KR101142923B1 - 체모-검출 디바이스 및 이를 포함하는 체모-제거 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체모-검출 디바이스(100)에 관한 것으로, 이 디바이스는 전자기 방사 소스(80) 및 이미지 센서(74), 및 방사 선택 수단(83, 48)을 구비한다. 디바이스의 이용 중에, 선택 수단은, 피부에서 많은 흡수 없이 다중 산란을 통해 균일화된 피부(8)에 결합되고, 센서(74)에 도달하여 피부의 이미지를 제공하는 방출된 방사의 부분과, 피부 표면에서의 반사와 같이 다른 방식을 통해 센서에 도달하는 부분 사이의 비율을 향상시킨다. 방사는 약 700nm 내지 1100nm의 파장을 갖는 것이 바람직하다. 방사 선택 수단은 예를 들어 소스(80)와, 센서(74)와, 센서(74)와, 교차된 편광기 등 중 적어도 하나 주위의 개별 벽(83)을 포함할 수 있다. 이러한 선택에 의해, 이미지의 콘트라스트는 증가할 수 있고, 피부 칼라 및 피부 결점에 덜 좌우되어, 예를 들어 하얀 피부 상의 백색 체모의 더 쉬운 검출을 가능하게 한다. 본 발명에 따른 체모-검출은 체모-제거 디바이스에 사용된다.

Description

체모-검출 디바이스 및 이를 포함하는 체모-제거 디바이스{HAIR-DETECTION DEVICE AND HAIR-REMOVING DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 체모-검출 디바이스에 관한 것으로, 이러한 체모-검출 디바이스는, 전자기 방사 소스와, 상기 방사에 의해 조명될 피부의 일부분의 이미지를 결정하기 위한 이미징 센서를 포함하며, 상기 이미징 센서는 상기 전자기 방사의 적어도 미리 결정된 파장 범위에 민감하다.

WO 00/62700에서, 체모-제거 디바이스에 사용되는, 개시부에 언급된 종류의 체모-검출 디바이스가 알려져 있는데, 상기 체모-검출 디바이스는 피부 부분을 조명하기 위한 조명 부재와, 이미지 센서와, 체모의 위치 및/또는 방향을 피부 부분 상에서 검출하기 위해 이미지를 처리하기 위한 제어 유닛을 포함한다.

알려진 체모-검출 디바이스의 단점은, 흰 피부 상의 백색 또는 백발, 또는 검은 피부 상의 짙게 염색된 체모와 같은 특정 환경, 특히 낮은-콘트라스트 환경 하에 체모를 검출하는 것은 매우 어렵다.

본 발명의 목적은, 특히 낮은-콘트라스트 환경 하에서 개선된 체모 검출을 제공하는, 개시부에 언급된 종류의 체모-검출 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 상기 목적은 개시부에 언급된 종류의 체모-검출 디바이스를 통해 달성되며, 상기 디바이스는, 상기 미리 결정된 파장 범위가 700nm 내지 2000nm의 범위에 포함되고, 체모-검출 디바이스는, 상기 피부를 지나간 후에 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기와, 상기 피부를 지나가지 않고도 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기의 비율을 증가시키기 위한 방사 선택 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명자는, 피부에 실제로 결합되고, 피부를 떠나기 전에 피부 내에서 산란되는 방사가 방사의 다른 부분, 예를 들어 거울같이 반사된 방사보다 이 목적에 더 적합할 수 있다는 것을 인식하였다. 약 700nm 내지 약 2000nm의 파장 범위는 피부에 쉽게 결합되고, 피부 조직에 의해 약하게만 흡수되고, 충분히 산란되어 이미징될 피부 부분의 준-균일(quasi-homogeneous) 조명을 생성한다. 상기 준-균일 조명은 피부 부분 상에 존재하는 체모가 새도우(shadow)를 생성하고, 새도우는 체모인 것으로 이미지에서 명백히 인식가능하다. 이러한 새도우 형성은 주로 체모의 외형(geometry), 체모의 굴절률에서의 차이, 및 그 주변 부분, 즉 공기 또는 피부 조직에 따라 좌우된다. 이미징은 색소 칼라 및 이를 통해 야기된 흡수에 덜 좌우된다. 따라서, 이미징은 일반적으로 체모 칼라에 무관하다. 피부 색소, 기미, 포도주색 반점(port-wine stain) 등으로 인한 방사 또는 불필요한 콘트라스트의 흡수는 또한 이러한 파장 영역에서 낮다.

