JP2021194488A - 毛切断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】使い勝手が改善された毛切断装置を提供することを目的とする。【解決手段】毛切断装置1は、光放出モジュールM1と、カバー30と、位置調整機構Z1と、を備える。光放出モジュールM1は、コア部を含む光導波路4と、保持部材と、を有する。保持部材は、皮膚から突出する毛に光を放出することで毛の切断を行うようにコア部の少なくとも一部を露出した形態で光導波路4を保持する。カバー30は、光放出モジュールM1を覆うように構成される。位置調整機構Z1は、光導波路4とカバー30との相対的な位置関係を可変とする。【選択図】図1
Description
本開示は、一般に、毛切断装置に関し、より詳細には、毛に光を作用させることで毛を切断する毛切断装置に関する。
特許文献1には、レーザ光を利用して毛を切断するように構成された装置が記載されている。特許文献1に記載の装置は、レーザ光源と、ファイバ光学系と、を含んでいる。レーザ光源は、毛を効果的に切断するために所定の発色団を標的とするように選択された波長を有するレーザ光を、発生させるように構成されている。ファイバ光学系は、近位端と遠位端と外壁と、遠位端に向かって配置されて側壁の一部に沿って延在する切断領域と、を有する。ファイバ光学系は、近位端においてレーザ光源からレーザ光を受け取り、そのレーザ光を近位端から遠位端に向かって導光し、切断領域が毛に接触すると毛に向かって切断領域から光を放出する。
特許文献1に記載の構成では、光を利用した毛切断装置の実用化にあたり、使い勝手の改善が求められる。
本開示は上記事由に鑑みてなされ、使い勝手が改善された毛切断装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様の毛切断装置は、光放出モジュールと、カバーと、位置調整機構と、を備える。前記光放出モジュールは、コア部を含む光導波路と、皮膚から突出する毛に光を放出することで前記毛の切断を行うように前記コア部の少なくとも一部を露出した形態で前記光導波路を保持する保持部材と、を有する。前記カバーは、前記光放出モジュールを覆うように構成される。前記位置調整機構は、前記光導波路と前記カバーとの相対的な位置関係を可変とする。
本開示によれば、使い勝手が改善された毛切断装置を提供できる、という利点がある。
(1)概要
以下、本実施形態に係る毛切断装置1の概要について説明する。毛切断装置1は、毛91(図7A参照)に光を作用させることで毛91を切断する装置である。毛切断装置1での切断対象となる毛91は、一例として人の「ひげ」等であるが、特に限定されず、人等の皮膚92から突出する様々な毛(例えば腕又は脚の体毛等)を含む。図7Aでは、毛91及び皮膚92を想像線(二点鎖線)で示す。
以下、本実施形態に係る毛切断装置1の概要について説明する。毛切断装置1は、毛91(図7A参照)に光を作用させることで毛91を切断する装置である。毛切断装置1での切断対象となる毛91は、一例として人の「ひげ」等であるが、特に限定されず、人等の皮膚92から突出する様々な毛(例えば腕又は脚の体毛等)を含む。図7Aでは、毛91及び皮膚92を想像線(二点鎖線)で示す。
要するに、毛切断装置1は、物理的な「刃」にて毛91を切断する一般的な「かみそり」又は「はさみ」等とは異なり、「刃」の代わりに光エネルギを毛91に与えることで、毛91の切断を行う。そのため、毛切断装置1では、一般的な、「かみそり」又は「はさみ」等に比較して、毛91の周囲の皮膚92等にダメージを与えにくく、さらに、刃こぼれ等の物理的な劣化も生じにくい。
本実施形態に係る毛切断装置1は、図1〜図3に示すように、毛切断部材3と、装置本体2とを備えている。ここでは一例として、毛切断部材3は、毛切断装置1のヘッドに相当し、装置本体2がグリップに相当する。また一例として、毛切断部材3は、装置本体2に対して着脱可能に取り付け可能となっている。ただし、本開示の毛切断装置1において、毛切断部材3が装置本体2に対して着脱可能であることは必須の構成ではなく、毛切断部材3と装置本体2とが一体的に組み付けられていて取り外しできなくてもよい。
本実施形態に係る毛切断装置1は、図1、図2、及び図5A〜図5Cに示すように、光放出モジュールM1と、カバー30と、位置調整機構Z1と、を備えている。ここでは一例として、光放出モジュールM1及び位置調整機構Z1は、毛切断装置1のヘッドである毛切断部材3に設けられている。
光放出モジュールM1は、コア部41を含む光導波路4(図2参照)と、保持部材5(図5A及び図5B参照)と、を有している。保持部材5は、皮膚92から突出する毛91に光を放出することで毛91の切断を行うようにコア部41の少なくとも一部を露出した形態で光導波路4を保持する。
カバー30は、光放出モジュールM1を覆うように構成される。位置調整機構Z1は、光導波路4とカバー30との相対的な位置関係を可変とする。ここでは一例として、位置調整機構Z1は、光放出モジュールM1がカバー30に対して可変となるように構成される。
毛切断部材3が装置本体2に取り付けられた状態において、装置本体2内に設けられている光源21(図1参照)で発生した光が、光導波路4の先端面(受光面40A:図1参照)に入力されることにより、光導波路4内を光が伝達する。本実施形態では一例として、光源21はレーザ光源であって、光導波路4内を伝達する光はレーザ光である。
本実施形態では、上述の通り、毛切断装置1が位置調整機構Z1を備えていることで、例えば、ユーザが毛91を切断する際に、カバー30に接触する皮膚92が光導波路4に近づき過ぎてしまう可能性を抑制する。結果的に、使い勝手が改善された毛切断装置1を提供できる、という利点がある。
また本実施形態に係る毛切断方法は、光放出ステップと、調整ステップと、を含む。光放出ステップでは、光放出モジュールM1から、皮膚92から突出する毛91に光を放出させることで、毛91の切断を行う。光放出モジュールM1は、コア部41を含む光導波路4と、コア部41の少なくとも一部を露出した形態で光導波路4を保持する保持部材5と、を有する。調整ステップでは、光導波路4と、光放出モジュールM1を覆うように構成されるカバー30との相対的な位置関係を調整する。ここでは、上記の光放出ステップ及び調整ステップを含む毛切断方法は、毛切断装置1上で用いられる。
この構成においても、毛切断方法が調整ステップを含むことで、カバー30に接触する皮膚92が光導波路4に近づき過ぎてしまう可能性を抑制する。結果的に、使い勝手が改善された毛切断方法を提供できる、という利点がある。
(2)詳細
以下、本実施形態に係る毛切断装置1の詳細について、図1〜図11を参照して説明する。
以下、本実施形態に係る毛切断装置1の詳細について、図1〜図11を参照して説明する。
以下では一例として、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸の3軸を設定し、特に、光導波路4の長さに沿った軸を「X軸」、毛切断部材3のカバー30の開口部31と皮膚92とが対向したときの対向方向に沿った軸を「Y軸」とする。X軸、Y軸、及びZ軸は、いずれも仮想的な軸であり、図面中の「X」、「Y」、「Z」を示す矢印は、説明のために表記しているに過ぎず、いずれも実体を伴わない。また、これらの方向は毛切断装置1の使用時の方向を限定する趣旨ではない。光導波路4の光軸C1(図1参照)の方向は、X軸に沿った方向である。
(2.1)定義
本開示でいう「毛」は、皮膚92から突出する様々な毛91、つまり皮膚92から延びる様々な毛を含み、例えば、人(人間)の髪の毛、ひげ、眉毛、すね毛、鼻毛又は耳毛等の種々の体毛を含む。さらに、例えば、犬又は猫等のほ乳類、その他の動物においても、その皮膚92から突出する様々な毛91が、本開示でいう「毛」に含まれる。すなわち、本実施形態に係る毛切断装置1は、これらの毛91を切断対象とする装置である。また、本開示でいう「皮膚」には、人工皮膚等も含む。本実施形態では一例として、毛切断装置1の切断対象となる毛91が、人の皮膚92から突出する毛、特に成人男性の「ひげ」である場合について説明する。つまり、毛切断装置1の切断対象となる毛91は、人の顔の皮膚92から生えた毛である。顔の皮膚92等を含む人の皮膚92を「肌」ともいう。
本開示でいう「毛」は、皮膚92から突出する様々な毛91、つまり皮膚92から延びる様々な毛を含み、例えば、人(人間)の髪の毛、ひげ、眉毛、すね毛、鼻毛又は耳毛等の種々の体毛を含む。さらに、例えば、犬又は猫等のほ乳類、その他の動物においても、その皮膚92から突出する様々な毛91が、本開示でいう「毛」に含まれる。すなわち、本実施形態に係る毛切断装置1は、これらの毛91を切断対象とする装置である。また、本開示でいう「皮膚」には、人工皮膚等も含む。本実施形態では一例として、毛切断装置1の切断対象となる毛91が、人の皮膚92から突出する毛、特に成人男性の「ひげ」である場合について説明する。つまり、毛切断装置1の切断対象となる毛91は、人の顔の皮膚92から生えた毛である。顔の皮膚92等を含む人の皮膚92を「肌」ともいう。
また、本開示でいう毛91の「切断」は、毛91を切断すること全般を含み、例えば、毛91を根元で切る(つまり、毛をそる)こと、適当な長さで毛91を切り揃えること、及び毛先のみを切ること等を含む。そのため、本開示でいう「毛切断装置」には、例えば、毛91をそるための装置である「シェーバ」又は「てい毛装置」、及び適当な長さで毛を切るための装置である「トリマ」、「バリカン」又は「はさみ」等が含まれる。さらには、本開示でいう毛91の「切断」は、毛91を略平面状の切断面にて2つに切断することだけでなく、毛91の切断部に損傷を与えて毛91を切断部にて破断すること等も含む。本実施形態では一例として、毛切断装置1が、切断対象となる毛91(ひげ)を根元で切る(つまり、毛をそる)ことに適した装置(シェーバ)である場合について説明する。
また、本開示でいう「レーザ光」は、誘導放出によって発生する光(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)を意味する。レーザ光を発生する光源21としては、例えば、半導体の再結合発光を利用した半導体レーザ(LD:Laser Diode)等がある。レーザ光は、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が発生する光に比較して、干渉性(coherence)が高く、出力(パワー密度)が高く、単色性(単一波長)が高く、かつ指向性が高い、という特性を持つ。
また、本開示でいう「光導波路」は、光を通すことで光を所望の経路に沿って導く光学部材を意味する。光導波路の具体例としては、互いに屈折率の異なるコア及びクラッドを有し、コアをクラッドで覆った光ファイバ等がある。光ファイバは、コアとクラッドとの界面での光の全反射を利用して、コアの内部に光を通すことで所望の経路に沿って光を導くことが可能である。ここで、光導波路は、特に、通信用の信号(光信号)を通す伝送路に限らず、光を所望の経路に沿って導く光学部材全般を意味する。
また、本開示でいう「保持」は、2つの物体同士が互いの位置関係を保ち続けるように、一方の物体が他方の物体を支持することを意味する。ここで、2つの物体同士の相対的な位置関係は、多少、変化してもよく、一方の物体と他方の物体とが堅牢に固定されていなくてもよい。つまり、保持部材5は、光導波路4と保持部材5との位置関係が多少変化する態様で、光導波路4を保持していてもよい。
また、本開示でいう「屈折率」は、真空中の光速度を媒質中の光速度(より正確には位相速度)で除した値である。屈折率は、基本的に、物質に依存して決まっており、例えば、空気の屈折率は「1.0003」であって、水の屈折率は「1.3334」である。同じ物質であっても、屈折率は入射する光の波長によって異なることがあるが、本開示では、特に断りがない限り、屈折率は波長404.7nmの光(水銀のh線)について示すこととする。
また、本開示でいう「パワー密度」は、単位面積(1cm2)あたりの光強度を意味する。パワー密度の単位は「kW/cm2」又は「J/(s・cm2)」である。光導波路4の断面において光強度の分布にばらつきがある場合でも、光導波路4を通る光強度を光導波路4のコア部41の断面積で除することにより、コア部41の断面全域において平均化された平均的なパワー密度が求まる。本開示では、特に断りがない限り、このように求まる平均的なパワー密度を「パワー密度」とする。
(2.2)全体構成
ここではまず、本実施形態に係る毛切断装置1の全体構成について、図1〜図3、図7A、及び図7Bを参照して説明する。
ここではまず、本実施形態に係る毛切断装置1の全体構成について、図1〜図3、図7A、及び図7Bを参照して説明する。
毛切断装置1は、上述したように、毛切断部材3と、装置本体2とを備えている。
毛切断部材3は、光放出モジュールM1と、接続部材としてフェルール71と、ホルダ部H1と、位置調整機構Z1と、複数(ここでは一対)の規制部K1と、を備えている。ホルダ部H1には、光放出モジュールM1及びフェルール71の各々の一部がそれぞれ挿入される。
また毛切断部材3は、固定部材F1、接着部材G1、カバー30、及び、固定キャップ34を更に備えている。光放出モジュールM1は、光導波路4と保持部材5とを有している。保持部材5は、光導波路4の後述するコア部41の一部を露出した形態で光導波路4を保持する。また光放出モジュールM1は、固定ブロック32を更に有している。
装置本体2は、毛切断部材3のフェルール71が機械的に接続される(接続対象部として)レセプタクル部81と、光源21と、光学系22と、ケース20と、を備えている。光源21は、コア部41に導入される光を発生する。光学系22は、光源21とレセプタクル部81との間に配置される。ケース20は、光源21及び光学系22を収容する。
光導波路4は、光放出部40(図7A及び図7B参照)を有しており、光源21で発生した光が入力されることによって、光放出部40から光を出力する。毛切断装置1は、光源21で発生した光を、光導波路4に入力し、光導波路4の光放出部40から毛91に放出することで、毛91の切断を行う。
より詳細には、毛切断装置1は、光放出部40の屈折率として、切断対象である毛91の屈折率に近い値を採用している。これにより、光放出部40に毛91が接触した状態では、光放出部40から毛91に光が漏れ出し、この光のエネルギで毛91が切断される。一方で、光放出部40に毛91が接触しておらず、光放出部40に空気(屈折率:1.0)のみが接するような状態では、光放出部40と空気との屈折率の差によって、光放出部40からの光の漏れ量が小さく抑えられる。
ところで、本実施形態では、毛切断部材3が毛切断装置1のヘッドに相当し、装置本体2がグリップに相当する。装置本体2のケース20は、一例として、X軸に沿って長さを有する角柱状に形成されている。
