JP5746694B2 - 光学ブレードおよび毛切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、人体の一部または動物の体の一部の皮膚に近い毛を切断するように適合された、毛切断装置に関し、毛を切断するために光放射を発生するように適合された光源、好ましくはレーザ光源と、光放射を案内するように適合されたブレード本体を有する光学ブレードを有し、このブレード本体は皮膚の処置領域の幅を決定する細長い方向を有し、このブレード本体はさらに、細長い方向に直角なブレード方向にテーパにされた幅を有するとともに光放射が光学ブレードから出ることを可能にするように適合されたテーパ形端部とを有し、光学集束ユニットをする。本発明はまた毛切断装置のための使用の方法に関する。

特許文献１は、電磁放射を使用して毛幹を切断するコンパクトで携帯式の光学シェービング装置を記述する。好適な実施形態によれば、この光学シェービング装置は、１つまたは複数の光学構成部品に接続する出力源を含む。光学ブレード等の光学装置は、光学構成部品のアレイに接続し得るとともに位置調整される。光学構成部品は、出力源からの電気エネルギに基づいて、光を光学素子に供給することができる。光学構成部品または光学素子は毛幹を切断するために、電磁放射を操作するとともに方向付けることができる。

顔のおよび／または体の毛の除去にために一般に使用された伝統的なシェービング方法は、皮膚へのダメージの潜在的リスクを避けながら毛の選択的な除去を確実にするよう適合されたある種の選択手段を用いる。一般的なフォイルおよび回転シェービングシステム等、典型的な電気的シェービング手段では、選択手段は、それを通って、皮膚が実質的に貫通することができず、過度な皮膚へのダメージおよび痛みを避ける一方で、毛が実質的に貫通するとともに切断室内に入ることができる、機械的フィルタを有する。回転式シェーバーでは、操作は好ましくはシェービングヘッドにより行われるとともに切断は好ましくはナイフにより行われる。ブレードシェーバーに対して、選択手段は一般的に、皮膚伸張器およびブレードにさらされる皮膚の量を制限する滑りストリップの組み合わせによる機械的装置を有し、一方、ナイフの後ろのばねシステムが皮膚を切断することを避けるために、局所的なブレード−皮膚の相互作用力を効果的に制限する。切断機構を有する毛−皮膚選択性に適合された手段は、許容可能な皮膚の痛みの量をバランスさせるために、シェービング技術の潜在的な接近を能動的に制限する。

従来の電気シェービングシステムは、皮膚の偶発的な切断および皮膚の痛み、切り傷を避けるために、回転／フォイルシェーバー等、切断要素の皮膚への近接を制限する、またはブレードへーバー等、ブレードが皮膚に加える力の量を制限する。従来のシェービング技術によるシェービングプロセスは、一般的に次のサブプロセスの幾つかまたは全てを有する：皮膚の前処理、皮膚の操作、毛の操作、毛の引き込み、毛の切断および皮膚の後処理。希望の結果に影響を与える多くのプロセス変数があり、これらは、例えば湿度や温度等、環境条件、例えば速度、時間、精度および圧力等、装置の取り扱い、能力および毛／皮膚の特性に従う装置の輪郭などである。

従来のシェービング方法それぞれの方法は、その固有の特性に強く依存する近さと痛みとをバランスさせる。ブレードシェーバーのシステムでは、多くの連続して通過するブレードそれぞれが毛を切断すると同時に引き込む、すなわち、ブレードは毛を切断すると同時に毛を引っ張る。次のブレードはその後、さらに低い高さにおいて毛を切断することができ、優れた接近をもたらす。回転シェービングに対して、接近は毛の操作と毛の引き込みとの組み合わせを通じて得られ、組み合わさって妥当な接近をもたらす。毛の引き込みのための明確な手段を欠いているフォイルシェーバーは、接近を実現するために、皮膚および毛の操作を組み合わせた薄いフォイルに主に頼る。

記載されたそれぞれの方法に関して、シェービングプロセス中の皮膚の無傷を保持することおよび快適さを保つことの要求により強いられる制限により、操作の量は限られる。例えば、ブレードシェーバーに関して、そうでなければ毛を引っ張る効果は、接近を改善するかもしれないが、非常に不快になるので、毛の切断に必要な力の量が制限されることは重要である。例えばフォイルまたは回転シェービングシステムにおける大幅な皮膚の操作に関して、装置により、したがって、ユーザによりその皮膚に与えられる力の極端な要求をもたらす高い局所的な皮膚の圧力の量が必要になり、穴およびスロットを通じて切断室内への過度な皮膚のドーム形成につながり、皮膚の痛みをもたらす。回転シェービングシステムの引き込み手段は、約１０００ｇである必要な毛の加速度のためにおよびそれぞれの毛を正しく捕らえるとともに引き込む確立により制限される。

しかし、それぞれの前述の技術に関連する問題は、毛および皮膚の操作のプロセスが一般に、最終的に毛を切断するために使用される同じ手段により実行され、したがって、使用され得る操作の量を著しく制限し、操作技術を準最適にすることである。加えて、前述のそれぞれの方法では、切断プロセスが任意選択ではない、すなわち、物体がブレードの前または切断室の中に存在すると、実際に適切に操作されているかどうか或いはそもそも毛であるかどうかにかかわりなく切断される。

特許文献２は、ダイヤモンドで形成された本体と、切断エッジと、それを通じて切断ブレードの本体に入るレーザ放射が焦点から離れて屈折される屈折手段とを有する外科用器具のための切断ブレードを開示する。切断ブレードはまた、切断ブレードから入るレーザ放射を屈折手段を通ってブレードの切断エッジに向けて反射するように配置された、切断ブレードの本体内に形成された概してパラボラ形状を有する反射面を有する。