더욱이, 피부에서 방사의 거울같은 반사에 의해 유도된 것과 같은 결점 또는 다른 이미징 교란 특징은, 피부를 떠나기 전에 준-균일하게 이루어진 방사와, 피부에서의 (거울같은) 반사를 통해, 또는 피부를 통과한 방사를 초래하지 않는 임의의 다른 경로를 통해 이미징 센서에 직접적으로 도달하는 방사 사이의 비율을 향상시킴으로써 억제된다.

대체로, 획기적인 기계적 관점에서, 심지어 반사되거나 산란된 방사는 매우 짧은 거리에도 불구하고 피부에 입사한다. 더욱이, 짧은 파장 방사는 피부에 입사할 수 있고, 산란되고 재-방출될 수 있다. 그러나, 이것은 방사의 매우 작은 부분에만 관련되고, 더 큰 침투 깊이 및 더 짧은 파장에 대해 매우 작다. 그러므로, 바람직하게, 방사 선택 수단은, 표피층 아래의 상기 피부를 통해 이동한 후에 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기와, 상기 표피층 아래의 상기 피부를 통해 이동하지 않고도 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기의 비율을 증가시킨다. 표피층은 바람직하지 않은 방사로부터 원하는 방사를 식별하는 침투 깊이를 표시하는 것으로서 간주될 수 있다. 표피층의 두께가 신체에 걸쳐 사람마다 변하지만, 표피층을 다시 침투하여 되돌아올 수 있는 방사가 또한 본 디바이스에서 유용하다고 말할 수 있다. 표피가 피부 색소를 많이 포함하기 때문에, 전술한 약 700nm보다 더 짧은 파장을 갖는 방사는 대부분 흡수될 것이다. 실제 목적에 있어서, 균일한 방사에 대한 산란은, 특히 치료받는 환자가 겪는 불쾌감 또는 심지어 고통 또는 상해를 고려하여, 상기 방사의 상당량이 흡수되기 전에 부족할 수 있다. 약 2000nm보다 큰 파장에 대해, 특히 피부 조직에서 물에 의한 흡수가 너무 클 수 있다. 피부로의 방사를 결합하는 이러한 효과의 짧은 파장 테일(tail)이 심지어 볼 수 있는데, 이는 예를 들어 인간의 피부가 적색광에 약간 반투명되는 것으로 인식되기 때문이라는 것을 주지하자.

요약하면, 본 발명은 (체모) 색소에 의한 흡수에 덜 의존하지만, 굴절과 같이 체모 상의 칼라에 독립적인 물리적 효과에 더 많이 의존하는 이미징을 허용하는 균일한 방사의 이용에 기초한다. 피부에 의해 쉽게 균일해질 수 있는 방사를 방출하는 소스를 제공함으로써, 그리고 다른 방식으로 센서에 도달하는 방사에 대해 균일한 방사의 상대적인 양을 증가시킴으로써, 이미지의 콘트라스트는 개선될 수 있다.

몇몇 배경 정보로서, 확산 침투 깊이(D)는 다음과 같이 정의된다:

여기서 A는 흡수 계수이고,

g는 이방성,

s는 산란 계수이다.

확산 깊이는 방사가 피부 조직에 침투할 수 있는 거리의 표시이다. 적어도 약 1mm, 바람직하게는 적어도 5mm의 거리는 피부에서의 산란으로 인한 균일성에 관한 유용한 결과를 초래하는 반면, 흡수는, 적어도 표시된 파장 영역에 대해 피부에 의한 방사의 충분한 재-방출을 허용할 정도로 충분히 낮다.

2개의 산란 메커니즘{미 및 레일리(Mie and Rayleigh)}에 대한 파장의 함수로서 감소된 산란{(1-g)ㆍs} 뿐 아니라 총 산란은 해당 파장 영역에서 천천히 감소하는 함수이며, 그 값은 10 내지 20cm^-1 사이에 있다.

파장 함수로서 흡수 계수는, 피부 조직, 멜라노좀(melanosome)(멜라닌을 나타냄), 혈액 및 표피에 대해 모두 가시 영역의 짧은 파장 단부로부터 긴 파장 단부로 이동할 때 약간 더 급격히 감소한다. 약 800 내지 1100 사이에서 최소치가 되고, 약 1500 내지 1850nm 사이에서 제 2의 국부 최소치가 된다. 산란 및 흡수의 효과를 결합하면, 약 700nm 내지 1100nm 사이의 파장, 더 바람직하게는 약 800nm의 파장을 갖는 방사가 본 발명의 디바이스에 사용될 수 있는데, 이는 이들 값에서 흡수가 매우 낮기 때문이라는 것을 알 수 있다.