毛切断部材3は、長尺である。毛切断部材3は、X軸に沿って長さを有する。毛切断部材3のカバー30は、図5A〜図5Cに示すように、その内部に光放出モジュールM1を収容している。またカバー30は、開口部31を有している。カバー30は、光放出モジュールM1を覆うように構成される。開口部31は、コア部41の少なくとも一部を外部に露出させる。ただし、本開示の毛切断装置1において、カバー30が開口部31を有していることは必須ではなく、開口部31は適宜に省略されてもよい。
本実施形態の位置調整機構Z1(図5A〜図5C参照)は、光導波路4とカバー30との相対的な位置関係を可変とする。特に上述の通り、位置調整機構Z1は、光放出モジュールM1(光導波路4、保持部材5、及び固定ブロック32)が、カバー30に対して可変となるように構成される。位置調整機構Z1は、カバー30内に配置されている。ここでは一例として、位置調整機構Z1は、保持部材5における皮膚92と対向する側とは反対側に配置される。言い換えると、位置調整機構Z1は、カバー30内において、保持部材5よりもY軸の正の側に配置される。
位置調整機構Z1は、位置関係を初期の位置関係となるように付勢する弾性体E1を有している。ここでは一例として、位置調整機構Z1は、図5A〜図5Cに示すように、弾性体E1に相当するコイルばね(圧縮コイルばね)Z11と、コイルばねZ11を位置決めするための一対の突出部Z12と、を有している。
一対の規制部K1(図5A〜図5C参照)は、保持部材5が特定の方向に移動することを規制する。一対の規制部K1は、カバー30内に配置されている。ここでは一例として一対の規制部K1は、光放出モジュールM1の長手方向(X軸の方向)における両側にそれぞれ配置される。
なお、位置調整機構Z1及び規制部K1の詳細については後述する。
カバー30は、一例として、X軸に沿って長さを有する細長い角筒状に形成されている。本実施形態では、毛切断部材3のフェルール71と、ケース20のレセプタクル部81と、が接続されることにより、毛切断装置1は、Z軸の一方側から見て、全体として略I字状の外観を構成している。
言い換えると、毛切断部材3及びケース20は、それぞれ長尺である。毛切断装置1は、使用形態として、スティック状の形態を有している。スティック状の形態とは、フェルール71がレセプタクル部81に結合された状態において、毛切断部材3の長手方向とケース20の長手方向とが一方向に沿った形態である。
本実施形態では一例として、ケース20及びカバー30は、いずれも合成樹脂製である。
このように、全体として略I字状の外観を有する毛切断装置1は、「直刃かみそり」と同じように使用される。つまり、ユーザは、切断対象となる毛91(ここでは「ひげ」)を切断する(ここでは「そる」)際に、毛切断装置1のグリップ、つまりケース20を片手で握ることで、毛切断装置1を把持する。この状態で、ユーザは、毛切断装置1のヘッド、つまり毛切断部材3のY軸方向の一面をユーザの皮膚92に接触させ、毛切断部材3を皮膚92に沿わせてZ軸方向に移動させることにより、毛切断部材3の光放出部40にて毛91を切断する。このとき、ユーザは、毛切断部材3のうちのY軸の負の向きを向いた面を皮膚92に接触させ、かつ毛切断部材3をZ軸の正の向きに移動させることによって、毛切断部材3(ヘッド)の進行方向の前方(つまりZ軸の正の向き)に位置する毛91を切断する。
毛切断装置1は、使用形態として、スティック状の形態(略I字状の形態)に加えて、別の形態を有してもよい。例えば、装置本体2は、レセプタクル部81の近傍に、所定の角度範囲内で回転可能な軸部を有して、毛切断部材3とケース20とが、略I字状の形態から、略L字状の形態となるように変形可能でもよい。この場合、ユーザは、毛切断装置1の使用形態を、スティック状の形態とL字状の形態とから択一的に変更できる。
装置本体2は、レセプタクル部81、光源21、光学系22、及びケース20に加えて、制御回路6、電池23、ファン24、ヒートシンク25、及び操作部26を更に有している。
制御回路6、光学系22、電池23、ファン24及びヒートシンク25は、いずれもケース20内に収容されている。操作部26は、ケース20の一面(Y軸の負の向きを向いた面)に設けられている。毛切断部材3に含まれる光導波路4は、フェルール71と共に、受光面40A(図1参照)側の一端部が、レセプタクル部81に接続されることで、ケース20内の光学系22と対向するように配置される。
光源21は、電気エネルギを光エネルギに変換することで、光導波路4に入力される光を発生する。本実施形態では、光源21は、レーザ光源である。つまり、光源21で発生する光は、誘導放出によって発生するレーザ光である。ここでは、光源21は、半導体の再結合発光を利用した半導体レーザからなる。
また、光源21で発生する光の波長は、400nm以上である。つまり、光源21は、400nmよりも長波長側にピーク波長又はドミナント波長を有するレーザ光を発生する。本実施形態では、光源21で発生する光の波長は、700nm以下である。例えば波長が400nm以上450nm以下の範囲にある光であれば、皮膚92に存在するアクネ菌等に対する殺菌作用が期待できる。また、波長が450nm以上700nm以下の範囲にある光であれば、皮膚92の活性化作用が期待できる。
制御回路6は、少なくとも光源21を制御する回路である。制御回路6は、光源21に電力を供給することで光源21を発光(点灯)させる。さらに、制御回路6は、光源21の点灯/消灯の切り替え、及び光源21の出力(明るさ又は波長等)の調節等を行う。制御回路6は、プリント配線板(基板)と、プリント配線板に実装された複数の電子部品と、を含んでいる。制御回路6は、光源21の他、ファン24及び操作部26等の制御も行う。制御回路6について詳しくは、「(2.6)制御回路」の欄で説明する。
光学系22は、光源21とレセプタクル部81との間に配置されており、光源21からの光を光導波路4へと導く。光学系22は、複数のレンズを含んでいる。図1の例では、光学系22は、第1レンズ221、第2レンズ222、第3レンズ223及び第4レンズ224を含んでいる。ただし、図1は、個々のレンズの形状及び配置を厳密には示しておらず、光学系22を模式的に示しているに過ぎない。
電池23は、制御回路6、光源21及びファン24等の駆動用の電力を供給する電源として機能する。本実施形態では一例として、電池23は、充電及び放電が可能な、リチウムイオン電池(LIB:Lithium Ion Battery)等の二次電池である。
ファン24は、光源21の冷却用の冷却ファンである。具体的には、ファン24は、ケース20内においてヒートシンク25を通る気流を発生することにより、ヒートシンク25の放熱を促進する。
ヒートシンク25は、熱伝導率が比較的に高い材質、例えば、アルミニウム等で構成されている。ヒートシンク25は、光源21と熱的に結合されており、主として光源21の放熱を行う。
操作部26は、ユーザの操作を受け付けて、ユーザの操作に応じた電気信号を制御回路6に出力する。本実施形態では一例として、操作部26は、プッシュスイッチ又はスライドスイッチ等のメカニカルスイッチを少なくとも1つ有している。
開口部31(図1参照)は、カバー30のうち、ユーザの皮膚92に接触する面(つまりY軸の負の側を向いた面)に配置される。開口部31は、X軸に沿って長さを有する長方形状に形成されている。この開口部31を通して、カバー30の内側の空間(収容空間SP1:図5A〜図5C参照)と外側の空間とがつながることになる。
光導波路4の一部、保持部材5及び固定ブロック32は、カバー30内に収容されている。毛切断部材3が装置本体2に取り付けられることで、光導波路4の受光面40Aは、装置本体2のケース20内において、光学系22の第4レンズ224と近接して対向する。要するに、毛切断部材3が装置本体2に取り付けられることで、光導波路4は、光学系22を介して、光源21と光学的に結合される。その結果、光源21からの光は、光導波路4(コア部41)を通って伝播される。本実施形態ではコア部41に加えて、保持部材5及び固定ブロック32も、開口部31を通してカバー30の外部に露出する。
光導波路4は、光源21で発生した光を通すことで、光源21からの光を所望の経路に沿って導く光学部材である。本実施形態では一例として、光導波路4は光ファイバである。この光導波路4は、コア部41及びクラッド部42を有しており、クラッド部42は、コア部41の少なくとも一部(ここでは一部)を覆っている。またコア部41は、クラッド部42の外周の側に偏芯して配置される。ここでは一例として、コア部41は、クラッド部42の外周部に配置されて、コア部41の一部が外周部から露出する。具体的には図7Bに示すように、コア部41の、周方向における一部の領域が、クラッド部42の外周面420よりも外側に突出するように偏芯して配置される。
光導波路4は、X軸方向における一端面(受光面40A)から、他端面(終端面40B)にわたって、コア部41の周方向における一部の領域が、クラッド部42の外周面420よりも外側に突出するように偏芯して配置されている。
光導波路4は、クラッド部42の外周を保護する保護シース(樹脂製の被覆部材)を更に有してもよい。つまり、本実施形態の光導波路4として用いられる光ファイバは、コア部41とクラッド部42との二重構造であるが、クラッド部42の外側に位置する保護シースを加えて、三重構造を有してもよい。ただし、光導波路4の、少なくとも開口部31から露出される部位は、保護シースが除去されてコア部41及びクラッド部42が露出されることが好ましい。
保持部材5は、光導波路4を保持する部材である。ここでは保持部材5は、光導波路4のうち、長手方向における一部と接触して保持する。以下、図2に示すように、光導波路4を、X軸方向に沿って3つの領域(第1領域401、第2領域402、第3領域403)に分割して説明する。
光導波路4の第1領域401は、図2に示すように、保持部材5と接触して保持される領域である。光放出部40は、第1領域401の範囲内にある。
光導波路4の第2領域402及び第3領域403は、保持部材5からX軸の負の方向にはみ出た領域である。第3領域403は、フェルール71内で接着部材G1によって接着されて固定される領域である。第3領域403は、フェルール71によって位置決めされる領域となる。
第2領域402は、第1領域401と第3領域403との間の領域であり、保持部材5とフェルール71との間に介在する。第2領域402は、湾曲した部位である。第2領域402は、ホルダ部H1内で固定部材F1によって固定されている。すなわち、光導波路4は、第1領域401と第3領域403とがY軸方向において「ずれた」形態で配置されている。したがって、コア部41の光軸に関して、第1領域401における光軸C1(図1参照)と、第3領域403における光軸とは、互いに非同軸である。
保持部材5は、固定ブロック32に固定されている。保持部材5は、固定ブロック32に対して、接着、溶着、貼り付け又は締結部材(ねじ等)を用いた結合等の適宜の手段にて、固定されている。これにより、光導波路4(第1領域401)は、保持部材5を介して固定ブロック32に間接的に固定されることになる。
固定ブロック32は、上述した位置調整機構Z1、及び一対の規制部K1を介して、カバー30に保持されている。特に本実施形態の固定ブロック32は、位置調整機構Z1によって、カバー30に対して可変である。固定ブロック32は、合成樹脂製であって(金属製でもよい)、X軸に沿って長さを有する角柱状に形成されている。固定ブロック32には、上述したように保持部材5が固定されている。そのため、光導波路4(第1領域401の一部)は、カバー30内において、位置調整機構Z1によって、保持部材5及び固定ブロック32を介して、カバー30に対して変位可能となっている。なお、位置調整機構Z1によって光導波路4が変位する変位量は、光導波路4に無理な負荷が掛かり過ぎない程度に調整されていることが好ましい。
ここで、毛切断部材3は、光導波路4の光放出部40、保持部材5及び固定ブロック32の全てが、開口部31を通してカバー30の外部に露出する。具体的には、固定ブロック32は、カバー30における開口部31の長さ(X軸)に沿って配置されている。そして、保持部材5は、固定ブロック32における毛切断装置1の進行方向の前方(Z軸の正の向き)を向いた面に固定されている。しかも、固定ブロック32及び保持部材5は、開口部31の短手方向(Z軸方向)において、毛切断装置1(毛切断部材3)の進行方向の前方側に隙間を確保するように、毛切断装置1の進行方向の後方側(つまりZ軸の負の側)に寄せて配置されている。
また、固定ブロック32及び保持部材5は、Y軸の負の向きを向いた面が、カバー30におけるY軸の負の向きを向いた面と面一になるように、配置されている。以下では一例として、この面一となる状態における、光導波路4とカバー30との位置関係を、「初期の位置関係」と定める。カバー30のさらに、光導波路4(光放出部40)は、図8Aに示すように、保持部材5における毛切断装置1の進行方向の前方(Z軸の正の向き)を向いた面に固定されている。
また図1及び図3では図示を省略しているが、毛切断装置1は、例えば、電池23用の充電回路、又は、毛切断装置1の動作状態を表示するための表示部等の構成要素を更に備えていてもよい。
(2.3)毛切断部材
(2.3.1)毛切断部材の構成
次に、毛切断部材3のより詳細な構成について、図1〜図7Bを参照して説明する。
(2.3.1)毛切断部材の構成
次に、毛切断部材3のより詳細な構成について、図1〜図7Bを参照して説明する。
図3は、毛切断装置1の、Y軸方向の負の側から正の向きに見た図(正面図)である。図4は、毛切断部材3が、装置本体2のレセプタクル部81から分離した状態の、Y軸方向の正の側から負の向きに見た図(背面図)である。
図5Aは、光放出モジュールM1を収容するカバー30をその長手方向におけるX軸の正の側の端部付近でY−Z平面に沿って切った断面図(図5CのA−A線の位置を参照)である。図5Bは、光放出モジュールM1を収容するカバー30をその長手方向における略中央部でY−Z平面に沿って切った断面図(図5CのB−B線の位置を参照)である。図5Cは、光放出モジュールM1を収容するカバー30を、固定ブロック32の裏面325が見える位置で、X−Y平面に沿って切った断面図である。図7Aは、毛切断部材3における光導波路4及び保持部材5周辺の構成を示す概略断面図である。図7Bは、図7Aの要部の拡大図である。
本実施形態では、毛切断部材3は、上述の通り、光放出モジュールM1と、フェルール71と、ホルダ部H1と、固定部材F1と、接着部材G1と、カバー30と、固定キャップ34と、位置調整機構Z1と、一対の規制部K1と、を備えている。
光放出モジュールM1は、光導波路4と保持部材5と固定ブロック32とを有している。特に光導波路4は、皮膚92から突出する毛91に光を放出することで毛91の切断を行うように配置される。
(2.3.2)光導波路
光放出モジュールM1の光導波路4は、上述したように、毛91に光を放出することで毛91の切断を行う光放出部40を有している。本実施形態では、光導波路4は、コア部41と、クラッド部42と、を有する光ファイバである。