特許文献３は、切り込みを形成するための鋭い、透明なブレードを有する外科用メス、および切り込みに隣接する血液を凝固させるためのブレードに光学的に結び付けられたレーザを含む光凝固メスシステムを開示する。放射は導波管およびブレードを通ってマルチモード光学導波管放射により伝播し、各モードはブレード面に関して離散的な入射角度を有する。レーザ放射はブレードの切断エッジの位置においてブレードから出る。

国際公開第２００８／１１５８９９Ａ２号 国際公開第０１／００１００Ａ１号 米国特許第４、１２６、１３６号

本発明の目的は、接近対痛みのバランスを従来のシェービングシステムの能力を超えて改善する可能性、したがって、任意選択の毛の切断と連動する改善された皮膚―毛の操作を可能にする可能性を提供することである。

この目的は独立請求項の主題により達成される。好適な実施形態は従属請求項に規定される。

本発明の第１の態様によれば、この目的は、冒頭の段落に記載された種類の毛切断装置により達成され、テーパ形端部が皮膚の損傷を与えることができないように鈍く、テーパ形端部が、光学ブレードから出る前に光放射の方向を変えるように適合された反射体と、反射体に対向する出口窓とを有し、光源、光学集束ユニットおよび光学ブレードは、ブレード本体内に結び付けられる光源からの光放射が反射体においてテーパ形端部に向けられるとともに、光学ブレードの外に、出口窓を経由して光学的集束領域内に出口窓の前で結び付けられるように、配置される。

「テーパ形端部」の語は、幅を有する光学ブレードの端部がテーパである、好ましくは連続的にテーパである、すなわち、ブレード本体の幅が好ましくはブレード方向に沿って小さくなる、ことを意味する。テーパ形端部のことある形態も可能であり、その好適な実施形態は以下に記載される。このようなテーパ形端部は好ましくは、例えば皮膚表面等、表面に向かう局所的な圧力を発生させる機能を有する。

任意選択の毛切断機構を使用することにより接近対痛みの改善されたバランスのように適合された光学ブレードを提供することが本発明の考えであり、光学要素、すなわち光学ブレードは、人体部分または動物の体の部分の皮膚に接触し、したがって、従来のシェービングシステムの能力を超える追加的な接近を提供するために皮膚に近い毛を操作するように適合される。光学ブレードのテーパ形端部が鈍く、それ故皮膚の損傷を与えることができないので、従来の技術でも強いられていた安全上の制限を越える局所的な圧力で皮膚を操作するように好ましく適合される。

本発明の好適な実施形態によれば、反射体は、光放射を集めるように、光放射が光学ブレードの外に集められるように、テーパ形端部の前に集束して光放射を集めるように適合される。好ましくは、反射体は、テーパ形端部の、少なくとも部分的に、表面により、より好ましくは湾曲した表面により形成される。光放射が好ましくは光学ブレードにより反射で、好ましくは全反射で案内されることは注目すべきである。さらに、「反射」の語が、光放射の少なくとも部分的な反射、すなわち１００％より小さい反射も可能であることを意味することが挙げられる。本発明の好適な実施形態によれば、テーパ形端部の湾曲した表面は、凸状、凹状、放物面状および／または溝付きの表面を有する。

さらに、本発明の好適な実施形態によれば、出口窓の形状は平坦である。しかし、形状は湾曲状、凸状、凹状および／またはジグザグ形にもなり得る。

本発明の好適な実施形態によれば、反射体は、パラボラ反射体、非球面状反射体、楕円反射体および／または非球面状集束ユニットと平面反射鏡との組み合わせを含む。

さらに、本発明の好適な実施形態によれば、出口窓は、光放射を少なくとも部分的に集束ユニットの表面に垂直に集束するように適合された集束ユニットを有する。好ましくは、集束ユニットは、中空円筒状のメニスカスレンズおよび／またはマイクロシリンドリカルレンズを有する。好ましくは、中空円筒状のメニスカスレンズおよび／またはマイクロシリンドリカルレンズは、好ましくは平面を有する出口窓の近くに配置される。光学ブレードの材料は好ましくは、ガラス、プラスチックおよび／または半導体を含む。

「皮膚の近く」の語は、好ましくは、「皮膚の表面、皮膚の上、おおよび／または皮膚の下」を意味する。言うまでもないが、「人体の一部または動物の体の一部の皮膚に近い毛」の語は好ましくは、毛が人体の一部または動物の体の一部の皮膚表面から突出するおよび／または毛が皮膚表面上または皮膚表面のどこか下に位置することを意味する。

本発明の好適な実施形態によれば、光学ブレードは、毛を検出するためおよび／または毛を切断するために使われる光放射の波長に対して透過的である材料から作られる。光学ブレードはさらに、毛切断装置が皮膚に向かって動かされたときに、少なくとも皮膚の一部の局所的な圧力を制限するように適合された制御ユニットを有することが好ましい。好ましくは、制御ユニットは、ばねシステムおよび／または圧力センサを有する。

本発明の好適な実施形態によれば、毛切断装置は、光源からの光放射を光学ブレードに沿ったある点に案内するように適合されたスキャナを有する。好ましくは、スキャナは、光学ブレードの外の点が繰り返される方法で向けられるように、少なくとも部分的に出口窓に平行に振動するように適合される。好ましくは、スキャナは、鏡、集束ユニット、複数の円筒状集束ユニットを有する円板および／または複数の円筒状集束ユニットを有する集束アレイを有する。

本発明の第３の態様によれば、上述の目的は、本発明による毛切断装置の使用方法により達成され、この方法によれば、毛切断装置による毛切断方法は、皮膚の毛の成長方向に逆らう方向に行われる。

