo de 100 mA, en particular de aproximadamente 50 mA o 20 mA a un voltaje de suministro de aproximadamente 2 V). Los segundos dados de LED pueden usarse para indicar un área activa de la matriz de dados de l Ed . Los segundos dados 103a1, 103e1, 103a5 y 103e5 de LED encendidos indican entonces que solo los primeros dados de LED dispuestos entre esos cuatro segundos dados de LED se usarán para aplicar luz a la piel (la primera área activa A1 se indica mediante una línea discontinua), mientras que los segundos dados 103a1, 103 H1, 103a8 y 103h8 de LED encendidos indican que se usará toda la pluralidad de primeros dados de LED (la segunda área activa A2 se indica mediante una línea mixta). La primera área activa más pequeña A1 puede ser útil para el tratamiento de la piel facial (el área activa más pequeña A1 permite seleccionar como objetivo con mayor precisión regiones faciales pequeñas), mientras que el área activa más grande A2 puede ser útil para el tratamiento de la piel corporal (tratamiento más rápido). Tal como ya se mencionó anteriormente, puede proporcionarse un elemento de entrada para permitir que un usuario cambie entre las posibles áreas activas. Dependiendo del patrón de los dados de LED, al menos pueden usarse dos segundos dados de LED para indicar el área activa (p. ej., los segundos dados de LED pueden disponerse en las esquinas opuestas de una disposición cuadrada o rectangular). En algunas realizaciones, el área activa de los primeros dados de LED puede estar rodeada por segundos dados de LED para indicar el área activa.
Generalmente, en algunas realizaciones, se monta solo un único segundo dado de LED sobre el sustrato (p. ej., una pluralidad de 63 primeros dados de LED pueden montarse sobre el sustrato en una matriz de 8 por 8 tal como se muestra en la Fig. 4A y solo un segundo dado de LED). El segundo dado de LED puede disponerse, en particular, para emitir luz en el intervalo de longitud de onda visible (es decir, entre 400 nm y 700 nm) a un bajo flujo radiante (por ejemplo, por debajo de 100 mW, normalmente con una corriente directa de aproximadamente 20 mA a 50 mA). Tal segundo dado de LED puede usarse para fines de iluminación: el segundo dado de LED se controla para emitir la luz visible simultáneamente con la emisión del pulso de luz de tratamiento.
En algunas realizaciones, tres segundos dados de LED se montan sobre el sustrato en una relación espacial cercana, donde cada uno de los tres segundos dados de LED emite a una longitud de onda visible diferente (p. ej., a aproximadamente 625 nm, 520 nm y 465 nm: así los tres segundos dados de LED proporcionan esencialmente la funcionalidad de un LED RGB) de modo que el control de intensidad individual de los tres dados de LED permitirá personalizar el color de la luz global que se emite por los tres segundos dados de LED. Tales segundos dados de LED pueden usarse para propósitos de iluminación. Puede proporcionarse un elemento de entrada de modo que un usuario pueda establecer el color preferido. Además, tal al menos un segundo dado de LED que se usará para fines de iluminación puede estar presente además de los segundos dados de LED usados para la identificación del tamaño activo de la primera red de dados de LED.