光放出モジュールM1の光導波路4は、上述したように、毛91に光を放出することで毛91の切断を行う光放出部40を有している。本実施形態では、光導波路4は、コア部41と、クラッド部42と、を有する光ファイバである。
クラッド部42は、受光面40Aから終端面40Bにわたって、一部を除くコア部41の周囲を覆っている。ここで、コア部41及びクラッド部42は、いずれも比較的に高い光透過性を有している。ただし、コア部41とクラッド部42とでは屈折率が異なっており、コア部41の屈折率は、クラッド部42の屈折率よりも大きい。この構成により、受光面40Aからコア部41に入射した光は、コア部41とクラッド部42との界面での全反射又は屈折により、極力、コア部41のみを通るようにして光導波路4の先端部(受光面40Aとは反対側にある終端面40Bを含む端部)まで到達する。
光導波路4は、例えば、コア部41及びクラッド部42のいずれもが合成石英からなる。例えば、コア部41は合成石英製であって、クラッド部42は、コア部41とは屈折率が異なる、不純物を添加した合成石英製である。本実施形態では一例として、ファイバ入射NA(Numerical Aperture)が「0.1」の場合、コア部41の屈折率は「1.4698」であって、クラッド部42の屈折率は「1.4309」である。また、ファイバ入射NAが「0.2」の場合、コア部41の屈折率は「1.4698」であって、クラッド部42の屈折率は「1.309」である。ここで挙げるNA及び屈折率は、あくまで一例に過ぎず、コア部41の屈折率とクラッド部42の屈折率との差等を規定する趣旨ではない。
コア部41は、図2に示すように、クラッド部42の外周の側に偏芯して配置される。受光面40Aから見て、コア部41及びクラッド部42は、それぞれ円形状である。ただし、受光面40Aから見て、コア部41は、その外周部がカットされてD字状に形成されていてもよい。受光面40Aは、フェルール71の端面710と面一である。
本実施形態では一例として、コア部41の径は、約10μmであり、クラッド部42の径は、約50μm〜125μmであるとするが、これらの数値に限定されない。
コア部41は、クラッド部42の外周部に配置されて、コア部41の一部が外周部から露出する。したがって、光導波路4を通る光が、その露出する一部を通じて外部に漏れやすくなる。
光導波路4のうち、保持部材5にて覆われる部位は、毛91に光を漏らすことができないため、毛91に光を放出する光放出部40として機能しない。本実施形態ではコア部41のうち、クラッド部42に覆われずに露出し、さらにホルダ部H1及びフェルール71にも覆われずに露出した部位が、光放出部40となる。図7A及び図7B等においては、光放出部40を含む光導波路4、及び保持部材5を、Y−Z平面で切った断面を示す。
光放出部40の屈折率は、皮膚92の表面921(図7A参照)の屈折率よりも小さい。ここで、人の皮膚92(肌)は、表皮、真皮及び皮下組織等を含んでいる。ここでいう皮膚92の表面921は、これら皮膚92を構成する複数の要素のうち最も外側に位置する表皮、又は表皮の表面を意味する。
すなわち、光放出部40は、コア部41及びクラッド部42を有する光導波路4(光ファイバ)のうちのコア部41からなるので、コア部41の屈折率は皮膚92の表面921の屈折率よりも小さくなるように設定される。一例として、人の皮膚92の表面921の屈折率は「1.4770」であると仮定する。そうすると、光放出部40であるコア部41の屈折率が上述したように「1.4698」であれば、光放出部40の屈折率が皮膚92の表面921の屈折率より小さい、という条件は満足する。
より詳細には、本実施形態では、光放出部40の屈折率は、1.47以下である。要するに、光放出部40の屈折率が皮膚92の表面921の屈折率よりも小さくなるように、光放出部40の屈折率は「1.4700」以下の範囲に設定されている。これにより、皮膚92の表面921の屈折率に多少のばらつきがあっても、光放出部40の屈折率は、皮膚92の表面921の屈折率よりも小さくなる。つまり、皮膚92の表面921の屈折率が「1.4770」よりもわずかに小さい場合でも、光放出部40の屈折率が皮膚92の表面921の屈折率よりも小さい、という条件は満足できる。
さらに、ここでいう皮膚92の表面921の屈折率は、毛91の屈折率よりも小さい。つまり、皮膚92の表面921と、皮膚92から突出する切断対象である毛91と、光放出部40(コア部41)と、の三者で屈折率を比較すると、毛91の屈折率が最も大きく、次に皮膚92の表面921の屈折率が大きく、光放出部40の屈折率が最も小さい。一例として、毛切断装置1での切断対象である人の毛91(ここでは「ひげ」)の屈折率は「1.5432」であると仮定する。そうすると、人の皮膚92の表面921の屈折率が「1.4770」であれば、皮膚92の表面921の屈折率が毛91の屈折率よりも小さい、という条件は満足する。
要するに、本実施形態では、屈折率の関係としては「光放出部<皮膚<毛」のように、光放出部40(コア部41)よりも皮膚92の表面921の方が屈折率は大きく、皮膚92の表面921よりも毛91の方が更に屈折率は大きくなる。つまり、光放出部40の屈折率は、切断対象である毛91の屈折率よりも小さく、かつ皮膚92の表面921の屈折率よりも小さい。
このように毛切断装置1においては、光放出部40の屈折率は、切断対象である毛91の屈折率よりも小さいので、光放出部40に毛91が接触した状態では、光放出部40から毛91に光が漏れ出すことになる。したがって、光放出部40から毛91に漏れ出した光のエネルギで、毛91が切断されることになる。毛91が切断される原理(メカニズム)については「(2.4)使用例」の欄で詳しく説明する。一方で、光放出部40に毛91が接触しておらず、光放出部40に空気(屈折率:1.0)のみが接するような状態では、光放出部40と空気との屈折率の差によって、光放出部40からの光の漏れ量が小さく抑えられる。
さらに、屈折率の関係として、より好ましくは、光放出部40の屈折率と、切断対象である毛91の屈折率との差は、極力小さい方がよい。つまり、皮膚92の表面921と、毛91と、光放出部40と、の三者では、屈折率が上述したような大小関係を満たしつつも、その差は極力小さいことが好ましい。これにより、光放出部40の屈折率は、切断対象である毛91の屈折率に近い値となり、光放出部40に毛91が接触した状態では、光放出部40から毛91に光が漏れ出しやすくなる。
ここでは一例として、光放出部40(コア部41)の屈折率は「1.4698」、皮膚92の表面921の屈折率は「1.4770」、毛91の屈折率は「1.5432」であり、光放出部40の屈折率と皮膚92の表面921の屈折率とは同程度であると言える。ここで、「屈折率が同程度」とは、互いに異なる2つの屈折率があった場合において、大きい方の屈折率の±5%の範囲内に、小さい方の屈折率が含まれる程度に、両者が近しい値をとることをいう。この場合、例えば、光の入射角(皮膚92の表面921の法線との間の角度)を80度(入射NAは約0.17)とすると、毛91の屈折率の−5%の屈折率をもつ物体と毛91の屈折率をもつ物体との界面での反射率(s偏光)が13.2%、光放出部40と毛91との界面での反射率(s偏光)が12.5%、皮膚92と毛91との界面での反射率(s偏光)が11.3%となる。このように、屈折率が−5%変化しても、反射率は2%しか変化しない。つまり、本実施形態では、光放出部40の屈折率(1.4698)及び皮膚92の表面921の屈折率は、毛91の屈折率(1.5432)の±5%の範囲にあるため、同程度にあると言える。
ちなみに、「(2.1)定義」の欄で説明したように、同じ物質であっても屈折率は波長によって異なるが、上述した屈折率の関係は、少なくとも光源21から出力される光の波長の範囲においては不変である。すなわち、少なくとも光源21から出力される光の波長の範囲(例えば、400nm以上700nm以下の範囲)においては、屈折率は「光放出部<皮膚<毛」との関係を満たす。
さらに、クラッド部42の屈折率は光放出部40であるコア部41の屈折率よりも小さいので、上述した条件を満たす場合には、コア部41、クラッド部42、皮膚92の表面921、及び毛91の四者の中では、クラッド部42の屈折率が最小となる。つまり、四者の屈折率の関係は「クラッド部<コア部<皮膚<毛」となる。
ところで、本実施形態に係る毛切断装置1では、少なくとも毛91の切断時において、光導波路4を通る光のパワー密度は50kW/cm2以上である。すなわち、コア部41及びクラッド部42を有する光導波路4においては、コア部41の内部を光が通ることになるため、コア部41の断面における単位面積(1cm2)あたりの光強度が、50kW以上となる。ここで、光導波路4を通る光のパワー密度は、常に、50kW/cm2以上である必要はなく、少なくとも毛91の切断を行う際(毛91の切断時)において、50kW/cm2以上であればよい。
本実施形態では一例として、毛91の切断時における光導波路4を通る光のパワー密度は、50kW/cm2以上300kW/cm2以下である。また、毛91の切断時における光導波路4を通る光のパワー密度は、毛91を切断可能な70kW/cm2以上であることが好ましく、75kW/cm2以上であることがより好ましい。さらに、毛91を素早く(例えば0.1s程度で)切断可能とするならば、毛91の切断時における光導波路4を通る光のパワー密度は、100kW/cm2以上であることがより好ましい。さらに、毛91の切断時における光導波路4を通る光のパワー密度は、民生品として応用可能なレーザの光出力、及びファイバ径等を考慮すると200kW/cm2以下であることが好ましい。本実施形態では一例として、毛91の切断時における光導波路4を通る光のパワー密度は、初期値が100kW/cm2であると仮定する。
詳しくは「(2.4)使用例」の欄及び「(3)作用」の欄で説明するが、この程度のパワー密度であれば、毛切断装置1は、光放出部40から毛91に放出する光で毛91を効率的に切断しやすい。
また、本実施形態では、光導波路4を通る光のパワー密度は可変である。すなわち、本実施形態に係る毛切断装置1は、光導波路4を通る光のパワー密度が初期値に固定されているわけではなく、光導波路4を通る光のパワー密度が変更可能に構成されている。ここでは特に、毛91の切断時における光導波路4を通る光のパワー密度が、初期値(100kW/cm2)に固定されるのでなく、初期値から変更可能である。毛91の切断時における光導波路4を通る光のパワー密度は、50kW/cm2以上の範囲で可変であることが好ましい。光導波路4を通る光のパワー密度は、連続的に変化してもよいし、段階的(非連続的)に変化してもよい。
また、本実施形態では、光導波路4を通る光のパワー密度は、光源21からの出力を調整することによって、調整されている。ここでいうパワー密度の「調整」は、規定値にパワー密度を設定する態様と、上述したようにパワー密度を変化させる態様と、の両方の態様を含んでいる。要するに、光導波路4を通る光のパワー密度が初期値に固定される場合には、パワー密度が初期値(100kW/cm2)となるように、光源21からの出力の大きさが決定される。一方、光導波路4を通る光のパワー密度が初期値から所望の値に変化させられる場合には、パワー密度が変化後の所望の値となるように、光源21からの出力の大きさが決定される。光源21からの出力の大きさを決定するための構成について詳しくは、「(2.6)制御回路」の欄で説明する。
(2.3.3)保持部材
次に、光放出モジュールM1の保持部材5の詳細について、図7A及び図7Bを参照して説明する。
次に、光放出モジュールM1の保持部材5の詳細について、図7A及び図7Bを参照して説明する。
保持部材5は、光導波路4を保持する部位である。特に保持部材5は、光導波路4のコア部41の一部を露出した形態で光導波路4を保持する。つまり、光導波路4は、コア部41の一部が保持部材5によって遮光されて光の漏れが阻害されないように保持される。
光導波路4は、保持部材5における毛切断装置1の進行方向の前方(Z軸の正の向き)を向いた面に、少なくとも光放出部40を露出させる態様で、保持部材5に保持されている。このように保持された光導波路4のコア部41は、毛91に光を放出することで毛91の切断を行う、光放出部40として機能する。
保持部材5は、固定ブロック32に固定されているので、光導波路4(光放出部40)は、カバー30内において、位置調整機構Z1によって、保持部材5及び固定ブロック32を介して、カバー30に対して変位可能となっている。
ここで、光導波路4の光放出部40、保持部材5及び固定ブロック32の全てが、開口部31を通してカバー30の外部に露出している。しかも、開口部31内では、固定ブロック32及び保持部材5は、開口部31の短手方向(Z軸方向)において、毛切断装置1の進行方向の後方側(つまりZ軸の負の側)に偏って配置されている(図5A及び図5B参照)。そのため、保持部材5から見て、毛切断装置1の進行方向の前方側(つまりZ軸の正の側)には、開口部31の周縁との間に隙間が確保され、この隙間を通して、開口部31内に切断対象である毛91を取り込むことが可能である。言い換えれば、保持部材5のうちの光放出部40が露出するように光導波路4が保持された面、つまり毛切断装置1の進行方向の前方(Z軸の正の向き)を向いた面と、開口部31の周縁との間には、図7Aに示すように、切断対象の毛91を導入可能である。
切断対象である毛91は、図7Aに示すように、保持部材5で保持された光放出部40と対向する位置に、開口部31からカバー30内に導入される。この状態では、保持部材5にて保持されている光導波路4は、光放出部40を、切断対象である毛91に突き合わせる格好になる。これにより、光導波路4は、切断対象である毛91に光放出部40を接触させることが可能である。
保持部材5は、基台51と、接着部材52と、を有している。接着部材52は、基台51に対して光導波路4を接着する。基台51及び接着部材52は、いずれも光透過性を有する合成樹脂製である。特に、基台51は金型を用いて成形される樹脂成形品である。これに対して、接着部材52は、接着剤であるペースト状の樹脂が硬化した硬化物である。つまり、接着部材52は、基台51と光導波路4とを接合するための接着剤の硬化物である。
基台51は、X軸に沿って長さを有する角柱状に形成されている。基台51は、固定ブロック32における毛切断装置1の進行方向の前方(Z軸の正の向き)を向いた面に、接着、溶着、貼り付け又は締結部材(ねじ等)を用いた結合等の適宜の手段にて、固定されている。本実施形態では、基台51の屈折率は、コア部41(光放出部40)の屈折率以上である。
また基台51は、図7Bに示すように、対向面511と、側面512と、背面513と、裏面514と、の4面を有している。基台51の長さ(X軸)に直交する断面は、これら4面を四辺とする略矩形状となる。対向面511は、毛91の切断時に皮膚92の表面921に対向する面である。側面512は、毛91の切断時に皮膚92の表面921に対して交差する面であって、対向面511と隣接する面である。背面513は、対向面511とは反対側を向いた面であって、側面512と隣接する面である。裏面514は、側面512とは反対側を向いた面であって、背面513と隣接する面である。ここでは光導波路4が、側面512に保持されている。