好ましくは皮膚および毛と接触する光学ブレードを提供することが本発明の考えである。光学ブレードは好ましくは、皮膚の外の毛を操作するように適合されるおよび／または毛に対する元の皮膚表面の高さに近いまたは元の皮膚表面の高さの下の高さにおいて光学ブレードの先端に好ましくは案内されるレーザビームを使用して毛を切断することができるように適合される。しかし、光学ブレードは、皮膚の外の毛を操作するように適合されるおよび／または毛に対する元の皮膚表面の高さに近いまたは元の皮膚表面の高さの下の高さにおいて光学ブレードの先端に好ましくは案内されるレーザビームを使用して毛を切断することができるように適合された能動的な操作手段と潜在的に組み合わされ得る。光学ブレードは好ましくは、複数の機能、毛および皮膚を操作することおよび切断レーザをその標的に向けて案内するとともに好ましくは集束すること、を供給するように適合される。さらなる機能は、検出レーザをその標的に向けて案内することおよび好ましくは集束することであり得る。

好ましくは、検出器が提供され、この検出器は光学ブレードに接触するまたは極めて近接する毛の存在を検出するように適合され、好ましくは、毛が検出されたときに、切断レーザが切断プロセスを任意選択にするとともに好ましくは光学ブレードの前に現れ得る皮膚を切断することを避けることを可能にする。したがって、操作機構および切断ユニットはこのましくは互いに分離される。

光学ブレードは、細長い鈍い本体、皮膚に優しい皮膚接触領域および／または皮膚接触領域に極めて近接した光出口領域を有する。光集束ユニットは、光出口領域および／または皮膚接触領域に対する好ましくは毛検出光ビームのためのおよび／または毛切断光ビームのための、光学的な集束領域を規定するために提供される。光学ブレードは好ましくは皮膚表面上を作動中に動かされるとともに、好ましくは皮膚用面に押し付けられ、その結果皮膚はその後皮膚接触領域により局所的に変形されるおよび／または毛が、多追えば操作手段により、光出口領域の前で基本的に直立位置に操作される。毛切断装置は好ましくは、毛検出光ビームを集束領域に沿って、好ましくは連続的にスキャンする光学スキャナを有する。さらに、毛認識ユニットが好ましくは提供されるとともに、光学ブレードを介して、集束領域内に実際提供された媒質により反射した光を受ける光学検出器により提供された信号を解析するように適合される。毛認識ユニットが毛の存在を示す特定の光学的特性を検出したとき、毛切断ビームが、好ましくは作動されるおよび／または毛が検出された集束領域内の位置に向かって向けられる。

光学ブレードを使うとき、集束特性が、レーザビームが光学ブレードを出る出口位置のまたは近くの水、シェービング添加物および／または皮膚残留物の存在下でもほぼ一定に保持され得ることが発見された。このために、レーザビームが光学ブレードを出る位置の好ましくは中空円筒メニスカスレンズ、および、レーザビームの光線がメニスカスレンズ表面と垂直な方向にメニスカスレンズを出るようにする集束構造が提供される。このようにして、レーザビームの光線は、レンズと外側の媒質との間の境界により屈折されず、光学ブレードの外側の媒質の屈折率の如何なる変化もレーザビームの入射角および集束位置に影響を及ぼさない。好ましくは、光学ブレードは、比較的大きく製造し易い非球状表面および非常に小さいメニスカスレンズを有するモノリシックレンズとして成形プロセスにより製造される。

さらに、光学ブレードは、テーパ形端部の光出口窓の前における正確な集束位置を提供することができることが挙げられる。好ましくは、これは、出口窓のすぐ反対に配置された光学ブレードの湾曲集束表面により達成される。このように、毛の切断のための十分な開口数が得られ得る。

光学ブレードは鈍い。さらに、光学ブレードは好ましくは、毛が少なくとも部分的に皮膚から引き離されるとともに光学ブレードに接触するまたは極めて近接するように、毛および皮膚を操作するように適合される。さらに、光学ブレードは好ましくは、毛の存在を検知する目的のために皮膚に近いその前面に向けて光ビームを案内するおよび／または集束するように適合される。そのうえ、光学ブレードは好ましくは、レーザ光、好ましくは適切に集束されたレーザ光を、切断プロセスを実施するために毛の方に向けるように適合される。

毛切断装置は好ましくは、光学ブレードの集束面内の物体の存在を検出するように適合されるとともに、物体が高い可能性で毛であるかどうか、あるいは物体が実際、浸漬液、泡、吹き出物、そばかす、母斑または平らな皮膚のような何か他のものであるかどうかを評価するために、物体の光学的な特性を識別するように適合された検出器を有する。検出器は好ましくは、評価を行うために、および切断レーザを駆動するおよび／または切断レーザを正しい位置に向けて案内するために、検出センサから生じた信号を解釈するように適合された制御ユニットを有する。

さらに、レーザカッタ等の光学切断源は好ましくは、あらゆるサイズ、形および／または色の毛を切断するように適合される。好ましくは、光学切断源は、特定の場所での切断を実施するように適合された光学ブレードの長さに沿った局所的な位置において要求に応じて駆動される。

本発明のこれらのおよび他の態様は、以下に記述される実施形態を参照して明らかになるとともに説明される。

図１は、本発明の第１の好適な実施形態による、入射光を光学ブレードの外部のある点に偏向するとともに集束するための内部反射を示す。 図２は、本発明の第２の好適な実施形態による、皮膚および毛と接触した光学ブレードを示す。 図３は、本発明の第３の好適な実施形態による、円柱レンズのアレイを有する光学スキャナの使用を説明する方向の光学ブレードに沿った図を示す。 図４は、本発明の第４の好適な実施形態による、光学ブレード構造を使用する毛および皮膚のイメージングのための装置の概略のレイアウトを示す。 図５は、本発明の第５の好適な実施形態による、光学ブレード構造内のスキャン要素の１つに向かう高出力レーザビームを方向付けるように適合されたアドレス可能な光スイッチを示す。 図６は、本発明の第６の好適な実施形態による、円柱形状およびレンズ表面と直角の入射光線の方向を説明するメニスカスレンズを示す。 図７は、本発明の第７の好適な実施形態による、光学ブレードに使用されたメニスカスレンズを有する集束ユニットの異なる実施形態を示す。