La Fig. 4B muestra una realización ilustrativa de una matriz de dados de LED de cuatro por quince montados sobre un sustrato 100AA similar a la realización mostrada en la Fig. 4A, donde además de una pluralidad de 54 primeros dados 102A de LED dispuestos para emitir pulsos de luz de tratamiento, se dispone una pluralidad de seis segundos dados 103A de LED para emitir luz en el intervalo de longitud de onda visible para indicar una primera área activa A3 o una segunda área activa más grande A4. Tal red de dados de LED rectangular puede usarse, en particular, en un dispositivo para la eliminación de vello que se mueve de manera continua sobre la piel en lugar de moverse posteriormente desde un área de tratamiento de la piel a otra área de tratamiento de la piel, para lo cual puede usarse una red de dados de LED tal como se muestra en la Fig. 4A. El movimiento deslizante puede producirse, en particular, en una dirección perpendicular al eje largo de la red de dados de LED rectangular. En algunas realizaciones, un dispositivo para la eliminación de vello usado de manera deslizable puede comprender un sensor de velocidad para determinar la velocidad mediante la cual el dispositivo se mueve a través de la piel. Luego, el dispositivo para la eliminación de vello puede disponerse para controlar el periodo de tiempo entre pulsos de luz de tratamiento consecutivos dependiendo de la velocidad de deslizamiento determinada, de modo que los pulsos de luz de tratamiento se apliquen sin interrupciones sobre la piel (es decir, esencialmente sin espacios o solapados). Debido a la forma rectangular, el área activa más pequeña A3 cubre toda la anchura de la matriz del dado de LED, lo que ayuda a un posicionamiento preciso del área activa pequeña A3 sobre el área de tratamiento.
La Fig.5 muestra una realización ilustrativa de una matriz de 8 por 8 de dados de LED, donde una pluralidad de treinta y dos primeros dados 104 de LED y una pluralidad de treinta y dos segundos dados 105 de LED se montan sobre un sustrato 100B en un patrón de tablero de ajedrez (p. ej., que conduce a una distribución esencialmente homogénea de los dados de LED primeros y segundos sobre el área de sustrato montada). En particular, en casos donde la red de dados de LED montados se ubica durante el funcionamiento cerca de la piel que va a tratarse, puede lograrse una iluminación esencialmente homogénea mediante la activación ya sea únicamente de la pluralidad de primeros dados de LED o la pluralidad de segundos dados. La pluralidad de dados 104 de LED pueden disponerse para emitir luz a una primera longitud de onda (en particular a un nivel de intensidad suficiente para la eliminación al menos temporal de vello de color rojo) y la pluralidad de segundos dados de LED pueden disponerse para emitir a una segunda longitud de onda diferente de la primera longitud de onda. La pluralidad de segundos dados de LED pueden emitir a un flujo radiante que solo también es suficiente para la eliminación al menos temporal del vello, de un vello de color parduzco particular que porta eumelanina, pero los segundos dados de LED también pueden emitir a un flujo radiante que es suficiente para el rejuvenecimiento de la piel u otros tratamientos de la piel. En algunas realizaciones, los segundos dados de LED emiten luz visible a un flujo radiante suficiente con fines de iluminación únicamente. En lugar de disponerse en un patrón de tablero de ajedrez, los dados de LED primeros y segundos también pueden disponerse en cualquier otro patrón y puede haber más o menos segundos dados de LED que los primeros dados de LED (por ejemplo, dos, siete, diez, dieciséis, veinte, cuarenta, etc.). Tal como se mencionó anteriormente, la matriz de ocho por ocho representada en este caso es solo para fines ilustrativos y cualquier número arbitrario de los dados de LED primeros y segundos pueden disponerse en cualquier patrón arbitrario, siempre y cuando al menos los primeros dados de LED se dispongan para generar una fluencia radiante de al menos 3 J/cm2 sobre la piel durante el funcionamiento regular en un pulso que tiene una duración de pulso de entre 30 ms y 200 ms.
La Fig. 6 muestra otra realización ilustrativa de una matriz de 8 por 8 de dados de LED montados sobre un sustrato 100C, donde cuatro pluralidades diferentes de los dados de LED primeros, segundos, terceros y cuartos se montan sobre el sustrato 100C. Una pluralidad de veinte primeros dados 106 de LED, una pluralidad de veintiún segundos dados 107 de LED, y una pluralidad de veintiún terceros dados 108 de LED se montan sobre el sustrato de manera alterna. En el centro de la red de dados de LED se montan dos cuartos dados 109 de LED que pueden disponerse para emitir en un intervalo de longitud de onda visible a un flujo radiante adecuado para fines de iluminación. En algunas realizaciones, la pluralidad de primeros dados 106 de LED pueden disponerse para emitir a una primera longitud de onda (p. ej., a 505 nm), la pluralidad de segundos dados 107 de LED pueden disponerse para emitir a una segunda longitud de onda diferente de la primera longitud de onda (p. ej., 730 nm) y la tercera pluralidad de terceros dados 108 de LED pueden disponerse para emitir a una tercera longitud de onda (p. ej., 850 nm) diferente de las longitudes de onda primera y segunda.