接着部材52は、基台51に対して光導波路4を接着する。本実施形態では、基台51の側面512に光導波路4が保持されるように、接着部材52は、基台51の側面512に設けられ、基台51と光導波路4との接合を行う。ここで、接着部材52は、基台51の長手方向(X軸方向)の全長にわたって配置されている。そのため、光導波路4は、基台51の長手方向の全長にわたって、接着部材52にて基台51に接着されることになる。
本実施形態では、接着部材52は、光放出部40のうち、クラッド部42と直接的に接触する。そのため、接着部材52は、その屈折率に関する制限を受けにくく、材質の選択肢が広くなる。つまり、光放出部40(コア部41)の屈折率が「1.4698」であるとすれば、接着部材52の屈折率は「1.4698」よりも大きくてもよい。光放出部40と接着部材52との間に、光放出部40の屈折率より小さいクラッド部42が介在する。そのため、たとえ接着部材52の屈折率が、光放出部40より大きくても、クラッド部42が光の漏れ量を適度に制限することができ、必要以上にコア部41から光が漏れ出すことによる光のパワー密度の低下を抑制できる。もちろん、接着部材52の屈折率は、光放出部40の屈折率と同等、又は、光放出部40の屈折率以下でもよい。
また基台51のうち、光導波路4が保持される側面512に、光導波路4の位置決めを行う位置決め部53(溝)が形成されている。位置決め部53は、基台51の長手方向(X軸方向)の全長にわたって形成されている。光導波路4は、クラッド部42が、位置決め部53としての溝内に収容されるようにして、基台51の側面512に保持される。
毛切断部材3は、光導波路4の周囲にあり、毛91の切断時に皮膚92に接触する接触面(モジュール側接触面501、及びカバー側接触面301:図5A及び図5B参照)を有している。光導波路4は、モジュール側接触面501からの高さL0(図7B参照)が100μm以下となるように、保持部材5に保持されている。ここではモジュール側接触面501は、基台51の対向面511、及び、固定ブロック32におけるY軸の負の向きを向いた面に相当する。カバー側接触面301は、カバー30におけるY軸の負の向きを向いた面に相当する。本実施形態では、光導波路4は、「初期の位置関係」において、カバー側接触面301からの高さも、モジュール側接触面501からの高さと略同じである。
このような接触面(501,301)からの光導波路4の高さL0は、毛91の切断時における皮膚92の表面921からの光導波路4の高さに等しい。すなわち、本実施形態では、高さL0が、100μm以下に設定されることで、毛91の切断時における皮膚92の表面921から光導波路4までの距離(高さ)は100μm以下となる。ただし、ここでは高さL0は1μm以上であり、ゼロ(0)ではない。そのため、毛91の切断時において、皮膚92の表面921から光導波路4を離すことができる。したがって、例えば、皮膚92の表面921にニキビ等の隆起物があっても、隆起物による光導波路4の引っ掛かりが生じにくい。
(2.3.4)カバーと固定キャップ
カバー30は、上述の通り、合成樹脂製であり、全体としてX軸に沿って長尺の角柱状に形成されている。カバー30は、中空であり、開口部31を有している。カバー30は、その内部に、開口部31を介して、光導波路4の光放出部40を露出する形態で、光放出モジュールM1を収容している。ここでは、カバー30は、光放出モジュールM1全体を収容しているのではなく、光放出モジュールM1のうち、ホルダ部H1よりもX軸の正の向きに突出した部位を収容している。光放出モジュールM1の固定ブロック32は、カバー30に固定されている。
カバー30は、上述の通り、合成樹脂製であり、全体としてX軸に沿って長尺の角柱状に形成されている。カバー30は、中空であり、開口部31を有している。カバー30は、その内部に、開口部31を介して、光導波路4の光放出部40を露出する形態で、光放出モジュールM1を収容している。ここでは、カバー30は、光放出モジュールM1全体を収容しているのではなく、光放出モジュールM1のうち、ホルダ部H1よりもX軸の正の向きに突出した部位を収容している。光放出モジュールM1の固定ブロック32は、カバー30に固定されている。
カバー30は、X軸の負の向きにおける一端面に挿入口300(図1参照)を有している。光放出モジュールM1は、カバー30の挿入口300から挿入されて収容される。またカバー30は、挿入口300の周縁において、フランジ部320を有している。
固定キャップ34は、例えば金属製であるが、特に限定されず、合成樹脂製でもよい。固定キャップ34は、X軸に沿った軸を有する筒状である。固定キャップ34は、X軸の負の向きを向いた一端面が開放され、当該一端面とは反対側の端面(X軸の正の向きを向いた面)に、カバー30を挿通可能な孔部340(図1参照)を有している。固定キャップ34は、その内周面に、レセプタクル部81にあるねじ部810(ねじ山)が螺合可能なねじ溝341を有している。
カバー30は、フランジ部320を介して、ホルダ部H1と固定される。ここでは、ホルダ部H1内の固定部材F1がフランジ部320に接着することで、カバー30は、光放出モジュールM1を収容した形態で、ホルダ部H1に固定される。
固定キャップ34は、孔部340にカバー30を通すように、X軸の負の向きに移動させてカバー30に被せられ、さらにホルダ部H1の、周方向における全体を概ね覆うように配置される。固定キャップ34は、孔部340の内周部がカバー30のフランジ部320に接触して、更なるX軸の負の向きへの移動が規制される。固定キャップ34は、図2に示す状態において、カバー30及びホルダ部H1に対して回転可能である。
本実施形態では、固定キャップ34が、レセプタクル部81からのフェルール71の抜けを規制する規制構造(ここではねじ溝341)を有している。固定キャップ34のねじ溝341に、装置本体2のレセプタクル部81にあるねじ部810が螺合されることで、レセプタクル部81からのフェルール71の抜けが規制される。したがって、意図せずにフェルール71が抜けることを抑制しやすい。結果的に、フェルール71を含む毛切断部材3の全体が、装置本体2から脱落しにくくなる。
(2.3.5)フェルール
フェルール71は、光導波路4の受光面40A側の端部を保持する形態で光放出モジュールM1と一体的に結合され、かつ光導波路4に導入される光に対するコア部41の位置を一意に決める接続部材である。フェルール71は、レセプタクル部81に対して機械的に接続可能である。フェルール71がレセプタクル部81に対して接続されることで、コア部41には、レセプタクル部81の側から光が導入される。
フェルール71は、光導波路4の受光面40A側の端部を保持する形態で光放出モジュールM1と一体的に結合され、かつ光導波路4に導入される光に対するコア部41の位置を一意に決める接続部材である。フェルール71は、レセプタクル部81に対して機械的に接続可能である。フェルール71がレセプタクル部81に対して接続されることで、コア部41には、レセプタクル部81の側から光が導入される。
フェルール71は、例えば、X軸に沿って長尺な円筒状の部材であり、X軸方向における両端面が開放されている。フェルール71は、例えば、ジルコニア等のセラミック焼結体によって形成されている。フェルール71は、X軸に沿って見て、円環状である。フェルール71の外径は、例えば、2.5mmであるが、この数値に限定されない。
フェルール71は、光導波路4の受光面40A側の端部に装着される。フェルール71の内径は、光導波路4の外径よりも大きく、フェルール71は、接着部材G1を介して、光放出モジュールM1と一体的に結合される。
接着部材G1は、光導波路4及びフェルール71を接着する。接着部材G1は、接着剤であるペースト状の樹脂が硬化した硬化物である。つまり、接着部材G1は、フェルール71の内周面と、光導波路4の外周面とを接合するための接着剤の硬化物である。クラッド部42は、その外周面の一部が、フェルール71の内周面と接触するように配置される。接着部材G1の屈折率は、コア部41の屈折率よりも小さい。そのため、コア部41から接着部材G1への必要以上の光の漏れを抑制しやすい。
次に、フェルール71の結合先となる装置本体2のレセプタクル部81について図2及び図4を参照して説明する。レセプタクル部81は、例えば、樹脂製の部位であり、ここでは装置本体2のケース20と一体となって形成されている。ただし、レセプタクル部81は、金属製の部位でもよい。またレセプタクル部81は、ケース20と別体であって、ケース20に対して、接着、溶着、貼り付け又は締結部材(ねじ等)を用いた結合等の適宜の手段にて、固定されてもよい。
レセプタクル部81は、全体として略円筒形状である。レセプタクル部81は、図2に示すように、第1部位801と、第2部位802とから構成される。第1部位801は、ケース20のX軸の正の側の一端部と連続する部位である。第2部位802は、第1部位801よりもその外径が小さい部位であり、第1部位801のX軸の正の側の端部と連続する部位である。
レセプタクル部81は、その軸方向に沿って円形状に貫通した貫通孔811を有している。貫通孔811は、ケース20における光源21及び光学系22等を収容している収容空間と連通している。ただし、レセプタクル部81における、貫通孔811の奥にある開口を塞ぐように、光学系22の第4レンズ224が配置される。言い換えると、フェルール71がレセプタクル部81に接続されていない状態では、光学系22の第4レンズ224の一面は、貫通孔811を介して、外部に露出する。
貫通孔811は、図2に示すように、円形状の小径孔812と、小径孔812の内径よりも大きい内径を有した円形状の大径孔813とを含む。小径孔812の内径は、フェルール71が小径孔812内にほぼ隙間なく収まる程度に、フェルール71の外径と略同一に設定されている。大径孔813の内径は、ホルダ部H1が大径孔813内に収まる程度に、ホルダ部H1の外径と略同一に設定されている。なお、小径孔812の内径は、小径孔812に隣接して配置されている第4レンズ224の外径よりも小さい。
フェルール71がレセプタクル部81に接続された状態で、ホルダ部H1が小径孔812の開口の周縁部815(図2参照)に接触する。結果的に、フェルール71が、更に奥へ進入してしまうことが抑制される。
ここでは、ホルダ部H1が周縁部815(図2参照)に接触した状態で、光導波路4の受光面40Aが、第4レンズ224の一面と僅かに隙間を空けて近接して対向した状態に配置される。特に、フェルール71によって位置が一意に決められたコア部41の光軸が、光源21及び光学系22の光軸CX1(図1参照)と一致することになる。
ここで、第2部位802の外周面にあるねじ部810(ねじ山)(図2参照)が、固定キャップ34のねじ溝341に螺合可能である。
また第2部位802は、その外周面におけるY軸の正を向く領域に、スリット状の溝部814を有している。溝部814は、第2部位802の上記領域を貫通している。溝部814は、大径孔813と連通している。溝部814は、X軸方向における第2部位802の両端部にわたって形成されている。溝部814は、ホルダ部H1の凸部H11が挿入可能となっている。ホルダ部H1が周縁部815(図2参照)に接触した状態で、凸部H11は、溝部814のX軸方向における奥まで進入した位置となる。
(2.3.6)ホルダ部
ホルダ部H1は、光放出モジュールM1の一部、及びフェルール71の一部が挿入されてこれらを互いに一体的に結合する部位である。
ホルダ部H1は、光放出モジュールM1の一部、及びフェルール71の一部が挿入されてこれらを互いに一体的に結合する部位である。
ホルダ部H1は、例えば、X軸に沿って長尺な円筒状の部材であり、X軸方向における両端面が開放されている。ホルダ部H1は、例えば、金属製(又は合成樹脂製でもよい)の部位である。ホルダ部H1は、X軸に沿って見て円環状である。
ホルダ部H1の内径は、光放出モジュールM1の外径よりも大きい。またホルダ部H1の内径は、フェルール71の外径よりも大きい。ホルダ部H1は、その外周面において、Y軸の正の向きに突出した凸部H11(図4参照)を有している。凸部H11は、溝部814内をX軸の負の向きに挿入されることで、レセプタクル部81に対する、毛切断部材3の軸周りの方向における毛切断部材3の位置を一意に決める。ここでは一例として、凸部H11は、円柱状に形成されているが、その形状は、特に限定されない。
また本実施形態では、光放出モジュールM1のX軸の負の側の一端部が、ホルダ部H1におけるX軸の正の側の開口から奥へ進入した状態で、固定部材F1を介して固定される。またフェルール71のX軸の正の側の一端部は、光導波路4の受光面40A側の端部がフェルール71に装着された状態で、かつ、ホルダ部H1におけるX軸の負の側の開口から奥に進入した状態で、固定部材F1を介して固定される。ここでは固定部材F1の屈折率は、コア部41の屈折率よりも小さい。そのため、コア部41から固定部材F1への必要以上の光の漏れを抑制しやすい。
固定部材F1は、例えば、接着剤であるペースト状の樹脂が硬化した硬化物である。固定部材F1は、フェルール71内の接着部材G1と同じ種類の接着剤でもよいし、異なる種類の接着剤でもよい。固定部材F1は、光放出モジュールM1の一部と、フェルール71の一部とを接着する。固定部材F1は、光放出モジュールM1の中心軸とフェルール71の中心軸とをホルダ部H1の中心軸に一致させ、かつ、光導波路4の第2領域402が湾曲した状態で、固定する。なお、光導波路4の第2領域402の曲率はできるだけ小さいことが望ましく、それによって第2領域402における光の漏れを抑制できる。
(2.3.7)位置調整機構、及び規制部
次に、位置調整機構Z1、及び一対の規制部K1について、図5A〜図5C及び図6A〜図6Cを参照しながら説明する。
次に、位置調整機構Z1、及び一対の規制部K1について、図5A〜図5C及び図6A〜図6Cを参照しながら説明する。
位置調整機構Z1は、上述の通り、弾性体E1に相当するコイルばねZ11と、コイルばねZ11を位置決めするための一対の突出部Z12と、を有している(図5A〜図5C参照)。位置調整機構Z1は、光導波路4とカバー30との相対的な位置関係を調整する(調整ステップ)。
コイルばねZ11は、その軸方向が、Y軸の方向に沿うように配置される。一対の突出部Z12は、コイルばねZ11の安定的な位置決めを達成するための部位である。
一対の突出部Z12の一方(以下、第1突出部Z121と呼ぶ)は、固定ブロック32に設けられている。具体的には、固定ブロック32は、Y軸の方向における両端に、第1面321及び第2面322をそれぞれ有している。第1面321は、Y軸の負の側を向く面であり、皮膚92と接触し得るモジュール側接触面501を構成する面である。第2面322は、Y軸の方向において、第1面321とは反対側の面(背面)である。第2面322は、カバー30内の、Y軸の負の側を向く天面302と対向する。第1突出部Z121は、第2面322からY軸の正の向きに突出する。