本発明による光学ブレードは好ましくは、その機械的、幾何学的および工学的特性に関して多くの異なる機能を有し、これは以下に説明される。本発明の第１の好適な実施形態によれば、光学ブレードの材料は、切断ユニットはもちろん検出ユニットに使用される光の波長に対して透過的である。材料は、切断レーザに使用される相当な強度に耐えることができることが好ましい。さらに、材料は、毛の検出プロセスにおける問題を避けるために、強い複屈折をもたらさないことが好ましい。使用される光の波長に応じて、光学ブレードは、例えば、ガラス成形またはダイヤモンド旋削技術、を使用して任意形状にガラスから、或いは、本発明の別の好適な実施形態による、射出成形技術と組み合わせたシクロオレフィンポリマー等、特殊プラスチックを使用して製造されることが好ましい。

本発明の第１の好適な実施形態によれば、検出および切断する光の選択された波長は１μｍを完全に超えるので、光学ブレードは、好ましくはシリコン等の半導体材料から、様々なエッチングプロセスを用いて製造される。本発明の別の好適な実施形態によれば、検出および／または切断する光の選択された波長は１μｍ未満である。

本発明の第１の好適な実施形態によれば、光学ブレードは、皮膚の処置領域の幅を決定するブレードに沿った細長い寸法を示す。この幅は好ましくは、用途に応じてむしろ任意に選択される。例えば、男性のひげの領域に対して３０から５０ｍｍ幅の好ましいブレードが使用され、一方、四肢および胴体のシェービングに対してはより広いブレードが好まれるとともに、陰部のような領域の細部の装飾に対して、しかし顔の毛の管理に関する流行の形に対しても、狭いアプリケータが好ましくは使用される。

好ましくは、光学ブレードの断面形状は、光が光学ブレードの一方の側に所定の方法で入ることができるおよび／またはブレードの切断側に最も近い表面において表面からある距離で集束するために一点に向かう方法で出ることができるようになる。光学ブレードの出口表面からの焦点の最適な距離は、好ましくは、毛の検出および切断のための手段に、予期される平均および最小の毛の太さに、したがって、シェーバーが設計される人体の場所に依存する。

光を好ましくは２方向、すなわち好ましくは光学ブレードに沿ったおよびそれと直角の両方に集束させるために、光学ブレードに入る光は好ましくはブレードに沿った少なくとも１つの方向に集束する一方、ブレード自体は好ましくは細長いブレードの方向に少なくとも部分的に直角な方向に集束するために使用される。

図１は、本発明の第１の好適な実施形態による、実線で示された入射光を光学ブレードの外部のある点に偏向させるとともに集束させるための内部反射を持つ光学ブレード１を示し、光の中心方向は、例えば肌表面５等の表面に平行である。光学ブレード１はブレード本体３とテーパ形端部２とを有し、テーパ形端部２は放物面反射体を有する。

別の好適な実施形態によれば、反射体は楕円状反射体を含み、この楕円状反射体では光は上部から入り、光学ブレード１に沿った方向に既に予め集束され、この光学ブレード１自体は光を肌表面５と略平行になるように集束させるとともに偏向することが好ましい。反射する光学的な要素は、固有の色収差のない特性の理由で好まれ、大きく異なる波長が毛の検出および／または毛の切断のために好ましくは使用される場合にもそれらを適切にする。

好ましくは、毛切断装置は切断ユニットと検出ユニットとを有し、光学ブレード自体により生じたビームウエストおよび光学ブレードの方向に沿った集束をもたらす集束ユニットにより生じたビームウエストが略一致することが望ましい。しかし、これは必須ではない。光学ブレードが作動しているとき、皮膚の上をその細長い軸に少なくとも部分的に直角に動かされることが好ましく、一方では、従来のブレードシェーバーにおけるようには、ある量の局所的な圧力が皮膚上に与えられる。この局所的な圧力は好ましくは、ばねユニットにより、または圧力センサ等、能動的な調節装置により、或いは、使用者のフィードバックにより、補償され、すなわち不十分あるいは過度な圧力が使用された場合に装置はスイッチを切る。局所的な圧力は、毛がリラックスした皮膚の場合より多く毛包から突出するように、皮膚を引っ張る。光学ブレードが毛の成長する局所的な方向に対して移動するときがこの場合であり、すなわち、毛の角度が、光学ブレードが毛に接触する段階中に、毛が押し下げられる代わりに本質的に直立に傾けられるような場合である。

図２は、本発明の第２の好適な実施形態による、皮膚および毛と接触した光学ブレードを示す。光学ブレード１は皮膚５をへこませ、したがって好ましくは皮膚表面５の下の高さにおける毛６への接近を提供し、皮膚表面５の下の高さにおける毛６を切断する機会を提供する。本発明の第２の好適な実施形態によれば、光学ブレード１の集束位置における毛の存在を検出するための機会が提供される。さらに、能動的な毛操作手段が、さらに近いシェービングを達成するように、毛を操作するためまたは毛を引き込むために好ましくは使用される。この目的のために、鋸歯状のブレードの幾何学的形状が好ましくは使用される。