피부 없이, 어떠한 이미지도 형성되지 않기 때문에, 디바이스의 작용이 피부에 관련된다는 것이 주지된다. 본 발명에 따른 디바이스의 특징이 이미지, 상기 이미지를 형성하기 위한 방사 등에 관련될 때마다, 디바이스는 동작 위치에 있어야 한다. 예를 들어, 방사 선택 수단은, 상기 디바이스가 조명될 피부의 부분에 대해 동작 위치에 있을 때, 표피층 아래의 상기 피부를 통해 이동한 후에 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기와, 상기 표피층 아래의 상기 피부를 통해 이동하지 않고 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기의 비율을 증가시킨다.

유리하게도, 방사 검출 수단은, 표피층 아래의 상기 피부를 통해 적어도 1mm, 바람직하게는 적어도 5mm에 걸쳐 이동한 후에 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기와, 상기 표피층 아래의 상기 피부를 통해 이동하지 않고 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기의 비율을 증가시킬 수 있다. 피부 내에 이동한 그러한 길이에서, 한 편으로 피부에서 산란되지만, 피부에 의해 거의 흡수되지 않아 원하는 준-균일 조명을 제공하는 방사와, 다른 한 편으로 피부에서 흡수되어 그 거리의 이동을 성공하지 않거나 피부에 전혀 입사하지 않는 원하지 않는 방사 사이에서 유리하게 구별된다. 후자의 예는, 센서를 직접 조사하는 방사, 즉 직선의 광 경로에서, 거울같이 반사된 방사, 및 피부 표면에 의해 또는 피부 표면 위의 체모에 의해 산란된 방사이다. 원하지 않는 방사 자체는 다른 디바이스 및 방법에 대해 유용할 수 있지만, 본 체모-검출 디바이스에 대해서, 상기 원하지 않는 방사는 이미지의 콘트라스트에 결정적인 영향을 주지 않는다.

바람직하게, 디바이스의 동작 위치에서, 방사 선택 수단은, 상기 표피층 아래의 상기 피부를 통해 이동하지 않고 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기를 실질적으로 0으로 감소시킬 수 있다. 세기의 수 "0"은 바람직한 방사의 세기, 즉 준-균일 방사의 세기에 대해 보여져야 한다. 결함, 또는 상기 원하지 않는 결함에 의해 이미지 상의 임의의 다른 바람직하지 않은 영향을 방지하기 위해, 원하는 방사, 즉 표피층 아래의 피부를 통해, 또는 바람직하게는 적어도 1mm에 걸쳐, 더 바람직하게는 적어도 5mm에 걸쳐 이동하는 방사와, 전술한 원하지 않는 방사 사이의 비율은 가능한 한 높아야 하는데, 특히 이론적으로만 취득가능한 무한값으로 접근해야 한다. 디바이스가 동작 상태에 있을 때 이러한 무한값과 그 비율이 결정되어야 하는데, 이는 그렇지 않을 경우 세기가 소스 또는 디바이스를 스위치 오프함으로써 간단히 0이 될 수 있고, 이 경우에 그 비율 역시 결정될 수 없기 때문이라는 것이 명백하다.

유리하게, 상기 미리 결정된 파장 범위는 800nm 내지 1100nm의 범위 또는 1500nm 내지 1850nm의 범위에 포함된다. 이러한 범위에서의 파장을 갖는 방사는 특히 본 발명에 따른 디바이스에 유용한데, 이는 이들 파장이 낮은 흡수와, 피부로부터 결과적으로 나오는 방사의 우수한 균일성을 보장하기에 충분히 강한 산란 사이에서 유리한 비율을 나타내기 때문이다. 표피 아래의 피부층에 의한 흡수는 이러한 파장에 대해 충분히 낮은데, 이는 주로 헤모글로빈에 의한 흡수가 가시 영역을 떠나 근적외선 파장 영역에 들어할 때 약간 급속히 떨어지고, 멜라닌이 표피 아래에 실질적으로 존재하지 않기 때문이다. 더욱이, 피부의 주요 구성인 물은 여전히 그러한 파장에서 낮은 흡수를 갖고, 상기 흡수는 약 1200nm와 1500nm 사이에 피크를 보여주고, 약 1500nm 내지 약 1850nm의 국부 최소치를 통해 이동한 후에, 실제로 해당하는 많은 부분에서 빠르게 손실하는 값에 도달할 것이다.