一対の突出部Z12の他方(以下、第2突出部Z122と呼ぶ)は、カバー30の天面302に設けられている。第2突出部Z122は、第1突出部Z121と対向するように配置され、天面302から第1突出部Z121に近づく方向に、つまりY軸の負の向きに突出する。
コイルばねZ11のY軸の方向における開放された両端部には、一対の突出部Z12がそれぞれ嵌り込んでいる。
位置調整機構Z1は、保持部材5における皮膚92と対向する側とは反対側において、固定ブロック32のX軸の方向における略中央付近に配置されている(図5C参照)。
一対の規制部K1は、上述の通り、保持部材5が特定の方向に移動することを規制する。一対の規制部K1は、固定ブロック32の長手方向(X軸の方向)における両側にそれぞれ配置される。各規制部K1は、軸部K11と、軸部K11を保持する軸受け片K12と、を有している。つまり、毛切断装置1は、2つの軸部K11と、2つの軸受け片K12を有している。
2つの軸部K11は、固定ブロック32のX軸の方向における両端面(側面324)にそれぞれ設けられている。各軸部K11は、対応する側面324から、円柱状に突出する。2つの軸部K11は、それらの中心軸が、X軸の方向に沿った仮想軸と一致するように配置される。
2つの軸受け片K12は、カバー30の天面302に設けられている。各軸受け片K12は、天面302から、Y軸の負の向きに板状に突出する。各軸受け片K12は、その厚み方向がX軸の方向と平行となるように配置される。
2つの軸受け片K12は、固定ブロック32のX軸の方向における寸法よりも僅かに長い程度の距離を、互いに空けて配置される。2つの軸受け片K12は、固定ブロック32を、X軸の方向において挟み込むように配置される。
各軸受け片K12は、対応する軸部K11が挿入される長孔K13を有している。長孔K13は、Y軸の方向に沿って長く形成されていて、軸受け片K12をその厚み方向に貫通する。
したがって、モジュール側接触面501が皮膚92からY軸の正の向きに押圧力を受けると、固定ブロック32がコイルばねZ11の弾性力に抗してコイルばねZ11を撓ませながら、2つの軸部K11が2つの軸受け片K12の長孔K13内をスライドする。結果的に、光放出モジュールM1全体が概ねY軸の正の向きに変位する(図6A及び図6B参照)。つまり、光放出モジュールM1全体がカバー30の天面302に近づくように変位する。
図6Aは、皮膚92がモジュール側接触面501に接触しているものの、コイルばねZ11の弾性力に抗してコイルばねZ11を撓ませるほどの押圧力を皮膚92から受けておらず、光導波路4とカバー30とは、「初期の位置関係」にある。ここで例えば、光導波路4とカバー30とが「初期の位置関係」にある様子を示す図6Aにおいて、Y軸の方向における光導波路4からカバー30の天面302までの距離を第1距離L11とする。また図6Aにおける光導波路4と皮膚92との距離を、基準値Rf1とする。言い換えると、基準値Rf1は、「初期の位置関係」における光導波路4と開口部31の開口面との距離であり、モジュール側接触面501からの高さL0(図7B参照)に相当する。
図6Bは、コイルばねZ11の弾性力に抗してコイルばねZ11を撓ませるほどの押圧力を皮膚92から受けて、光放出モジュールM1全体が概ねY軸の正の向きに変位した様子を示す。この状態における、Y軸の方向における光導波路4からカバー30の天面302までの距離を第2距離L12とする。図6Bは、一例として、光放出モジュールM1がY軸の正の向きに最大まで変位した状態を示す。最大変位量は、コイルばねZ11のばね定数や、ばね長、軸受け片K12の長孔K13の大きさ等により設定されている。
ここで、位置調整機構Z1は、光導波路4と皮膚92との距離を基準値Rf1に近づけるように調整するように構成される。位置調整機構Z1は、開口部31への皮膚92の食い込み量を吸収して、光放出モジュールM1が変位した後も、光導波路4と皮膚92との距離が、「初期の位置関係」における基準値Rf1を維持する。言い換えると、光導波路4と皮膚92との距離は、例えば、光放出モジュールM1の変位前と変位後とで略一定に保たれる。
図6Bの例では、光導波路4が、第1距離L11と第2距離L12との差分だけ、Y軸の正の側に移動したことになる。言い換えると、本実施形態の毛切断装置1は、この差分だけ、開口部31への皮膚92の食い込み量を許容可能である。皮膚92が食い込むほどにモジュール側接触面501が押付力を受けた場合に、図6Aにおける光導波路4と皮膚92との距離(基準値Rf1)を概ね維持した状態で光放出モジュールM1全体がY軸の正の向きに変位することになる。
結果的に、カバー30に接触する皮膚92が光導波路4に近づき過ぎてしまう可能性を抑制できる。
ところで、本実施形態の規制部K1は、保持部材5が光導波路4の光軸C1に沿った方向に移動することを規制する。なお、ここでいう「光導波路4の光軸C1」とは、「初期の位置関係」における光導波路4の光軸C1である。一例として、規制部K1の2つの軸受け片K12が、固定ブロック32のX軸の方向における両端を挟み込むように配置されており、保持部材5は、固定ブロック32を介して、光軸C1に沿った方向に移動することが規制されている。
また規制部K1は、保持部材5が、光導波路4の光軸C1の方向、及び皮膚92と光放出モジュールM1とが対向する対向方向にそれぞれ直交する方向に移動することを規制する。つまり、規制部K1は、保持部材5がZ軸に沿った方向に移動することを規制する。一例として、2つの規制部K1の長孔K13に、固定ブロック32の2つの軸部K11がそれぞれ挿入されているため、保持部材5は、固定ブロック32を介して、Z軸に沿った方向に移動することが規制されている。
なお、本実施形態では、図6Cに示すように、位置調整機構Z1は、保持部材5が、位置関係が初期の位置関係における光導波路4の光軸C1の方向に対して、傾くことを許容するように構成されている。図6Cの例では、皮膚92が、モジュール側接触面501のX軸の方向における中央部よりX軸の負の側の領域を、支配的に押し付けている。その結果、固定ブロック32の2つの軸部K11のうちの一方(X軸の負の側の軸部K11)が、コイルばねZ11の弾性力に抗して長孔K13内をY軸の正の側に変位している。一方、2つの軸部K11のうちの他方(X軸の正の側の軸部K11)は、変位せずに留まっている。結果的に、Z軸に沿って見て、保持部材5が、「初期の位置関係」における光導波路4の光軸C1の方向に対して、傾斜する。もちろん、図6Cの二点鎖線で示すように、逆に皮膚92がモジュール側接触面501のX軸の正の側の領域を、支配的に押し付けた場合には、2つの軸部K11のうちの他方(X軸の正の側の軸部K11)がY軸の正の側に変位する。このように、位置調整機構Z1が保持部材5の傾きを許容することで例えば皮膚92の凹凸面に対応しつつ、カバー30に対する光導波路4の位置関係の調整が可能となる。
また本実施形態では、図5A及び図5Bに示すように、光導波路4の光軸C1の方向に沿って見て、皮膚92と対向する光放出モジュールM1の向きが変更可能に構成されている。つまり、光放出モジュールM1は、X軸の方向に沿って見て、固定ブロック32の2つの軸部K11の中心軸を中心に、例えば所定の角度範囲内で、回転可能となっている。所定の角度範囲とは、例えば数度〜十数度程度が好ましく、カバー30の内周面及び固定ブロック32等には、所定の角度範囲を規定するための範囲規制機構が更に設けられていることが好ましい。
図5A〜図6Cは、模式的な図面であるため図示を省略しているが、より安定的な光放出モジュールM1の移動を実現するために、カバー30の内周面及び固定ブロック32等に、ガイド溝、及びガイド溝内をスライド移動するガイド片等が適宜に設けられてもよい。
(2.4)使用例
次に、本実施形態に係る毛切断装置1の使用例について、図8A〜図9Bを参照して説明する。
次に、本実施形態に係る毛切断装置1の使用例について、図8A〜図9Bを参照して説明する。
すなわち、本実施形態では、上述した構成の毛切断装置1は、毛91(ここでは「ひげ」)の切断(ここでは「そる」)に用いられる。その際、ユーザは、毛切断装置1の装置本体2(グリップ)を片手で握って毛切断装置1を把持した状態で、毛切断部材3(ヘッド)、つまりカバー30のY軸の負の向きを向いた面をユーザの皮膚92に接触させる。これにより、図8Aに示すように、切断対象である毛91は、保持部材5で保持された光放出部40と対向する位置に、開口部31からカバー30内に導入される。
図8Aに示すように、光放出部40が毛91に接触していない状態では、光放出部40には空気が接することになるため、光放出部40と空気との屈折率の差によって、光放出部40からの光の漏れはほとんど生じない。この状態で、ユーザは、毛切断装置1としての毛切断部材3を、皮膚92の表面921に沿って図8Aにおける矢印A1の向きに移動させる。
毛切断部材3の移動に伴って、図8Bに示すように、光放出部40は、毛切断部材3の進行方向の前方(つまりZ軸の正の向き)に位置する毛91に接触する。このとき、光放出部40と毛91との屈折率の差によって、光放出部40からの光が毛91に漏れ出すようにして毛91に放出する。すなわち、光放出部40の屈折率は、切断対象である毛91の屈折率よりも小さいので、光放出部40に毛91が接触した状態では、光放出部40から毛91に光が漏れ出すことになり、光放出部40から毛91に光が放出される。
さらに、図8Bに示す状態において、光放出部40から毛91に放出される光の一部が散乱することで、光放出部40からの光は、毛91の周辺の皮膚92にも放出することになる。具体的には、光放出部40における毛91との接触部位から漏れ出た光の一部は、毛91にて散乱して皮膚92に放出する。ここで、図8Bに示すように、主として毛91に放出する光を第1放出光Op1、主として皮膚92に放出する光を第2放出光Op2とする。すなわち、光放出部40に毛91が接触した状態においては、光放出部40からは、第1放出光Op1が毛91に放出されるとともに、第2放出光Op2が皮膚92に放出する。
特に、光放出部40から毛91に第1放出光Op1が放出すると、光放出部40から毛91に放出する光(第1放出光Op1)のエネルギにて、毛91が切断される。要するに、本実施形態では、光源21から出力されて光導波路4を通る光の波長(例えば400nm以上700nm以下)は、毛91の中の発色団(分子にその色を提供する分子の一部)によって吸収される光の波長を含む。したがって、第1放出光Op1は、毛91の発色団によって吸収されることで熱に変換され、この熱をもって、毛91の分子の結合を破壊、又は毛91を溶融若しくは燃焼させる。光放出部40から毛91に放出する光(第1放出光Op1)の標的となり得る発色団は、例えば、ケラチン及び水等の発色団を含む。
上述のように、ユーザが、毛切断装置1としての毛切断部材3を、皮膚92に沿って矢印A1(図8A参照)の向きに移動させることで、皮膚92から突出した毛91を切断することができる。したがって、光導波路4が通過した後は、図8Cに示すように、皮膚92には、切り残しとなる毛91の根元部分のみが残ることになる。
ただし、毛切断装置1では、図8Bに示すように、光放出部40が毛91に接触しなくても、例えば、光放出部40と空気との界面からの空気側への光(エバネッセント波)の染み出し等により、光が毛91に放出することもある。そのため、光放出部40が毛91に接触した場合のみならず、光放出部40と毛91とが接触寸前まで接近した場合等にも、毛切断装置1において、光放出部40から毛91に第1放出光Op1が放出して毛91を切断できることがある。
ところで、皮膚92の状態によっては、図9A及び図9Bに示すように、毛切断装置1を使用して毛91(ここでは「ひげ」)の切断(ここでは「そる」)を行う際に、光放出部40が皮膚92の一部に接触する場合もある。図9A及び図9Bは、皮膚92における毛91の周辺(毛根周辺)に、一例としてニキビ等の隆起部922が存在する場合の、毛切断装置1の使用例を示す。隆起部922は、皮膚92のうち、隆起部922の周辺の皮膚92の表面921に比較して盛り上がった(隆起した)部位である。
すなわち、図9Aに示すように、光放出部40が毛91に接触していない状態では、光放出部40には空気が接することになるため、光放出部40と空気との屈折率の差によって、光放出部40からの光の漏れはほとんど生じない。この状態で、ユーザは、毛切断部材3を、皮膚92の表面921に沿って図9Aにおける矢印A1の向きに移動させる。
毛切断部材3の移動に伴って、図9Bに示すように、光放出部40は、毛切断部材3の進行方向の前方(つまりZ軸の正の向き)に位置する毛91に接触する。このとき、光放出部40と毛91との屈折率の差によって、光放出部40からの光(第1放出光Op1)が毛91に漏れ出すようにして毛91に放出する。光放出部40から毛91に第1放出光Op1が放出すると、光放出部40から毛91に放出する光(第1放出光Op1)のエネルギにて、毛91が切断される。
さらに、図9Bに示す状態において、光放出部40は、皮膚92における毛91の周辺の隆起部922にも接触する。このとき、光放出部40と皮膚92の表面921(隆起部922)との屈折率の差によって、光放出部40からの光が皮膚92に漏れ出すようにして皮膚92に放出する。すなわち、光放出部40の屈折率は、皮膚92の表面921の屈折率よりも小さいので、光放出部40に皮膚92が接触した状態では、光放出部40から皮膚92に光が漏れ出すことになり、光放出部40から皮膚92に光(第2放出光Op2)が放出される。このとき、光放出部40から皮膚92には第2放出光Op2が直接的に放出され、第2放出光Op2は、主として隆起部922に放出される。特に本実施形態では、光導波路4のうち、隆起部922に直接接触する部位は、クラッド部42となる可能性が高く、第2放出光Op2のエネルギは、第1放出光Op1に比べて低い。
(2.5)毛切断部材の交換
ところで、本実施形態では、フェルール71がレセプタクル部81から取り外し可能であることから、毛切断部材3の取り替え(交換)が容易である。以下、毛切断部材3の交換作業について説明する。
ところで、本実施形態では、フェルール71がレセプタクル部81から取り外し可能であることから、毛切断部材3の取り替え(交換)が容易である。以下、毛切断部材3の交換作業について説明する。
毛切断部材3は、経年劣化によって、交換時期が到来する可能性がある。具体的には、光導波路4の光放出部40が、皮膚92及び毛91等と繰り返し接触することによってダメージを受け、光の放出量が低減し、毛91を切断しきれない状況になる可能性がある。
まずユーザは、装置本体2に装着中にある古くなった毛切断部材3を装置本体2から取り外す作業を行う。具体的には、ユーザは、毛切断部材3の固定キャップ34を緩める方向に指で回転させる。その結果、レセプタクル部81のねじ部810に締結されていたねじ溝341が緩まりながら、固定キャップ34は、X軸の正の方向に移動し、最終的にレセプタクル部81から抜け出す。この状態で、ユーザは、カバー30の外側を手で把持しながらX軸の正の方向へ引っ張ることで、フェルール71、及びホルダ部H1を介してフェルール71と一体的に結合されている光放出モジュールM1を、X軸の正の方向へ引き抜くことができる。その際に、溝部814内に嵌っていた凸部H11も、溝部814に沿ってX軸の正の方向へ移動し、最終的に溝部814から抜け出る(図2参照)。