いったん毛６が切断されるとともに皮膚表面５が与えられた緊張から弛緩すると、すなわち、光学ブレード１が取り除かれると、毛６は好ましくは、皮膚表面５のより近くで、および潜在的に皮膚表面５の下で切断されることが分かる。毛−皮膚の操作の目的に好都合である場合或いは切断が皮膚表面５に達すること妨げられるべきである場合、皮膚を引き伸ばすとともに皮膚のドーム形成をより予測可能にするために、および切断光が露出した皮膚領域５に平行および／または露出した皮膚領域５の上に留まることを確実にするために、追加的な皮膚伸張器が光学ブレード１の前に設置可能であることが挙げられる。好ましくは、皮膚伸張器はさらに、レーザビーム偏向器としての機能を果たし、それにより伸張器に達する光は、皮膚表面５の上方およびまたは皮膚表面５から離れて偏向され、その後に毛切断装置の内部に吸収される。

光学ブレードの外形が機械的な皮膚接触面の外形と必ずしも一致する必要がないことが挙げられる。必要に応じて、例えば光学ブレードの支持のためのまたは皮膚の操作のための機械的手段が追加され得る。これは、比較的高い皮膚圧力でしようされたときに、ブレード−皮膚接触面を好ましくはより快適におよび／または心地よくする。

皮膚の毛の成長の方向に逆らってシェービングするとき、ブレードは好ましくはブレードの断面に対して毛を略直立する位置に位置させる。いったん毛の基部、すなわち毛が皮膚に入る位置がブレードと接触すると、ブレードと共にかなりの時間の間引っ張られることが好ましい。結果として皮膚が、好ましくは徐々に変形するとともに毛をブレードの下で最終的に曲げることを引き起こす十分な圧力を作り上げる。この間、毛は好ましくは光学ブレードの検出平面内に都合よく位置し、十分な時間が毛の検出および／または切断のために利用可能であることを確実にし、その後光学ブレードの下を容易にスライドする。

本発明の第３の好適な実施形態によれば、図３に示されるように、毛切断装置の使用がこれから記載される。スキャナ７が使用され、このスキャナ７は好ましくは収束レーザビームが光学ブレード１に沿った各位置に向けられることを確実にするように適合される。スキャナ７は、収束するビームを光学ブレード上で偏向する走査ミラーと集束ユニットとの組み合わせを有する。光学ブレード１とレンズアレイに対応するスキャナ７との組み合わせが図３に示される。レンズアレイは、光学ブレード１に沿った全ての位置に向くように、繰り返される方法で振動することが好ましい。本発明の別の好適な実施形態によれば、スキャナ７は、光学ブレードの異なる領域に多数の異なるビームを同時にまたは連続して偏向するために、円柱状集束ユニットのアレイまたは円柱状集束ユニットのアレイと走査ミラーの組み合わせを有する。

全てのレンズは好ましくは同時に照射される、またはレーザビームが好ましくはレンズアレイの振動周波数よりはるかに高い繰返し周波数で各レンズを連続して走査される。ブレードおよび／またはスキャナシステムの色収差のない性質を保つために、好ましくは、描かれた屈折レンズアレイを使用する代わりに反射光学系を選ぶことができる。

本発明の別の好適な実施形態によれば、光学ブレードの細長い方向は、例えば単一のヒンジ位置で振動するブレードの場合におけるコサインエラーを補償するために、湾曲している。極端な場合、細長い軸は実際円柱状であることができ、実際のブレードを好ましくは円板形状の構造の端部に一致させる。回転ディスクが好ましくはブレードに沿って走査する役割を果たし、回転ディスクは好ましくは、その外周に配置された円筒状集束ユニットを有する。ディスクの円周の各領域が好ましくはディスク回転当たりＮ回走査され、Ｎはディスクの外周に配置された円筒状レンズユニットの数である。

毛の検出の有効性に対して、速度および／または特定性が重要なパラメータである。Ｃｏｎｆｏｃａｌ Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ、略してＣＬＳＭを使用する毛の検出方法が従来技術に記載されており、希望により、例えば、光学要素の複屈折が好ましくは避けるべきである場合、本発明の実施形態に使用され得る。検出が好ましくは可視および近赤外の範囲のスペクトルで行われる場合、ガラスまたは適切な低複屈折プラスチックの使用が好ましい。長い波長での検出に対して、ガラスまたはシリコンが光学ブレードにより適している。

前述の検出方法を有効に活用するために、開口数、すなわちその中で反射した光が検出ターゲットから集められる円錐、ができるだけ高く、さらに、皮膚表面から返るスプリアス反射を抑えるために浸漬液が使用されることが好ましい。光学ブレードに平行および直角の両方の方向で高い開口数を得るために、図３に描かれたように、円柱形レンズが皮膚表面のできる限り近くに位置することが確実にされるので、これらの要素のサイズは小さいままでありしたがって走査幅は妥当な範囲内に維持される。

特定の波長に対する反射防止コーティングが好ましくは内部反射を避けるために光学ブレードの出口面において使用される、或いは、シェービング添加物等、浸漬液の屈折率が、ブレード表面における内部反射を避けるための要件に適合するあるいは超え、一方同時に毛からの十分な反射を保証するために十分低いことが確実にされる。通常、屈折率は、皮膚の屈折率に一致するおよび／または毛の屈折率に近くなりすぎないために、水の屈折率とグリセリンの屈折率との間である。これが、皮膚に一般的に使用される多くの物質、例えば、水、超音波ゲル、水−グリセリン混合物、シャンプーやコンディショナー等で使用されるような、例えばポリジメチルシロキサン等、ベビーオイルやシリコンオイル等、異なる植物／好物油、により得られることは明らかである。

図４は、本発明の第４の好適な実施形態による、光学ブレード構造を使用する毛および皮膚のイメージングのための装置の概略のレイアウトを示す。すなわちスキャナ７の、円柱状振動ミラーの１つの要素のみが明確化のために描かれている。好ましくはＣＬＳＭを使用する光学ブレード１に実装された光学検出システムがこれから記述される。