La Fig. 7A muestra una representación de un dispositivo 80 para la eliminación de vello según la presente invención. Una unidad de emisión de luz tal como se describe en los párrafos anteriores se usa en el dispositivo 80 para la eliminación de vello. El dispositivo 80 para la eliminación de vello tiene una sección 81 de cabezal para emitir pulsos de luz de tratamiento y una sección 82 de mango para sostener el dispositivo 80 para la eliminación de vello con la mano de un usuario. Un elemento 85 de control se dispone en la sección 82 de mango al menos para encender/apagar el dispositivo 80 para la eliminación de vello. Las Figs. 7B a 7D muestran vistas frontales de diferentes realizaciones de la sección 81A, 81B, 81C de cabezal, en donde las realizaciones difieren esencialmente solo en la ubicación de un sensor o varios sensores 95A, 95B, 95C para medir al menos una propiedad de la piel. Cada una de las secciones 81A, 81B, 81C de cabezal tiene una abertura 90A, 90B, o 90C de salida respectiva a través de la cual se emitirán los pulsos de luz de tratamiento durante el funcionamiento. Un sustrato con una pluralidad de dados de LED montados sobre el sustrato puede disponerse estrechamente detrás de la abertura 90A, 90B, 90C de salida o el sustrato puede disponerse con una determinada distancia de aproximadamente o menor de 10 mm hasta la abertura 90A, 90B, 90C de salida dentro de la sección 81A, 81B, 81C de cabezal. Una ventana 91A, 91B, 91C de salida compuesta por un material que es esencialmente transparente a la luz que va a emitirse por los dados de LED cubre la abertura 90A, 90B, 90C de salida. La abertura 90A, 90B, 90C de salida puede tener un tamaño en el intervalo de entre 0,2 mm2 y 10 cm2, en particular en el intervalo de 1 cm2 a 4 cm2. El área de sustrato montada puede tener entonces el mismo tamaño y la misma forma que la abertura 90A, 90B, 90C de salida. En algunas realizaciones, no está presente ninguna ventana 91A, 91B, 91C de salida. En la realización de la Fig. 7B, el dispositivo para la eliminación de vello comprende dos sensores 95A para medir al menos una propiedad de la piel, dos sensores 95A que se disponen en dos lados opuestos de la abertura 90A de salida. En las realizaciones mostradas en las Figs. 7C y 7D, solo se dispone un único sensor 95B y 95C, respectivamente, para medir al menos una propiedad de la piel en la sección 81B y 81C de cabezal, respectivamente. En la Fig. 7C, el sensor 95B se dispone debajo de la abertura 90B de salida, de modo que el sensor 95B se dispone antes de la abertura 90B de salida con respecto a la dirección de movimiento habitual (el dispositivo según la Fig. 7C puede usarse en modo deslizante). En la Fig. 7D, el sensor 95C se dispone en un área central de la abertura 90C de salida. En tal caso, el sustrato dispuesto cerca de la abertura 90C de salida puede tener un recorte respectivo de modo que el sensor pueda disponerse en el recorte o pueda funcionar a través del recorte. El sensor o sensores 95A, 95B, 95C también pueden permitir determinar el contacto con la piel, de modo que una unidad de control de la unidad de emisión de luz pueda disponerse para activar solo la emisión de un pulso de luz de tratamiento en caso de que se determine un contacto con la piel.