続いて、ユーザは、例えば新品の毛切断部材3を装置本体2に取り付ける作業を行う。具体的には、ユーザは、そのカバー30の外側を手で把持しながら、先端側にあるフェルール71がレセプタクル部81内に挿入されるように、X軸の負の方向へ押し込む。その際に、ユーザは、ホルダ部H1の凸部H11を目印にしながら、毛切断部材3の周方向の向きを調整する。つまり、ユーザは、凸部H11が、X軸方向において溝部814と対向するように、毛切断部材3の周方向の向きを調整する。そして、凸部H11が溝部814に向かって挿入されるように、そのカバー30をX軸の負の方向へ押し込む。
結果として、フェルール71は、レセプタクル部81内の小径孔812に嵌り込み、ホルダ部H1は、レセプタクル部81内の大径孔813に嵌り込む。この時点で、装置本体2に対する毛切断部材3の周方向に沿った回転が規制されることになる。そして、受光面40Aは、光学系22(第4レンズ224)と近接して対向し、更にコア部41の光軸C1が、光学系22の光軸CX1と、(ユーザが意識しなくても自動的に)合致することになる。要するに、光放出モジュールM1に関する位置決めが容易となっていて、組立性が改善される。
最後にユーザは、固定キャップ34をレセプタクル部81に取り付けることで、毛切断部材3が装置本体2から抜けにくくなる。なお、毛切断部材3のうち、固定キャップ34は、使いまわしでもよいし、新しいものと交換されてもよい。
このように毛切断部材3は、装置本体2のレセプタクル部81から取り外し可能に装着されるため、結果的に、組立性が改善されていて、また光学調整が容易である。
上記の例では、ユーザの交換作業を想定して説明したが、この組立性の改善は、ユーザの交換作業のみに作用するものではなく、例えば、毛切断装置1の製造時における作業者の組立作業にも作用し得る。
(2.6)制御回路
次に、制御回路6の構成について、図10〜図11を参照して説明する。制御回路6は、図10に示すように、光源21、電池23、ファン24、及び操作部26等に電気的に接続されている。制御回路6は、入力部61と、モード切替部62と、出力調整部63と、駆動部64と、を有している。
次に、制御回路6の構成について、図10〜図11を参照して説明する。制御回路6は、図10に示すように、光源21、電池23、ファン24、及び操作部26等に電気的に接続されている。制御回路6は、入力部61と、モード切替部62と、出力調整部63と、駆動部64と、を有している。
制御回路6は、例えば、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含んでいる。マイクロコントローラは、1以上のメモリに記録されているプログラムを1以上のプロセッサで実行することにより、制御回路6としての機能を実現する。プログラムは、予めメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような非一時的記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。言い換えれば、上記プログラムは、1以上のプロセッサを、制御回路6として機能させるためのプログラムである。
入力部61には、ユーザの操作に応じた電気信号が、操作部26から入力される。例えば、操作部26が、主電源のオン/オフの切り替え、又は、動作モードの切り替え等の操作を受け付けた場合に、その操作に応じた電気信号が入力部61に入力される。
モード切替部62は、光源21の動作モードの切り替えを行う。本実施形態では、光源21の動作モードとしては、後述する第1モード及び第2モードの2種類のモードを有している。モード切替部62は、例えば、入力部61からの電気信号に従って、これら第1モードと第2モードとの切り替えを行う。
駆動部64は、光源21に電力を供給することで光源21を駆動する。つまり、駆動部64は、半導体レーザからなる光源21に駆動電流I1を供給することで、光源21を発光(点灯)させる。ここでは一例として、操作部26を通じて主電源がオンとなることで、光源21の駆動も自動的に開始される。ここで、駆動部64は、光源21を駆動する際には、図10に示すように、発光期間T1と消灯期間T2とを交互に繰り返す矩形波状の駆動電流I1を光源21に供給することで、光源21を発光させる。つまり、駆動部64は、パルス電流からなる駆動電流I1を光源21に供給し、これを受けて、光源21は間欠的に光を発生(点滅)する。
すなわち、駆動電流I1の発光期間T1に光源21は発光し、駆動電流I1の消灯期間T2に光源21は消灯するので、光源21は駆動電流I1の周波数に合わせて間欠的に光を発生(点滅)する。要するに、光源21は、発光期間T1及び消灯期間T2を繰り返すことにより間欠的に光を発生する。本実施形態では一例として、駆動電流I1のデューティ(1周期に占める発光期間T1の割合)は50%であると仮定する。つまり、発光期間T1の時間長さと消灯期間T2の時間長さとは等しい。
ところで、本実施形態では、光源21の動作モードとしては、第1モード及び第2モードの2種類のモードを有している。
第1モードは、皮膚92への作用を優先するモードであって、発光期間T1の時間長さが1万分の1秒以下となるモードである。つまり、光源21の動作モードが第1モードであれば、光源21の発光期間T1の時間長さは、1万分の1秒以下である。言い換えれば、第1モードにおいては、駆動部64は、周波数が5kHz以上の駆動電流I1にて光源21を駆動する。これにより、光源21が連続的に光を発生する最大時間は、10000分の1秒(1/10000s)以下となる。本実施形態では一例として、光源21の動作モードが第1モードである場合における、光源21の発光期間T1の時間長さは15000分の1秒である。
第2モードは、毛91の切断を優先するモードであって、発光期間T1の時間長さが百分の1秒以上となるモードである。つまり、光源21の動作モードが第2モードであれば、光源21の発光期間T1の時間長さは、百分の1秒以上である。言い換えれば、第2モードにおいては、駆動部64は、周波数が50Hz以下の駆動電流I1にて光源21を駆動する。これにより、光源21が連続的に光を発生する最小時間は、100分の1秒(1/100s)以上となる。本実施形態では一例として、光源21の動作モードが第2モードである場合における、光源21の発光期間T1の時間長さは80分の1秒である。
ここで、制御回路6は、これら第1モードと第2モードとの切り替えを行うモード切替部62を有している。すなわち、本実施形態では、光源21の動作モードは、発光期間T1の時間長さが1万分の1秒以下である第1モードと、発光期間T1の時間長さが百分の1秒以上である第2モードと、の切り替えが可能である。
出力調整部63は、駆動部64を制御することで光源21の出力を調整する。出力調整部63での調整対象となる光源21の出力は、光源21が発生する光強度(明るさ)及び光の波長等を含む。出力調整部63は、例えば、入力部61からの電気信号に従って、光源21の出力の調整を行う。
特に、本実施形態では、上述したように、光導波路4を通る光のパワー密度は、光源21からの出力にて調整されている。そのため、出力調整部63は、光源21の出力の大きさ(パワー密度)を調整することによって、光導波路4を通る光のパワー密度を調整する。具体的には、出力調整部63は、駆動部64から光源21に供給される駆動電流I1の大きさを変化させることで、光源21から光導波路4に出力される光のパワー密度を調整する。
さらに、上述したように、光導波路4を通る光のパワー密度が可変である場合、パワー密度の変化は、出力調整部63にて実現される。すなわち、出力調整部63は、光源21の出力の大きさ(パワー密度)を変化させることで、光導波路4を通る光のパワー密度を変化させる。出力調整部63は、例えば、入力部61からの電気信号に従って、これら光源21の出力の大きさ(パワー密度)を変化させる。
[動作例]
次に、上述した制御回路6を備えた毛切断装置1の動作例について、図11を参照して説明する。図11は、毛切断装置1の動作モード(第1モード及び第2モード)の切り替えに関する動作例を示すフローチャートである。
次に、上述した制御回路6を備えた毛切断装置1の動作例について、図11を参照して説明する。図11は、毛切断装置1の動作モード(第1モード及び第2モード)の切り替えに関する動作例を示すフローチャートである。
毛切断装置1は、まず、光源21の動作モードが第1モードであるか否かの判定を行う(ST1)。このとき、動作モードが第1モードであれば(ST1:Yes)、毛切断装置1は、発光期間T1の時間長さを1万分の1秒以下に設定して、駆動部64にて光源21を駆動する(ST2)。一方、動作モードが第1モードでなければ(ST1:No)、毛切断装置1は、処理ST2をスキップして処理ST3に移行する。
処理ST3では、毛切断装置1は、光源21の動作モードが第2モードであるか否かの判定を行う。このとき、動作モードが第2モードであれば(ST3:Yes)、毛切断装置1は、発光期間T1の時間長さを100分の1秒以上に設定して、駆動部64にて光源21を駆動する(ST4)。一方、動作モードが第2モードでなければ(ST3:No)、毛切断装置1は、処理ST4をスキップして処理を終了する。
毛切断装置1は、上記処理ST1〜ST4を繰り返し実行する。図11に示すフローチャートは、毛切断装置1の動作の一例に過ぎず、例えば、処理の順序が適宜入れ替わってもよいし、適宜、処理が追加又は省略されてもよい。
(3)作用
次に、本実施形態に係る毛切断装置1にて期待し得る作用について説明する。
次に、本実施形態に係る毛切断装置1にて期待し得る作用について説明する。
まず、毛切断装置1の基本的な機能である毛91の切断については、「(2.4)使用例」の欄で説明したようなメカニズムにより実現される。
本実施形態では、光放出部40の第1放出光Op1は、400nm以上700nm以下の波長を持つので、例えば、ケラチン及び水等の毛91に含まれる発色団に吸収されやすい。また少なくとも毛91の切断時において、光導波路4を通る光のパワー密度は50kW/cm2以上である。そのため、光放出部40から毛91に放出する第1放出光Op1においても、毛91を切断するのに十分なパワー密度(50kW/cm2以上)を持ち得る。
次に毛切断装置1の副次的な機能である皮膚92への作用について説明する。本実施形態では、光放出部40の第2放出光Op2は、400nm以上700nm以下の波長を持つので、殺菌又は活性化等の皮膚92への作用も期待できるようになる。つまり、皮膚92に放出する第2放出光Op2が、例えば、400nm以上450nm以下の波長を持つ場合、皮膚92に存在するアクネ菌等に対する殺菌作用が期待できる。特に、図8A及び図8Bに例示したように、皮膚92における毛91の周辺に、ニキビ等の隆起部922が存在する場合には、隆起部922に第2放出光Op2が直接的に放出し、より効果的な殺菌作用等を期待できる。さらに、第2放出光Op2が、例えば、450nm以上700nm以下の波長を持つ場合、皮膚92の活性化作用が期待できる。つまり、第2放出光Op2が皮膚92に放出されることによって、皮膚92が活性化され、肌質の改善等のいわゆる「美肌効果」といった作用が期待できる。
また本実施形態では、「(2.3.7)位置調整機構、及び規制部」の欄で説明したように位置調整機構Z1が設けられている。そのため、例えば、ユーザが毛91を切断する際に、皮膚92がカバー30側に強く押し付けされた場合に、保持部材5及び固定ブロック32を介して、光導波路4が、カバー30に対して相対的に変位する。したがって、カバー30に接触する皮膚92が光導波路4に近づき過ぎてしまう可能性を抑制できる。結果的に、使い勝手が改善された毛切断装置1を提供できる、という利点がある。
また位置調整機構Z1は、光導波路4と皮膚92との距離を基準値Rf1に近づけるように調整するため、使い勝手が更に改善される。さらに、位置調整機構Z1が、保持部材5における皮膚92と対向する側とは反対側に配置されるため、皮膚92と保持部材5とが対向する対向方向(Y軸の方向)における、光導波路4とカバー30との相対的な位置関係を容易に調整できる。
特に規制部K1が設けられていることで、光導波路4と皮膚92との距離の調整を行う場合に、保持部材5が、皮膚92と保持部材5との対向方向(Y軸の方向)以外の方向(例えばX軸やZ軸の方向)へ移動してしまって調整力が弱まる可能性を低減できる。
(4)変形例
本実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。本実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
本実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。本実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
また上記実施形態に係る毛切断装置1(特に制御回路6)と同様の機能は、毛切断方法、コンピュータプログラム、又はコンピュータプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。以下、上記実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
本開示における毛切断装置1(特に制御回路6)は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における制御回路6としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1ないし複数の電子回路で構成される。
また、毛切断装置1における複数の機能が、1つのハウジング内に集約されていることは必須の構成ではない。例えば、毛切断装置1の構成要素は、複数のハウジングに分散して設けられていてもよい。反対に、毛切断装置1における複数の機能が、1つのハウジング内に集約されてもよい。さらに、毛切断装置1の少なくとも一部の機能、例えば、毛切断装置1の一部の機能がクラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。
(4.1)第1変形例
本実施形態の第1変形例に係る毛切断装置1Aについて、図12A及び図12Bを参照して説明する。ただし、以下の第1変形例について、毛切断装置1と実質的に共通する構成要素については同じ参照符号を付して、その説明を適宜省略する場合がある。
本実施形態の第1変形例に係る毛切断装置1Aについて、図12A及び図12Bを参照して説明する。ただし、以下の第1変形例について、毛切断装置1と実質的に共通する構成要素については同じ参照符号を付して、その説明を適宜省略する場合がある。