光学スキャナ７としての振動レンズ／ミラーが使用され、各要素は好ましくはコリメーティングレンズ８からは出る平行レーザ光により同時に照射される。別の好適な実施形態よれば、コリメーティングレンズはコリメーティングミラーに置き換えられる、または両方の組み合わせが使用される。このコリメーティングレンズ８に入射する光は好ましくは走査型微小電気機械ミラー９、略してＭＥＭＳミラーから生じる。このＭＥＭＳミラー９は、レーザビームの同じ部分がアレイ内の同じ集束要素に常に向くように、レンズアレイの走査運動に位相同期したモードで振動する。この結果、ＭＥＭＳミラー９の前のビームは走査される必要がないが、コリメーティングミラー８上で必要なビーム形状を生成するように集束されなければならないおよび／またはＭＥＭＳミラー開口９の内部に適切に適合されなければならない。

この目的を達成するために、好ましくは集束光学素子１０が挿入され、この集束光学素子１０は好ましくは平行レーザビームを適切に変換するように適合される。光学ブレード１から戻る信号は、このように適切にデスキャンされるおよび／または多くの適切な大きさのフォトダイオード１１に、単一のビームスプリッタ１２および／またはアレイ構造１３内の同じ数のレンズ要素を用いて直接結像される。

このように、振動するアレイ７の各集束ユニットが好ましくはその信号を常に１つのフォトダイオード１１に発射する。必要に応じて、スリットおよび／またはピンホールが容易に、フォトダイオード１１の前に追加されるあるいはＭＥＭＳ走査ミラー９に一体化される。より複雑なイメージング要件が考慮される場合、例えば、光の波長および／または偏光状態に基づいて、戻り光の異なる部分を分離するために、追加的な光学素子１３が好ましくはビームスプリッタ１２の後ろに配置される、および／または光検出器の数が増やされる。

フォトダイオード１１から戻る信号は好ましくは毛の特徴的な光学特性に基づいて解釈され、このようにして、フォトダイオードが毛に起因する信号を受け、したがってミラーアレイ要素から信号がアレイ７の振動の正確な位相で現れる時間内に各位置において識別することが可能になる。この情報は好ましくは次に、特定の場所の毛を切断するように適合された切断機構に転送される。

光学ブレードシェービングシステム内に実装される毛切断器に応じて、検出器は好ましくは、光学ブレードの細長い方向に対して毛の中心位置または毛の周辺端部に関する情報を提供する。このようにして、毛切断器、好ましくはレーザ毛切断器は、使用される切断様式に対する適切な位置に向けられる。例えば、切断技術が複数の非常に高い繰返し率のパルスあるいは準連続波あるいは連続波照射を使用するとき、スキャナが毛の最初の端部を伝えるとき制御システムは好ましくはレーザを駆動するおよび／またはスキャナが毛の最後の端部を伝えるときレーザを停止状態にする必要がある。例えば、毛の切断に単一のパルスが使用されるとき、制御システムは、レーザパルスが効率的な切断を可能にするために大体毛の中心位置に当たるように、スキャン中に切断レーザを所定時間駆動するように適合された駆動ユニットを備える。

毛の切断動作自体は、好ましくは熱的効果、すなわち溶融および／または蒸発により、またはいわゆるレーザアブレーション効果により引き起こされ、材料が好ましくは非常に急速に加熱されるので、熱残留物または熱影響部が残っている刈り株状の毛にほとんど生じずおよび／または刈り株状の毛の切断部分は光学ブレードに融合しない。本発明の別の好適な実施形態によれば、切断はレーザ誘起光学破壊、略してＬＩＯＢによりもたらされ、孤立プラズマが毛の内部に形成され、好ましくは毛の内側から外への切断をもたらすように衝撃波および爆発バブルの形成を起こす。

熱的切断およびＬＩＯＢ切断のプロセスは従来技術で知られている。光学ブレードを用いた実装に対して、これらの目的のための使用可能な波長の範囲が、潜在的に皮膚に有害であり得る波長を組み込むように好ましくは広げられながらも、光学ブレードは好ましくは、光が皮膚と略平行におよび／または皮膚から離れて放射されるように設計されるので、潜在的に有害な効果は避けられる。

図５は、本発明の第５の好適な実施形態による、光学ブレード構造内のスキャン要素の１つに向かう高出力レーザビームを方向付けるように適合されたアドレス可能な光スイッチを示す。このスイッチでは、各プリズム１５が、プリズム１５を光導波路に接触して任意選択で駆動するピエゾアクチュエータに取付けられる。密着を確実にすることにより、光導波路内の全内部反射のための条件が本質的に破られるとともにレーザビームが導波路の外でプリズムを通って対応するレンズ／ミラー要素に向かって結合される。正しい走査レンズまたはミラー要素に向けるために、好ましくはＭＥＭＳ装置または、本発明の別の実施形態による、例えば全内部反射、略してＴＩＲ、図５に示されたレーザビームアドレッシング手段１５等で知られる、高速デジタルアドレッシングのための任意の手段が使用される。

本発明のさらに別の好適な実施形態によれば、ＴＩＲ装置を通じて実行される粗いアドレッシングとＭＥＭＳミラー用いて保証されるより正確な照準との、２つの組み合わせが使用される。好ましくは、制御ユニットは、パルスまたは一連のパルスを発生するようにレーザを駆動する前に適切なプリズムがＴＩＲビーム導波路に接触するように駆動されること、或いは、切断プロセスを実施するためにレーザに対する機械的なＱスイッチとして作動するピエゾアクチュエータおよびＴＩＲスイッチを使用することを確実にする。後者の場合、ＴＩＲアドレッシング手段１５は好ましくはレーザ空洞内に配置される。