La Fig. 8 es una representación de una red 200 de dados de LED montados sobre un sustrato que se monta en un disipador 210 de calor para trasladar el calor en exceso generado por los dados de LED en funcionamiento. Un ventilador puede disponerse cerca del disipador de calor para soportar la disipación de calor lejos del disipador de calor.
Las Figs.9A y 9B muestran una vista en perspectiva y un corte a través de una red 300 de dados de LED montados sobre el sustrato, en donde una carcasa 310 se monta alrededor del área 320 montada. La carcasa 310 tiene superficies 311 de pared interiores que son altamente reflectantes para la luz que se emite por los dados de LED. Las superficies 311 de pared interiores pueden tener un recubrimiento reflectante, pueden fabricarse de metal pulido o de un material de plástico o cerámico reflectante de manera difusa. La carcasa 310 sirve entonces para guiar la luz emitida por los dados de LED de una manera esencialmente libre de pérdidas desde el nivel de dado de LED hasta una abertura de salida del dispositivo para la eliminación de vello y el flujo radiante en el nivel de los dados de LED es esencialmente el mismo que el flujo radiante medido en el área de tratamiento cuando la abertura de salida se coloca sobre la piel.
No debe entenderse que las dimensiones y los valores descritos en el presente documento estén estrictamente limitados a los valores numéricos exactos mencionados. En vez de eso, a menos que se especifique lo contrario, se pretende que cada una de tales dimensiones signifique tanto el valor mencionado como un intervalo que rodea ese valor. Por ejemplo, se pretende que una dimensión descrita como “40 mm” signifique “ aproximadamente 40 mm” .

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un dispositivo (80) para la eliminación de vello para la eliminación de vellos de color rojo, que comprende
    una unidad (10) de emisión de luz que comprende un sustrato (100A) y una pluralidad de primeros dados (102) de LED que emiten a una longitud de onda de emisión pico en un intervalo de longitud de onda de entre 480 nm y 510 nm, en particular de aproximadamente 500 nm, que se montan sobre el sustrato (100A) en un área de al menos 0,2 cm2, en particular de al menos 1 cm2, en donde el dispositivo (80) para la eliminación de vello se dispone para emitir un pulso de luz de tratamiento mediante los primeros dados (102) de LED que tiene una duración de pulso en el intervalo de entre 30 ms y 200 ms, y los primeros dados de LED tienen un flujo radiante de tal manera que se logra una fluencia radiante sobre la piel de un usuario en el intervalo de entre 3 J/cm2 y 6 J/cm2 mediante la aplicación del pulso de luz de tratamiento.
  2. 2. El dispositivo para la eliminación de vello según la reivindicación 1, en donde el dispositivo (80) tiene un modo en el que la duración de pulso está en un intervalo de entre 100 ms y 200 ms.
  3. 3. El dispositivo para la eliminación de vello según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además una unidad (20) de control para controlar la pluralidad de primeros dados (102) de LED, en particular para activar cada uno de la pluralidad de dados (102) de LED para emitir luz a un flujo radiante seleccionado.
  4. 4. El dispositivo para la eliminación de vello según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde al menos un segundo dado (103) de LED se dispone para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de longitud de onda visible de entre 400 nm y 700 nm a un flujo radiante menor que el flujo radiante requerido para la eliminación de vello, en particular a un flujo radiante menor de 100 mW, más en particular de menos de 50 mW, y aún más en particular de menos de 20 mW.
  5. 5. El dispositivo para la eliminación de vello según las reivindicaciones 3 y 4, donde la unidad (20) de control está dispuesta para controlar el al menos un segundo dado (102) de LED para emitir selectivamente luz visible a un flujo radiante menor de 100 mW también fuera del período de tiempo durante el cual se emite un pulso de luz de tratamiento.