유리하게, 상기 소스는 약 700 내지 약 1500nm의 대역 에지를 갖는 필터를 갖는 백열 램프, 또는 적외선 레이저, 또는 적외선 LED를 포함한다. 필터가 해당 파장 범위에서 더 투과성인 한, 필터는 대역 통과 필터 또는 고역 통과 필터일 수 있음을 주의하자. 다른 방사 소스가 배제되지 않지만, 전술한 소스는, 이들 소스가 원하는 파장 범위에서 많은 정도로, 또는 거의 전적으로 방사를 방출하도록 선택될 수 있다는 장점을 제공하여, 이를 통해 원하는 파장 범위 밖의 나머지 방사의 흡수로 인해 치료받을 피부가 가열되는 것을 방지한다.

특히, 원하는 파장 범위에서 (가까운) 단색 방사를 방출하는 많은 레이저 및 레이저 다이오드 및 LED가 이용가능하다. 원하는 파장 범위, 특히 약 750nm 내지 약 2000nm의 파장 범위의 대부분은 스펙트럼의 근적외선 영역이다. 따라서, 근적외선 레이저/레이저 다이오드/LED는 바람직하다. 이러한 방사 소스의 추가 장점은, 컴팩트하고, 강력하고 센 소스일 수 있으며, 더욱이 약간 더 높은 효율과 긴 수명을 가질 수 있다는 것이다.

대안적으로, 백열 램프, 더 바람직하게는 할로겐 백열 램프가 사용될 수 있다. 이것은 주로 원하는 파장 범위에서 방출하는 방사의 매우 간단하고 저비용의 소스이다. 백열 램프를 원하는 파장 범위 외부의 방사를 흡수하는 선택적인 적절한 필터와 결합함으로써, 아마 피부에 의한 과도한 방사의 불필요하거나 심지어 해로운 흡수가 방지될 수 있다.

바람직하게, 그러한 필터는, 원하는 범위, 즉 약 700 내지 1000nm의 단파 에지 근처 또는 그 곳에서 대역 에지를 갖는 고역 통과 필터 또는 대역 통과 필터이다.

바람직한 실시예에서, 이미징 센서는 CCD 카메라 또는 CMOS 센서를 포함한다. 그러한 이미징 센서는 다용도의 발달된 기술을 제공하고, 이미징을 위해 비교적 저비용이고, 충분히 컴팩트하고 민감하다. 예를 들어 광학 카메라 등에 사용되는 표준 광학 CCD에서도 본 디바이스에 사용될 수 있는데, 이는 많은 그러한 CCD가 원하는 파장 범위의 적어도 일부분, 즉 최대 1000nm까지 충분히 민감하기 때문이다. 대안적으로, 그리고 유리하게, 향상된 근적외선 감도를 갖는 CCD 등은, 바람직하게 바람직한 파장 범위 외부의 방사에 대한 민감도가 감소될 때, 특히 가시광 방사에 대한 민감도가 감소할 때 사용될 수 있다. 이것은 이미징 센서에 의해 형성된 이미지 상의 상기 방사의 아마 바람직하지 않은 영향을 감소시킨다는 점에서 유리하다.

디바이스의 유리한 실시예에서, 이미징 센서는 약 700 내지 1500nm의 대역 에지를 갖는 필터를 포함한다. 다시, 필터는 대역 에지보다 더 긴 파장에 대해 더 투과성인 고역 통과 필터 또는 대역 통과 필터일 수 있다. 그러한 이미징 센서는, 센서에 여전히 도달할 수 있는 원하지 않는 파장 범위에서의 방사, 예를 들어 산란된 광 또는 주변 광에 덜 민감하다. 따라서, 취득가능한 콘트라스트는 더 높다. 대역 에지의 정확한 위치는 상기 에지의 경사도(steepness)에 의존한다. 예를 들어, 매우 급격한 대역 에지는 약 700nm 주위에 중심을 두는 한편, 넓은 유용한 파장 범위를 제공할 수 있지만, 반면 비교적 평평한 대역 에지는 더 긴 파장에 대해 중심을 두는 것이 바람직한데, 이는 다른 경우 너무 많은 원하지 않는 방사가 필터를 통과할 수 있기 때문이다.