本発明の別の好適な実施形態によれば、切断レーザは上述の検出器に容易に一体化され得る。例えば、図４に描かれているように、ビームスプリッタ１２と集束光学素子１０との間には、図５に描かれたシステムにより生成されるような切断システムの光を結合するための追加的なビームスプリッタを導入するために、十分なスペースが利用可能である。このように、検出および切断ユニットの光学的な経路が、ほぼ重なるように、したがって、ミスファイアリングの恐れを大幅に減らすようにされる。ＴＩＲプリズムのそれぞれが、１つの集束ユニットおよび／または１つの検出フォトダイオードの組み合わせに対応するように作られるので、非常にシンプルな信号処理および／または解釈を可能とし、制御ユニットは１個以下のピエゾアクチュエータが同時に駆動されることを確実にする。

本発明は、完全な並列化の可能性を示すおよび／または光学ブレードの細長い幾何学的形状を十分に利用することを確実にする。例えば、より幅の広いあるいはより狭いブレードが使用されたとき、レンズ要素のピッチおよび振動スキャン動作の振幅は増大する、或いは走査レンズおよび関連したＴＩＲプリズムおよび検出回路の数が増加し、どちらにしてもシステム設計者の観点からより好ましい。

光学ブレードレーザシェーバーでは、本発明の第６の好適な実施形態にしたがって、マイクロシリンドリカル非球面レンズの形態の光学要素が、光学ブレードに組み込まれるとともに人体または動物の体の一部の皮膚および毛と接触する。本発明の第６の好適な実施形態によれば、毛は人間のひげの毛である。このように、ブレードに極めて近接するまたは接触する毛は好ましくは、マイクロレンズから発するレーザビームを用いて検出されるおよび／または切断される。好ましくは、光学ブレードは、使用されたシェービング添加物の種類に無反応であるとともにシェービングプロセス中に常に存在するシェービング残留物にも感受性が低い。さらに、マイクロレンズの小型の非球面形状と比較して、本発明は、これらの小さい非球面の特徴の必要性を避けるとともに好ましくはそれらを製造が容易であるとともによりコスト効率がよい球面構造に置き換えることにより、光学ブレードの製造性を向上する。

選択された切断の様式と無関係に、光学ブレードは好ましくは、皮膚および毛と接触するおよび／または集束ユニットの近くて毛を切断することを可能にするなんらかの形の光学集束ユニットを有する。

通常、光学ブレードのテーパ形端部の先端は、例えば、皮膚／毛残留物、異なる形態の添加物、スキンクリーム、水、汗、皮脂などの存在等、異なる環境条件を含む非常に過酷な環境にある。前述の各物質は潜在的に、それぞれの屈折率の値により、光学要素の異なる集束作用をもたらす。本発明の第６の好適な実施形態は、光学要素をこのような変動に無反応にする可能性を示す一方、皮膚／毛の操作、良好な光集束の質および／または機械的剛性等それぞれ、光学ブレードの一般的性質を保持する。

さらなる考えは、小型の非球面円柱光学要素の製造はむしろ難しく、したがって、単一の非球面チップの製造製はむしろ効果になるので、好ましくは小型化が容易でありしたがって安価な構造である球状表面を提供することである。光学ブレードが好ましくは選択された波長に適するおよび例えば精密成形に適した任意の種類のガラスから製造されることは、注目すべきである。これは、光学的集束能力を提供するガラスと浸漬媒質、すなわちシェービング添加剤との間の異なる屈折率に依存する光学要素とは対照的である。

図６は、本発明の第６の好適な実施形態による、円柱形状およびレンズ表面と直角の入射光線の方向を説明するメニスカスレンズを示す。メニスカスレンズ１６は、好ましくは光学ブレード１のテーパ形端部に配置された出口窓１７に配置される。したがって、光学ブレード１は好ましくは球面状シリンドリカルマイクロレンズにより変化しやすい環境から絶縁される。この球面状シリンドリカルマイクロレンズはこの実施形態のメニスカスレンズ１６である。このようなレンズは本質的に円筒管のセグメントであり、この回転中心はレンズの表面に入射する光のビームウエスト位置に一致する。

図６に描かれた、単純な近軸光線追跡光学から、光学ブレード１の外の媒質の屈折率の如何なる変化も好ましくは入射角に、したがってレンズの度および／または光の集束位置それぞれに影響しないことが明らかである。これは、全ての光線がメニスカスレンズ１６の表面に直角に入射し、したがって、レンズと外側の媒質との間の接触面により屈折しないという事実による。出口窓１７は、本発明のこの第６の好適な実施形態では平坦形状を有する。好ましくは、出口窓１７はメニスカスレンズ１６の前に配置されず、そうでなければ、メニスカスレンズ１６の機能は少なくとも部分的に迂回される。

図７は、本発明の第７の好適な実施形態による、光学ブレード１に使用されたメニスカスレンズ１６を全て組み込む、集束要素の異なる可能性を示す。左から右に、パラボラ反射体、一般的な非球面状反射体、楕円反射体、および非球面状レンズと平面ミラー反射体との組み合わせにより集束する比較的低い開口数の屈折反射体が図７に示される。このような集束要素は好ましくは、メニスカスレンズ１６の幾何学的な中心位置に光を集束するために使用される。焦点の近くで、メニスカスレンズ１６は好ましくは、光学的集束面を光学ブレード１の先端を取り囲む過酷な環境から絶縁し、一方、それ自体は、それを取り囲むおよび／または接触する材料の変動する屈折率の値に比較的無反応である。