図12Aに示すように、毛切断装置1Aは、全体としての外観が電気シェーバに近い形状である。毛切断装置1Aの装置本体2は、細長い筒状であり、装置本体2の先端に毛切断部材3(ヘッド)が装着されている。特に毛切断装置1Aは、毛切断部材3(ヘッド)の長手方向、及び光導波路4の光軸C1が、装置本体2の長手方向と直交する点で、毛切断装置1と相違する。
毛切断装置1Aは、装置本体2のケース20内の光学系22から出射される光を、フェルール71内の受光面40Aまで導くように反射する1又は複数のミラーを、毛切断部材3又は装置本体2の内部に備えることが好ましい。
このように構成された毛切断装置1Aにおいても、図12Bに示すように、位置調整機構Z1及び一対の規制部K1を備えている。したがって、使い勝手が改善された毛切断装置1Aを提供できる。図12Bは、毛切断部材3を、装置本体2の長手方向と直交する平面で切った断面図である。
なお、本開示における「毛切断装置」の外観形状は、毛切断装置1、及び毛切断装置1Aの形状に限定されず、他にも毛切断部材3(ヘッド)の長手方向の長さが、装置本体2の幅よりも大きいT字形状の外観でもよい。また「毛切断装置」の外観形状は、Y字形状、L字形状、又はカード型形状の外観でもよい。
また毛切断装置1Aの他の例(第1例)として、図13Aに示すように、位置調整機構Z1は、コイルばねZ11(弾性体E1)と一対の突出部Z12とからなる調整部を2組備えてもよい。2組の調整部は、カバー30の天面302と固定ブロック32との間で、固定ブロック32の長手方向に沿って並んでいる。このように、調整部が2組以上設けられていることで、より安定的な位置関係の調整が可能となる。位置調整機構Z1は、調整部を3組以上備えてもよい。
また毛切断装置1Aの他の例(第2例)として、図13Bに示すように、位置調整機構Z1は、一対の突出部Z12の代わりに、位置決め軸部Z13と、位置決め軸部Z13が挿入される穴部を有した軸受け突起Z14と、を有してもよい。図13Bの例では、位置調整機構Z1は、コイルばねZ11(弾性体E1)と位置決め軸部Z13と軸受け突起Z14とからなる調整部を2組備えている。ただし、調整部は、1組でも3組以上でもよい。図13Bでは、コイルばねZ11に関しては断面図で図示している。コイルばねZ11は、軸受け突起Z14の周囲を囲むように配置される。
図13Bの例では、位置決め軸部Z13は、固定ブロック32に設けられ、軸受け突起Z14は、カバー30に設けられている。ただし、位置決め軸部Z13は、カバー30に設けられ、軸受け突起Z14は、固定ブロック32に設けられてもよい。
このように、位置決め軸部Z13及び軸受け突起Z14が設けられていることで、より安定的な位置関係の調整が可能となる。
また図13Bに示す毛切断装置1Aでは、位置決め軸部Z13及び軸受け突起Z14は、図5A及び図5Bに示した毛切断装置1と異なり、光放出モジュールM1が、固定ブロック32の2つの軸部K11の中心軸を中心に回転することを規制する。つまり、位置決め軸部Z13及び軸受け突起Z14は、光導波路4の光軸C1の方向に沿って見て、皮膚92と対向する光放出モジュールM1の向きが変位することを規制する規制部K2に相当する。したがって、規制部K2は、光導波路4と皮膚92との距離の調整を行う場合に、光放出モジュールM1の向きが変位してしまう可能性を低減できる。
規制部K2は、規制部K1と同様に、保持部材5が、光導波路4の光軸C1に沿った方向に移動すること、並びに、光導波路4の光軸C1の方向及び皮膚92と光放出モジュールM1との対向方向にそれぞれ直交する方向に移動すること、を規制する。したがって、更に安定的な位置関係の調整が可能となる。
また毛切断装置1Aの他の例(第3例)として、図13Cに示すように、位置調整機構Z1は、コイルばねZ11(弾性体E1)と一対の突出部Z12とからなる調整部を2組備えてもよい。さらにその2組の調整部が、固定ブロック32の、光導波路4の光軸C1の方向における両側にそれぞれ配置されてもよい。各調整部の一対の突出部Z12の一方は、固定ブロック32の側面324に配置され、他方は、側面324と対向するカバー30の内側面に配置される。この場合においても、皮膚92がカバー30側に強く押し付けされた場合に、保持部材5及び固定ブロック32を介して、光導波路4が、カバー30に対して相対的に変位する。したがって、カバー30に接触する皮膚92が光導波路4に近づき過ぎてしまう可能性を抑制できる。なお、光導波路4が、カバー30の天面302に近づく方向に変位する距離を制限する制限部V1が設けられてもよい。制限部V1は、カバー30の天面302に配置され、固定ブロック32がカバー30の天面302に向かって変位した際に、固定ブロック32の第2面322と接触することで、それ以上に光導波路4が変位することを制限する。
また毛切断装置1Aの他の例(第4例)として、図13Dに示すように、位置調整機構Z1は、コイルばねZ11(弾性体E1)及び一対の突出部Z12の代わりに、弾性シート部材N1(弾性体E1)を備えてもよい。言い換えると、弾性体E1は、コイルばねZ11に限定されず、例えば弾性シート部材N1でもよい。弾性シート部材N1は、例えば、カバー30の天面302及び固定ブロック32の第2面322の少なくとも一方に貼着されている。この場合においても、皮膚92がカバー30側に強く押し付けされた場合に、弾性シート部材N1が変形し、保持部材5及び固定ブロック32を介して、光導波路4が、カバー30に対して相対的に変位する。したがって、カバー30に接触する皮膚92が光導波路4に近づき過ぎてしまう可能性を抑制できる。
なお、図13A〜図13Dの構成は、毛切断装置1にも適用可能である。
(4.2)第2変形例
本実施形態の第2変形例に係る毛切断装置1Bについて、図14A〜図15を参照して説明する。ただし、以下の第2変形例について、毛切断装置1と実質的に共通する構成要素については同じ参照符号を付して、その説明を適宜省略する場合がある。
本実施形態の第2変形例に係る毛切断装置1Bについて、図14A〜図15を参照して説明する。ただし、以下の第2変形例について、毛切断装置1と実質的に共通する構成要素については同じ参照符号を付して、その説明を適宜省略する場合がある。
図14A及び図15に示すように、毛切断装置1Bは、検知部Q1と、制御部65と、を更に備えている。また本変形例の位置調整機構Z1は、コイルばねZ11(弾性体E1)及び一対の突出部Z12の代わりに、アクチュエータU1を備えている。また本変形例では、規制部K1は省略されている。
アクチュエータU1は、カバー30の天面302及び固定ブロック32の第2面322の間に介在する。アクチュエータU1は、接続線(第1接続線101及び第2接続線102:図15参照)を介して、制御回路6と電気的に接続されている。アクチュエータU1は、制御部65から駆動信号を受けて、Y軸の方向における固定ブロック32の位置を機械的に調整するように構成される。つまり、アクチュエータU1は、固定ブロック32及び保持部材5を介して、光導波路4を、カバー30の天面302に近づけたり、天面302から離したりすることが可能である。アクチュエータU1は、例えば圧電アクチュエータやソレノイドを用いたアクチュエータを想定するが、特に限定されない。
検知部Q1は、接触する皮膚92に関する物理量を検知する。検知部Q1は、光導波路4の周囲に配置される。具体的には、検知部Q1は、カバー30の開口部31内において、検知面がY軸の負の側(皮膚92の側)を向くように配置されている。ここでは一例として、検知部Q1は、近接してくる皮膚92までの距離を計測する距離センサを含むことを想定する。
距離センサの種類は特に限定されず、光学式センサでも超音波式のセンサでもよい。また「物理量」は、皮膚92の食い込み量、及び、皮膚92への押込み量の少なくとも一方に関する量であればよい。検知部Q1は、距離センサの代わりに又は距離センサに加えて、皮膚92への押込み量(言い換えると皮膚92から受ける押付力)を検知する圧力センサを含んでもよい。
検知部Q1は、接続線(第1接続線101及び第2接続線102:図15参照)を介して、制御回路6と電気的に接続されている。検知部Q1は、皮膚92までの距離(言い換えると皮膚92の食い込み量)を示す検知信号を、制御部65に送信する。皮膚92の食い込み量は、例えば、開口部31の開口面を基準とし、開口面よりも内側に食い込んだ量を意味する。
アクチュエータU1及び検知部Q1からそれぞれ導出されている複数の第1接続線101は、固定部材F1を介してホルダ部H1内で保持される。そして、各第1接続線101の先端にある導体部101A(図15参照:例えば接続ピン)が、ホルダ部H1のX軸の負の側の一端部から露出される。一方、レセプタクル部81には、制御回路6と電気的に接続されている複数の第2接続線102(図15参照)が埋め込まれている。各第2接続線102の先端にある導体部102A(図15参照:例えばピン受け部)が、レセプタクル部81のX軸の正の側の一端部(周縁部815:図2参照)から露出されている。凸部H11が溝部814内をX軸の負の向きに奥まで挿入されることで(図4参照)、ホルダ部H1から露出する各第1接続線101の導体部101Aが、対応する第2接続線102の導体部102Aと接続される。要するに、毛切断部材3が装置本体2に取り付けられることで、光導波路4が光学系22を介して光源21と光学的に結合されるだけでなく、アクチュエータU1及び検知部Q1が、接続線(101,102)を介して制御回路6と電気的に接続されることになる。
制御部65は、少なくとも検知部Q1の検知結果に応じて、位置関係を変更するように位置調整機構Z1(アクチュエータU1)を制御する。制御部65は、検知部Q1から受信する検知信号を監視する。検知部Q1は、皮膚92までの距離に基づく判定処理、つまり皮膚92の食い込み量に基づく判定処理を実行する。制御部65は、物理量(ここでは食い込み量)が規定値以上となったか否かを判定する。具体的には、制御部65は、検知信号に基づき、食い込み量が、規定値以上となったと判定すると、アクチュエータU1に駆動信号を送信して、アクチュエータU1の駆動を開始する。言い換えると、食い込み量が、規定値未満であれば、アクチュエータU1の駆動は開始されず、光導波路4とカバー30とは「初期の位置関係」が維持される。
アクチュエータU1は、駆動信号に基づき、光導波路4と皮膚92との距離を、「初期の位置関係」にあるときの基準値Rf1(図6A参照)に近づけるように、固定ブロック32の位置調整を行う。結果的に、食い込み量が規定値以上となった場合には、光導波路4は、保持部材5及び固定ブロック32を介して、概ね食い込み量の分だけカバー30の天面302に近づく方向に移動する。制御部65は、食い込み量が規定値以上であるという条件を満たしている間、食い込み量の変化に追従して、アクチュエータU1を制御して固定ブロック32の位置調整を行う。
ところで、制御部65は、物理量が、上記の規定値よりも大きい所定値以上となったと判定すると、具体例で言えば、アクチュエータU1の追従可能な可動領域を超えるほどの食い込み量が検知されると、異常の発生と判定する。制御部65は、異常の発生と判定すると、駆動部64に光源21の駆動を停止させる(光出力の停止)、又は出力調整部63に、光源21の光出力を低減させる。この場合、制御部65は、ユーザに異常通知を行うことが好ましい。異常通知は、装置本体2に設けられる表示灯からの発光、又は音声出力等の適宜の通知手段によって通知される。
制御部65は、食い込み量が、規定値以上となった後に規定値未満となると、アクチュエータU1を制御して、光導波路4とカバー30とが「初期の位置関係」となるように、固定ブロック32を元の位置に変位させる。
なお、本変形例では、制御部65の機能が、装置本体2側にある制御回路6に設けられているが、制御部65の機能は、毛切断部材3側に設けられてもよい。例えば、制御部65の機能を有するマイクロコントローラが、カバー30内のアクチュエータU1の近傍に設置されてもよい。
[動作例]
以下、上述した制御部65を備えた毛切断装置1Bの動作例について、図14Bを参照して簡単に説明する。
以下、上述した制御部65を備えた毛切断装置1Bの動作例について、図14Bを参照して簡単に説明する。
毛切断装置1Bは、例えば、主電源がオンになると、検知部Q1から受信する検知信号の監視を開始する(ST11:計測開始)。
毛切断装置1Bは、食い込み量が規定値以上となったと判定すると(ST12:Yes)、アクチュエータU1の駆動を実行する。すなわち、アクチュエータU1(位置調整機構Z1)は、光導波路4と、カバー30との相対的な位置関係を調整する(調整ステップ)。
毛切断装置1Bは、食い込み量が規定値未満であれば(ST12:No)、アクチュエータU1の駆動を開始せず、「初期の位置関係」を維持する。図14Bに示すフローチャートは、毛切断装置1Bの動作の一例に過ぎず、例えば、処理の順序が適宜入れ替わってもよいし、適宜、処理が追加又は省略されてもよい。
このように本変形例では、アクチュエータU1によって位置調整が行われるため、より精度の高い位置関係の調整が可能となり、使い勝手が更に改善される。
なお、毛切断装置1Bは、検知部Q1における検知結果を用いて、光源21の駆動を自動的に開始し、自動的に光出力を停止(又は制限)してもよい。つまり、主電源がオンになると直ちに光源21の駆動が自動的に開始されるのではなく、検知部Q1により、皮膚92の近接又は接触を検知してから、光源21の駆動が自動的に開始されてもよい。
(4.3)その他の変形例
例えば、光源21等を収容する装置本体2(ケース20)は、グリップに相当することを想定したが、ケース20とは別体にグリップ部が設けられていて、ケース20とグリップ部とが連結されてもよい。そして、ケース20内の収容物は、ケース20とグリップ部とに分散的に収容されてもよい。
例えば、光源21等を収容する装置本体2(ケース20)は、グリップに相当することを想定したが、ケース20とは別体にグリップ部が設けられていて、ケース20とグリップ部とが連結されてもよい。そして、ケース20内の収容物は、ケース20とグリップ部とに分散的に収容されてもよい。
また、操作部26は、メカニカルスイッチに限らず、タッチスイッチ、光学式若しくは静電容量式の非接触スイッチ、又はジェスチャセンサ等であってもよい。さらに、操作部26は、例えば、スマートフォン等の外部端末からの操作信号を受け付ける通信部、又はユーザの音声操作を受け付ける音声入力部等であってもよい。
また、毛切断装置1は、物理的な「刃」にて毛91を切断するシェーバ(刃が駆動される電気シェーバを含む)等と組み合わされてもよい。この場合、毛切断装置1は、光放出部40に加えて、物理的な「刃」を有することで、光放出部40から放出される光と物理的な「刃」との両方で、毛91を切断できる。
また、光導波路4は、コア部41及びクラッド部42が合成石英製である光ファイバに限らず、例えば、石英(SiO2)製又はプラスチック製の光ファイバであってもよい。プラスチック製の光ファイバの例としては、クラッド部42がフッ素系ポリマ等からなり、コア部41が完全フッ素化ポリマ、ポリメタクリル酸メチル系又はポリカーボネート等からなる光ファイバがある。さらに、光導波路4は、スラブ導波路、矩形光導波路又はフォトニック結晶ファイバ等であってもよい。