  6. 6. El dispositivo para la eliminación de vello según la reivindicación anterior, que comprende además un elemento (40) de control para seleccionar un área (A1; A2) activa de la pluralidad de primeros dados (102) de LED montados sobre el sustrato (100A) y opcionalmente en donde se usan al menos dos segundos dados (103) de LED para indicar selectivamente el área activa seleccionada (A1; A2).
  7. 7. El dispositivo para la eliminación de vello según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la pluralidad de primeros dados (102) de LED se montan sobre el sustrato (100A) con una densidad de al menos 8 dados de LED por centímetro cuadrado, en particular de al menos 16 dados de LED por centímetro cuadrado, más en particular de al menos 32 dados de LED por centímetro cuadrado, aún más en particular de al menos 64 dados de LED por centímetro cuadrado, y opcionalmente con una densidad de al menos 81 dados de LED por centímetro cuadrado.
  8. 8. El dispositivo para la eliminación de vello según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el área (320) de sustrato montada está rodeada por una carcasa (310) que define una cámara interior de esencialmente la forma y el área del área (320) de sustrato montada, teniendo la carcasa paredes (311) interiores que son reflectantes con respecto a la luz emitida por los dados (102; 103) de LED de manera que el flujo radiante de los dados de LED por área unitaria se conserva esencialmente hasta una abertura (90) de salida de la carcasa (310).
  9. 9. El dispositivo para eliminación de vello según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en donde la unidad (10) de emisión de luz comprende al menos un sensor (95A) para medir al menos una propiedad de la piel, sensor (95A) que está acoplado con la unidad (20) de control para controlar la emisión de luz de al menos un dado de LED de la pluralidad de primeros dados (102) de LED basándose en la propiedad medida de la piel.
  10. 10. El dispositivo para la eliminación de vello según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además una interfaz (40; 50; 60; 70) de usuario dispuesta para introducir al menos un parámetro de control.
  11. 11. El dispositivo para la eliminación de vello según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además una abertura (90) de salida, en donde la distancia vertical entre cada uno de la pluralidad de primeros dados (102) de LED y el área de la abertura (90) de salida es menor de aproximadamente 10 mm.
  12. 12. El dispositivo para la eliminación de vello según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende además un elemento (50) de control para cambiar entre una función de eliminación de vello y una función de tratamiento de la piel, en particular una función de rejuvenecimiento de la piel.
  13. 13. Un método de eliminación cosmética del vello para la eliminación de vello de color rojo que comprende las etapas de:
    proporcionar un sustrato (100A) sobre el que se montan una pluralidad de primeros dados (102) de LED en un área de al menos 0,2 cm2, en particular de al menos 1 cm2, primeros dados (102) de LED que se disponen para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de longitud de onda de entre 480 nm y 510 nm, en particular con una longitud de onda de emisión pico de aproximadamente 500 nm; y
    controlar la pluralidad de primeros dados de LED para emitir un pulso de luz de tratamiento que tiene una duración de pulso en el intervalo de entre 30 ms y 200 ms, en donde se controla la pluralidad de primeros dados de LED para que emitan a un flujo radiante de tal manera que se logra una fluencia radiante sobre la piel de un usuario en el intervalo de entre 3 J/cm2 y 6 J/cm2 mediante la aplicación del pulso de luz de tratamiento, en particular en donde el flujo radiante es al menos 200 mW por primer dado de LED durante la duración de pulso.
  14. 14. El método según la reivindicación anterior, que comprende además la etapa de:
    proporcionar al menos un segundo dado (103) de LED montado sobre el sustrato (100A) que se dispone para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de longitud de onda visible de entre 400 nm y 700 nm; y
    controlar el al menos un segundo dado de LED para emitir luz visible durante el pulso de luz de tratamiento y/o fuera del pulso de luz de tratamiento a un flujo radiante por debajo de 100 mW por segundo dado de LED, en particular por debajo de 50 mW por segundo dado de LED, y en particular por debajo de 20 mW por segundo dado de LED.
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