本発明のさらに別の好適な実施形態によれば、集束要素およびメニスカスレンズは、それぞれの境界において光を反射するおよび／または透過するよう適切に被覆された表面を有する光学要素として構成される。これは好ましくは、比較的大きく製造し易い非球状表面および／または非常に小さいメニスカスレンズ構造を有する設計のモノシリックレンズにつながり、円柱形状であり、したがって、例えば、特にこの小型スケールで非球状表面を作るときに遭遇する製造の困難さと比較して、ガラス精密成形技術を使用するときに、比較的製造が容易である。このような光学ブレードの構成は好ましくは、楕円形状の型を作ることにより実行され、楕円の短軸は少なくとも部分的に型の平面と直角であるとともに長軸は少なくとも部分的に型と同一面内にある。ガラスが注がれるとき、好ましくは注入後に型から突き出るガラスの表面は、重要度の低い平坦な表面を残すために、容易に磨かれるおよび／または研磨される。その後、小さい円柱状レンズが容易にガラスが後処理のために型から取り出される前に正しい位置においてガラス内で容易に磨かれるおよび／または研磨される。

集束が純粋に反射で実行され、レンズの構造が本質的に色収差を無くせるおよび／または使用されるガラスの実際の種類に無関係にするという事実を好ましくはもたらす提案されている幾何学形状の使用は、注目すべきである。選択されたガラスの種類は好ましくは、精密成形に適すると同時に、取り囲んでいる高い屈折率の浸漬媒質内に集束するために非常に高い屈折率を必要とすることなしに、潜在的に使用される全ての波長に対して非常に透過性が高い。これは、最終的な光学的なインターフェースとして非球状表面を使用する光学ブレードの幾何学的形状と対照的である。

本発明が図面および上述の説明において詳細に図示され説明されたが、そのような図示および説明は、説明的または例示的と見なされるべきであって、限定的と見なされるべきではなく、本発明は、開示された実施形態に限定されない。

開示された実施形態に対する他の変形が、図面、説明、および特許請求の範囲の適切な検討から、特許請求される本発明を実施しようとする当業者により理解され、達成されることができる。特許請求の範囲において、「備える」または「含む」（「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」）の語は、他の要素またはステップを除外せず、不定冠詞「１つの」（「ａ」または「ａｎ」）は複数を除外しない。特定の手段が互いに異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないということを示すものではない。請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 人体の一部または動物の体の一部の皮膚に近い毛を切断するように適合された、毛切断装置であって：
   前記毛を切断するために光放射を発生するように適合された光源と；
   前記光放射を案内するように適合されたブレード本体を有し、前記ブレード本体は前記皮膚の処置領域の幅を決定する細長い方向を有し、前記ブレード本体はさらに、前記細長い方向に直角なブレード方向にテーパにされた幅を有するとともに前記光放射が光学ブレードから出ることを可能にするように適合されたテーパ形端部とを有する、光学ブレードと；
   前記光学ブレードから出る前記光放射を光学的集束領域に集束させる光学集束ユニットと、を有し；
   前記テーパ形端部は、前記皮膚の損傷を与えることができないように鈍く、
   前記テーパ形端部は、前記光学ブレードから出る前に前記光放射の方向を変えるように適合された反射体および前記反射体に対向する出口窓を有し、
   前記光源、前記光学集束ユニットおよび前記光学ブレードは、前記ブレード本体内を通る前記光源からの前記光放射が前記テーパ形端部に向けられるとともに、前記反射体での反射の後に、前記光学ブレードから前記出口窓を経由して前記出口窓の前の前記光学的集束領域内に出るように、配置される、
   毛切断装置。
2. 前記反射体は、前記テーパ形端部の前で、前記光放射を前記光学ブレードの外に集めるように適合される、
   請求項１に記載の毛切断装置。
3. 前記反射体は、前記テーパ形端部の、表面により、少なくとも部分的に形成される、
   請求項１または２に記載の毛切断装置。
4. 前記出口窓は平坦形状を有する、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の毛切断装置。
5. 前記反射体は、パラボラ反射体、非球面状反射体、楕円反射体および／または非球面状集束ユニットと平面反射鏡との組み合わせを含む、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の毛切断装置。
6. 前記出口窓はさらに集束ユニットを有し、前記集束ユニットは、前記光放射を少なくとも部分的に前記集束ユニットの表面に対して垂直に集束するように適合される、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の毛切断装置。
7. 前記集束ユニットは、中空円筒状のメニスカスレンズおよび／またはマイクロシリンドリカルレンズを有する、
   請求項６に記載の毛切断装置。
8. 前記光学ブレードが、前記毛を検出するためおよび／または前記毛を切断するために使われる前記光放射の波長に対して透過的である材料から作られる、
   請求項１に記載の毛切断装置。
9. 前記光学ブレードはさらに、前記毛切断装置が前記皮膚に向かって動かされたときに、少なくとも前記皮膚の一部の局所的な圧力を制限するように適合された制御ユニットを有する、
   請求項１に記載の毛切断装置。
10. 前記制御ユニットは、ばねシステムおよび／または圧力センサを有する、
    請求項９に記載の毛切断装置。
11. 前記光源から来る前記光放射を前記光学ブレードに沿ったある点に案内するように適合されたスキャナをさらに有する、
    請求項１に記載の毛切断装置。
12. 前記スキャナは、前記光放射が前記光学ブレードに入る前に、前記光放射を前記光学ブレードに沿った少なくとも１つの方向に集束する、
    請求項１１に記載の毛切断装置。
13. 前記光学ブレードの前に設置される皮膚伸張器をさらに有する、
    請求項１に記載の毛切断装置。
14. 前記皮膚伸張器は、前記皮膚伸張器に達する前記光放射を前記皮膚から離れて偏向するように構成されたレーザビーム偏向器を有する、
    請求項１３に記載の毛切断装置。
15. 請求項１に記載の毛切断装置の使用方法であって、
    前記毛切断装置による毛の切断が、前記皮膚上の前記毛の成長方向に逆らう方向に行われる、
    方法。

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