디바이스의 특수한 실시예에서, 이미징 센서는 상기 미리 결정된 파장 범위에서 최대치를 갖는 파장의 함수로서 민감도를 갖는다. 센서 민감도를 최적화하는 것은 이미지의 취득가능한 콘트라스트를 개선하는 대안적이거나 추가적인 방식이다. 원하는 파장 범위에서 이러한 민감도를 최적화하거나 심지어 최대화하는 다양한 방식은 방사 민감 물질의 적절한 선택과 같이 당업자에게 알려져 있다. 다시, 원하는 파장 범위 외부의 방사에 대한 비교적 감소된 민감도는, 그러한 방사의 영향이 감소되는 것을 보장한다.

유리하게, 소스는 선형적으로 편광된 방사를 방출하거나 제 1 선형 편광기를 포함하는 제 1 방사 선택 수단을 포함할 수 있고, 이미징 센서는 제 2 선형 편광기를 포함하는 제 2 방사 선택 수단을 포함한다. 제 1 선형 편광기, 또는 선형적으로 편광된 방사를 방출할 수 있는 소스에 의해 방출된 방사는 제 1 편광 방향을 갖고, 제 2 선형 편광기는 제 1 방향에 실질적으로 수직인 제 2 편광 방향을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 바람직하지 않은 방사가 이미징 센서에 도달하지 못하게 하거나, 적어도 원하는 방사와 원하지 않는 방사 사이의 비율을 증가시킬 수 있다. 소스에 의해 방출된 방사는 제 1 선형 편광을 통과시키고, 제 1 편광 방향을 얻는다. 이러한 편광된 방사가 이미징 센서에 직선으로 투과되거나, 피부 또는 몇몇 다른 물체에 의해 거울같이 반사되면, 편광은 실질적으로 변하지 않고, 이에 따라 이미징 센서 전면에 제 2 선형 편광기에 의해 중단될 것이다. 이에 반해, 피부에 결합되고 여러번 산란된 방사는 편광을 손실하고, 제 2 편광기에 의해 부분적으로 투과될 것이다. 다른 유형의 상보 편광기도 또한 사용될 수 있음을 주지하자.

다른 실시예에서, 방사 선택 수단은 이미징 센서 및 소스 중 적어도 하나 주위에 외주 벽을 포함하며, 상기 벽은 상기 미리 결정된 파장 범위에 대해 실질적으로 불투명하다. 이것은 원하는 방사와 원하지 않는 방사 사이의 비율, 이에 따라 이미지의 콘트라스트를 증가시키기 위한 대안적이거나 추가적인 방법이다. 여기서, 물리적 장벽은 방출된 방사의 광 경로에서 방사 소스와 이미징 센서 사이에 존재한다. 이러한 물리적 장벽은, 디바이스가 동작 위치에 있을 때 피부와 협력하여, 바람직하지 않은 방사를 완전히 차단한다. 이러한 방식으로, 피부에 결합되는 원하는 방사는 벽 아래의 피부를 통과할 수 있고 센서에 도달하는 반면, 원하지 않는 방사는 반사되거나 직접 방사되는 등의 여부에 상관없이 불투명 벽에 의해 차단될 것이다. 사실상, 소스 또는 이미징 센서 주위의 외주 벽을 가질 필요가 없는데, 이는 그 사이의 임의의 불투명 벽이 또한 작용하기 때문이라는 것을 주지하자. 그러나, 이 때 센서에 입사하는 미광(stray light)의 가능성이 있을 수 있다.

외주 벽은 큰 치수를 가질 필요가 없다. 사실상, 상기 벽의 에지는 디바이스의 동작 위치에서 피부와 협력하여 방사를 차단시킨다. 따라서, 또한 소스 및/또는 이미징 센서 주위의 하우징에서 방사 윈도우만을 제공할 수 있다. 이것은 나중에 아래에 설명될 것이다.

본 발명에 따른 체모-검출 디바이스의 특수한 실시예에서, 방사 선택 수단은 소스 주위의 실질적으로 불투명 소스 하우징을 포함하는데, 상기 소스 하우징은 방사를 방출하기 위한 소스 윈도우를 갖고, 소스 윈도우는 피부 상에 단단히(sealingly) 위치될 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 방사 선택 수단은 이미징 센서 주위의 실질적으로 불투명 센서 하우징을 포함하며 ,상기 센서 하우징은 방사를 수신하기 위한 센서 윈도우를 갖고, 센서 윈도우는 조명될 피부의 부분 상에 단단히 위치될 수 있다.