また、光導波路4は、最小限の構成としてコア部41を有していればよく、クラッド部42は適宜省略されていてもよい。
また、保持部材5における接着部材52の屈折率が光放出部40(コア部41)の屈折率よりも小さいことは、毛切断装置1に必須の構成ではない。つまり、接着部材52の屈折率は、コア部41の屈折率以上であってもよい。
またホルダ部H1内における固定部材F1の屈折率がコア部41の屈折率よりも小さいことは、毛切断部材3、及び毛切断装置1に必須の構成ではない。つまり、固定部材F1の屈折率は、コア部41の屈折率以上であってもよい。同様に、フェルール71内における接着部材G1の屈折率がコア部41の屈折率よりも小さいことは、毛切断部材3、及び毛切断装置1に必須の構成ではない。つまり、接着部材G1の屈折率は、コア部41の屈折率以上であってもよい。
また光源21は、単一波長の光に限らず、例えば、複数の波長の光を発生してもよい。この場合、光源21は、複数の波長の光を、同時に発生してもよいし、順次切り替えながら発生してもよい。この構成では、光放出部40から毛91に放出する光(第1放出光Op1)は、複数の波長に対応する複数の発色団を標的とし得るので、複数種類の分子の結合を破壊することができ、毛91の切断効率の向上を図ることができる。
また毛切断部材3は、光導波路4を複数備えていてもよい。この場合、毛切断部材3は、複数の光導波路4の各々の光放出部40にて毛91に光を放出して毛91を切断することが可能になる。ここで、複数の光導波路4は、同一の波長の光を通してもよいし、互いに異なる複数の波長の光を通してもよい。この場合、フェルール71内においては、複数の光導波路4が中心寄りに集まって配置されてもよい。あるいは光導波路4と一対一で対応するようにフェルール71が複数設けられてもよい。
また光源21の動作モードについて、第1モードと第2モードとの切替えが手動で行われているが、この例に限らず、第1モードと第2モードとの切替えが自動的に行われてもよい。例えば、制御回路6が、皮膚92の接触状態に応じて、第1モードと第2モードとの切替えを自動的に行ってもよい。
電池23は、二次電池に限らず、一次電池であってもよい。さらに、毛切断装置1は、電池駆動式に限らず、例えば、系統電源(商用電源)等の外部電源からの電力供給を受けて動作してもよい。この場合、毛切断装置1としての電池23は省略可能である。
また、光導波路4を通る光のパワー密度は、光源21からの出力以外で調整されていてもよい。例えば、光学系22又は光導波路4に含まれる光学フィルタにて、光導波路4を通る光のパワー密度が調整されてもよい。あるいは、光導波路4の曲率半径を変えることによって、光導波路4を通る光のパワー密度が調整されてもよい。光導波路4の一部からコア部41を露出させ、コア部41から光の一部を漏洩させることで、光導波路4を通る光のパワー密度が調整されてもよい。
また、光導波路4における受光面40Aと反対側の終端面40Bにミラーが配置され、光導波路4の先端部まで到達する光がミラーにて光導波路4内に反射されるように構成されていてもよい。
また、皮膚92への作用という機能は、あくまで毛切断装置1の副次的な機能であって、適宜省略可能である。つまり、毛切断装置1は、基本的な機能である毛91の切断の機能を有していればよい。
また、二値間の比較において、「以上」としているところは、二値が等しい場合、及び二値の一方が他方を超えている場合との両方を含む。ただし、これに限らず、ここでいう「以上」は、二値の一方が他方を超えている場合のみを含む「より大きい」と同義であってもよい。つまり、二値が等しい場合を含むか否かは、閾値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「未満」においても「以下」と同義であってもよい。
毛切断装置1は、毛切断部材3のカバー30に取外し可能に取り付けられたアタッチメントを備えてもよい。アタッチメントによって、皮膚92の表面921からの光放出部40の高さを増加させてもよい。
(5)まとめ
以上説明したように、第1の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)は、光放出モジュール(M1)と、カバー(30)と、位置調整機構(Z1)と、を備える。光放出モジュール(M1)は、コア部(41)を含む光導波路(4)と、保持部材(5)と、を有する。保持部材(5)は、皮膚(92)から突出する毛(91)に光を放出することで毛(91)の切断を行うようにコア部(41)の少なくとも一部を露出した形態で光導波路(4)を保持する。カバー(30)は、光放出モジュール(M1)を覆うように構成される。位置調整機構(Z1)は、光導波路(4)とカバー(30)との相対的な位置関係を可変とする。第1の態様によれば、毛切断装置(1,1A,1B)が、位置調整機構(Z1)を備えていることで、例えば、カバー(30)に接触する皮膚(92)が光導波路(4)に近づき過ぎてしまう可能性を抑制する。したがって、使い勝手が改善された毛切断装置(1,1A,1B)を提供できる。
以上説明したように、第1の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)は、光放出モジュール(M1)と、カバー(30)と、位置調整機構(Z1)と、を備える。光放出モジュール(M1)は、コア部(41)を含む光導波路(4)と、保持部材(5)と、を有する。保持部材(5)は、皮膚(92)から突出する毛(91)に光を放出することで毛(91)の切断を行うようにコア部(41)の少なくとも一部を露出した形態で光導波路(4)を保持する。カバー(30)は、光放出モジュール(M1)を覆うように構成される。位置調整機構(Z1)は、光導波路(4)とカバー(30)との相対的な位置関係を可変とする。第1の態様によれば、毛切断装置(1,1A,1B)が、位置調整機構(Z1)を備えていることで、例えば、カバー(30)に接触する皮膚(92)が光導波路(4)に近づき過ぎてしまう可能性を抑制する。したがって、使い勝手が改善された毛切断装置(1,1A,1B)を提供できる。
第2の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)に関して、第1の態様において、位置調整機構(Z1)は、光導波路(4)と皮膚(92)との距離を基準値(Rf1)に近づけるように調整する。第2の態様によれば、使い勝手が更に改善される。
第3の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)に関して、第1又は第2の態様において、位置調整機構(Z1)は、保持部材(5)における皮膚(92)と対向する側とは反対側に配置される。第3の態様によれば、皮膚(92)と保持部材(5)とが対向する対向方向における、光導波路(4)とカバー(30)との相対的な位置関係を容易に調整できる。
第4の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)は、第1〜第3の態様のいずれか1つにおいて、保持部材(5)が光導波路(4)の光軸(C1)に沿った方向に移動することを規制する規制部(K1,K2)を更に備える。第4の態様によれば、例えば、光導波路(4)と皮膚(92)との距離の調整を行う場合に、その調整力が、保持部材(5)の上記方向への移動によって弱まる可能性を低減できる。
第5の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)は、第1〜第4の態様のいずれか1つにおいて、規制部(K1,K2)を更に備える。規制部(K1,K2)は、保持部材(5)が、光導波路(4)の光軸(C1)の方向、及び皮膚(92)と光放出モジュール(M1)とが対向する対向方向にそれぞれ直交する方向に移動することを規制する。第5の態様によれば、例えば、光導波路(4)と皮膚(92)との距離の調整を行う場合に、その調整力が、保持部材(5)の上記方向への移動によって弱まる可能性を低減できる。
第6の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)は、第1〜第5の態様のいずれか1つにおいて、光導波路(4)の光軸(C1)の方向に沿って見て、皮膚(92)と対向する光放出モジュール(M1)の向きが変位することを規制する規制部(K2)を更に備える。第6の態様によれば、光導波路(4)と皮膚(92)との距離の調整を行う場合に、光放出モジュール(M1)の向きが変位してしまう可能性を低減できる。
第7の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)に関して、第1〜第6の態様のいずれか1つにおいて、位置調整機構(Z1)は、位置関係を初期の位置関係となるように付勢する弾性体(E1)を有する。第7の態様によれば、比較的に簡素な構成によって位置調整機構(Z1)を実現できる。
第8の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)は、第1〜第7の態様のいずれか1つにおいて、検知部(Q1)と、制御部(65)と、を更に備える。検知部(Q1)は、接触する皮膚(92)に関する物理量を検知するための部位である。制御部(65)は、少なくとも検知部(Q1)の検知結果に応じて、位置関係を変更するように位置調整機構(Z1)を制御する。第8の態様によれば、より精度の高い位置関係の調整が可能となり、使い勝手が更に改善される。
第9の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)に関して、第8の態様において、物理量は、皮膚(92)の食い込み量、及び、皮膚(92)への押込み量の少なくとも一方に関する。第9の態様によれば、より実現しやすい構成の検知部(Q1)により位置関係の調整が可能となる。
第10の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)に関して、第8又は第9の態様において、制御部(65)は、物理量が規定値以上となったか否かを判定する。第10の態様によれば、判定結果を利用した位置調整機構(Z1)に関する制御を実現しやすくなる。
第11の態様に係る毛切断装置(1,1A,1B)に関して、第1〜第10の態様のいずれか1つにおいて、位置調整機構(Z1)は、傾くことを許容するように構成される。すなわち、位置調整機構(Z1)は、位置関係が初期の位置関係における保持部材(5)が光導波路(4)の光軸(C1)の方向に対して、傾くことを許容するように構成される。第11の態様によれば、例えば皮膚(92)の凹凸面に対応しつつ、位置関係の調整が可能となる。
第12の態様に係る毛切断方法は、光放出ステップと、調整ステップと、を含む。光放出ステップでは、光放出モジュール(M1)から、皮膚(92)から突出する毛(91)に光を放出させることで、毛(91)の切断を行う。光放出モジュール(M1)は、コア部(41)を含む光導波路(4)と、コア部(41)の少なくとも一部を露出した形態で光導波路(4)を保持する保持部材(5)と、を有する。調整ステップでは、光導波路(4)と、光放出モジュール(M1)を覆うように構成されるカバー(30)との相対的な位置関係を調整する。第12の態様によれば、使い勝手が改善された毛切断方法を提供できる。
第2〜11の態様に係る構成については、毛切断装置(1,1A,1B)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
毛切断装置は、家庭用、又は美容、医療若しくは介護等の様々な分野において、人又は人以外の動物の様々な毛の切断に適用することができる。
1,1A,1B 毛切断装置
30 カバー
4 光導波路
41 コア部
5 保持部材
65 制御部
91 毛
92 皮膚
C1 光軸
E1 弾性体
M1 光放出モジュール
K1,K1 規制部
Q1 検知部
Rf1 基準値
Z1 位置調整機構
30 カバー
4 光導波路
41 コア部
5 保持部材
65 制御部
91 毛
92 皮膚
C1 光軸
E1 弾性体
M1 光放出モジュール
K1,K1 規制部
Q1 検知部
Rf1 基準値
Z1 位置調整機構
Claims (11)
- コア部を含む光導波路と、皮膚から突出する毛に光を放出することで前記毛の切断を行うように前記コア部の少なくとも一部を露出した形態で前記光導波路を保持する保持部材と、を有する光放出モジュールと、
前記光放出モジュールを覆うように構成されるカバーと、
前記光導波路と前記カバーとの相対的な位置関係を可変とする位置調整機構と、
を備える、
毛切断装置。 - 前記位置調整機構は、前記光導波路と前記皮膚との距離を基準値に近づけるように調整する、
請求項1に記載の毛切断装置。 - 前記位置調整機構は、前記保持部材における前記皮膚と対向する側とは反対側に配置される、
請求項1又は2に記載の毛切断装置。 - 前記保持部材が前記光導波路の光軸に沿った方向に移動することを規制する規制部を更に備える、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の毛切断装置。 - 前記保持部材が、前記光導波路の光軸の方向、及び前記皮膚と前記光放出モジュールとが対向する対向方向にそれぞれ直交する方向に移動することを規制する規制部を更に備える、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の毛切断装置。 - 前記光導波路の光軸の方向に沿って見て、前記皮膚と対向する前記光放出モジュールの向きが変位することを規制する規制部を更に備える、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の毛切断装置。 - 前記位置調整機構は、前記位置関係を初期の位置関係となるように付勢する弾性体を有する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の毛切断装置。 - 接触する前記皮膚に関する物理量を検知するための検知部と、
少なくとも前記検知部の検知結果に応じて、前記位置関係を変更するように前記位置調整機構を制御する制御部と、
を更に備える、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の毛切断装置。 - 前記物理量は、前記皮膚の食い込み量、及び、前記皮膚への押込み量の少なくとも一方に関する、
請求項8に記載の毛切断装置。 - 前記制御部は、前記物理量が規定値以上となったか否かを判定する、
請求項8又は9に記載の毛切断装置。 - 前記位置調整機構は、前記保持部材が、前記位置関係が初期の位置関係における前記光導波路の光軸の方向に対して、傾くことを許容するように構成される、
請求項1〜10のいずれか1項に記載の毛切断装置。
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