여기서, "단단히"라는 단어는 차단될 광학 방사를 고려하여 해석되어야 한다. 가스-밀폐 밀봉 또는 다른 유형의 밀봉이 얻어지는 지는 완전히 무관하다. 더욱이, "실질적으로"라는 용어는 "가능한 한 많이" 그리고 적어도 90%를 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 획기적 기계적으로, 대부분의 경우에 여전히 작은 투과가 가능하다는 것을 주지하자. 그러나, 실제 목적을 위해, 이것은 완전히 무관하고, 바람직하지 않은 방사의 99% 이상의 차단을 쉽게 얻을 수 있다.

격막, 바람직하게 조정가능 격막을 갖는 체모-검출 디바이스를 제공하는 것이 유리하다. 이것은 부유 방사(stray radiation)를 환경에서 차단시키고, 이미지를 평가하는데 유용할 수 있는 이미지의 시야 깊이(depth-of-field)를 조정할 수 있는 가능성을 제공한다.

센서 윈도우의 직경의 적어도 절반만큼 큰, 바람직하게는 상기 센서 윈도우의 적어도 직경만큼 큰 초점 길이를 갖는 광학 시스템을 갖는 이미징 센서를 제공하는 것이 또한 유리할 수 있다. 대체로, 초점 길이와 긴 센서 윈도우 직경 사이의 비율을 선택함으로써, 다른 경우 이미지의 콘트라스트를 감소시켰을 부유 방사를 차단할 수 있다. 다시, 더 긴 초점 길이를 선택하는 것은 시야 깊이를 증가시킨다.

바람직한 실시예에서, 소스 및 이미지 센서는 방사를 투과시키기 위한 적어도 하나의 윈도우를 갖는 실질적으로 불투명의 공통 하우징에 수용된다. 그러한 윈도우는 조명되거나 이미징될 피부의 부분 상에 단단히 위치될 수 있는 것이 바람직하다. 그러한 공통 하우징의 존재는 주변 방사가 이미징을 분산하지 못할 때 유용하다. 사실상, 원하는 방사와 원하지 않는 방사의 비율을 향상시키는 전술한 많은 방법은 그러한 공통 하우징과 결합하여 훨씬 더 큰 효과를 갖는다. 예를 들어, 그러한 불투명 공통 하우징이 존재할 때, 바람직한 실시예 중 하나에서와 같이 2개의 교차된 편광기를 제공하는 것은 원하지 않는 방사 대부분을 차단하기에 충분한 반면, 그러한 공통 하우징이 존재할 때, 이미징은 아마 주변 방사로부터 손상될 수 있다. 그러나, 그 경우에 가능한 해결책은 어두움에서 이미징을 수행할 수 있다는 것을 주지하자. 그 경우에, 이미징이 수행되는 방의 벽은 공통 하우징이라 생각될 수 있다. 더욱이, 여기서 소스 및 이미징 센서가 유지 및 업그레이드에서 장점을 제공하는 개별적이거나 개별 아이템일 수 있지만, 또한 통합될 수 있다는 것을 주의해야 한다.

바람직한 실시예에서, 상기 공통 하우징은 방사를 방출하는 소스 윈도우와, 방사를 수신하는 개별 센서 윈도우를 구비하고, 상기 소스 윈도우 및 센서 윈도우 중 적어도 하나는 피부 상에 단단히 위치될 수 있다. 이러한 실시예는, 방사가 제 1 윈도우, 소스 윈도우를 통해 피부에 결합되는 반면, 이미징 센서를 위한 방사는 제 1 윈도우로부터 특정 거리에 위치한 제 2 윈도우, 센서 윈도우를 통해 피부로부터 결합된다는 장점을 제공한다. 이것은 피부를 통해 실제로 이동하는 방사의 선택을 유리하게 하는데, 이는 다른 방사가 하우징 또는 피부 표면에 의해 적어도 부분적으로 차단되기 때문이다. 이것은 특히 소스 윈도우 및 센서 윈도우 모두가 피부 상에 단단히 위치될 수 있는 경우, 예를 들어 양쪽 모두가 공통 하우징의 일측부에 존재하는 경우라는 것을 주지하자. 그러나, 소스 윈도우 및 센서 윈도우 중 하나만이 피부 상에 단단히 위치될 수 있는 경우에서도, 콘트라스트는 향상될 수 있다.

센서 및 소스를 위한 개별적인 윈도우를 제공할 필요가 없고, 하나의 윈도우만으로도 충분할 수 있다는 것이 여기서 주지된다. 일례로, 소스가 편광된 방사를 방출하고, 이미지 센서가 예를 들어 적절한 편광기의 존재로 인해 교차-편광된 방사에만 민감할 때, 방사가 윈도우 아래의 피부 부분에 결합되고, 상기 피부 부분의 조직 내에서 산란되고, 그로부터 재방출될 때 충분할 수 있는데, 이는 거울같이 반사된 다른 방사가 효과적으로 차단되기 때문이다.

본 발명의 정황에서, 윈도우는 벽 등에서의 개구부인데, 이 개구부는 방사에 투명한 커버 플레이트로 선택적으로 커버될 수 있다.

유리하게, 상기 소스 윈도우와 상기 센서 윈도우 사이의 거리는 적어도 0.1mm, 더 바람직하게는 적어도 1mm, 더 바람직하게는 적어도 5mm이다. 그러한 거리는, 방사가 피부 조직에서 다중 산란을 통해 충분히 균일화될 뿐 아니라, 아마 존재하는 원하지 않는 방사가 피부, 또는 디바이스의 중간 불투명 벽, 하우징 또는 다른 방사 차단부에 의해 흡수되는 것을 보장한다.

본 발명에 따른 체모-검출 디바이스의 특수한 실시예는 상기 센서 윈도우 주위에 배치된 복수의 상기 소스를 포함한다. 그러한 복수의 소스를 제공하는 것은 센서 윈도우를 위한 더 균일한 세기 분배를 제공한다. 세기가 소스 또는 소스 윈도우에 대한 거리의 함수로서 떨어지기 때문에, 단일 소스를 제공하는 것은 고르지 않은 세기 분배를 제공할 것이다. 물론, 이것은 선택적으로 제공된 이미징 처리 유닛 등에서 적합한 보정 프로그램을 이용함으로써 보정될 수 있다. 더욱이, 사용된 방사의 피부에서의 평균 산란 길이와, 윈도우의 치수에 따라, 이러한 세기에서의 하락은 충분히 작을 수 있다. 그러나, 다중 소스는 더 나은 균일성 및 더 나은 설계 융통성을 제공한다. 바람직하게, 소스는 센서 윈도우에 대해 서로 마주보게 위치되고, 바람직하게는 규칙적인 방식으로 위치한다. 대안적으로, 단일 소스는 복수의 소스 윈도우의 형태로 복수의 배출 위치와 함께 사용될 수 있다. 더욱이, 광섬유 등은 방사를 피부로 결합하는데 사용될 수 있다. 어떤 점에서, 광섬유는 소스 하우징을 위한 매우 연장된 커버 플레이트로 간주될 수 있다.

상기 실시예에 설명된 그러한 복수의 소스가 또한 실시예가 "하나의 소스" 또는 "상기 소스"에 관련되더라도 모든 다른 실시예에도 가능하다는 것이 주지된다. 이와 동일한 것은 특히 소스 윈도우(들) 및 하우징에 대해서도 적용된다.

본 발명에 따른 체모-검출 시스템은, 거의 동일한 가시 칼라의 체모 및 피부, 예를 들어 하얀 피부 상의 백색 체모와 같은 많은 상황에 대해 개선된 콘트라스트를 갖는 이미지를 제공한다. 이러한 개선된 콘트라스트는 안구가 있는 피부에 액세스할 때 사용될 수 있다. 기계적 수단 등에 의한 체모의 제거와 같은 임의의 바람직한 방법이 취해질 수 있다. 바람직하게, 체모-검출 디바이스는 상기 이미지로부터 체모의 위치 및/또는 방향을 결정하는 이미지 처리 유닛을 더 포함한다. 이것은 피부 상에 체모의 위치 및/또는 방향에 관련된 데이터 또는 신호를 제공한다. 이러한 데이터 또는 이러한 신호는 디바이스, 또는 체모를 셀 수 있을 정도로 간단하다면 임의의 원하는 후처리를 수행하고, 또는 예를 들어 피부를 면도하거나 제모하기 위한 임의의 다른 장치에 의해 사용될 수 있다.

본 발명은 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스를 포함하는 체모-제거 디바이스에 더 관련된다. 체모-제거 디바이스는 작동자에 의해 얻어진 시각 정보에 기초하여 동작될 수 있다. 그러나, 바람직하게, 체모-제거 디바이스는 이미지 처리 유닛에 결합되어, 체모-제거 디바이스는 이미지 처리 유닛, 또는 이미지 처리 유닛으로부터 입력에 의해 공급되는 제어 유닛에 의해 동작된다. 이것은 특히 체모-제거 디바이스가 상기 이미지 처리 디바이스에 의해 제어가능한 조정가능 레이저 빔 소스, 예를 들어 이미지 처리 디바이스에 결합된 제어 유닛에 의해 제어가능한 레이저 소스 및 레이저 빔 조종기를 포함한다.

그 때 유용한 동작 방법은 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스 내의 체모 위치를 결정하고, 레이저 빔 조정기에 의해 레이저 빔을 조정하여, 체모 또는 체모의 뿌리로 향하게 하고, 체모 또는 그 뿌리를 태울 정도로 충분한 레이저 에너지를 제공하여, 체모가 제거될 수 있다.

본 발명에 따라 체모-검출 디바이스 및 체모-제거 디바이스의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 이제 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스의 제 2 실시예를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스의 제 3 실시예를 개략적으로 도시한 도면.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스의 3가지 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 체모-제거 디바이스를 개략적으로 도시한 단면도.

도 1은 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스(1)의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한다. 여기서, 2는 방사 빔(3)을 방출하는 방사 소스이다. 제 1 편광기는 4로 표시된다. 3개의 광선(5, 6, 7)은 편광기(4)를 통과하도록 도시된다. 참조번호(8)는 표면(9)을 갖는 피부를 나타낸다. 제 2 편광기는 10으로 표시된다. 참조번호(11)는 광학 시스템을 나타내고, 12는 CCD 이미징 센서를 나타내고, 13은 제어 유닛을 나타낸다. 참조번호(14)는 피하부(15)를 갖는 체모를 나타낸다. 선택 박스 또는 하우징은 16으로 표시된다.

체모-검출 디바이스(1)에서, 소스(2)는 방사 무리(bundle of radiation)(3)를 방출한다. 방사(3)는 700nm 내지 약 2000nm, 더 바람직하게 약 700nm 내지 1100nm, 가장 바람직하게 약 800nm의 파장 범위에서의 방사를 포함하는 것이 바람직하다.

제 1 편광기(4)는 빔(3)에 위치한다. 빔(3)으로부터의 방사는 제 1 편광기(4)를 통과한 후에 편광 방향을 가질 것이다. 제 1 광선(5)은 표면(9)을 통해 피부(8)에 입사하고, 표면(9)을 통해 피부(8)를 떠나 제 1 편광기(10)로 이동하기 전에 피부에서 여러 번 산란된다. 제 2 편광기(10)는 제 1 편광기(4)의 편광 방향에 수직인 편광 방향을 갖는다. 따라서, 제 1 편광기(4)를 통과하고 거울같이 반사되는 방사는 제 2 편광기(10)에 의해 차단될 것이다. 이것은, 표면(9)에서 거울같이 반사되는 제 2 광선(6)과, 체모(14)에 의해 반사되는 제 3 광선(7)에 의해 도시된다. 양쪽 광선(6 및 7)은 제 2 편광기(10)에 의해 차단되는 반면, 제 1 광선(5)은 제 2 편광기(10)를 통과하는데, 이는 피부(9) 내에서의 다중 산란 이후에, 편광 방향이 손실되기 때문이다. 제 2 편광기(10)를 통과한 후에, 제 1 광선(5)은 여기서 간단한 렌즈로 표시되는, 광학 시스템(11)을 통과할 것이다. 광학 시스템(11)이 여러 렌즈 요소를 포함할 수 있다는 것을 주지하자. 마지막으로, 제 1 광선(5)은 제어 유닛(13)에 결합된 CCD 이미징 센서(12)에서 검출된다. 제어 유닛(13)은 CCD 이미징 센서(12)에 의해 검출되는 이미지를 처리한다. 제어 유닛(13)은 예를 들어 컴퓨터, 스크린, 또는 추가 처리 디바이스(미도시)를 더 포함할 수 있거나, 이에 결합될 수 있다.

상기 실시예에서, 제 1 편광기(4)는, 방사 소스(2)가 레이저 다이오드와 같이 편광된 방사를 방출한 경우 없어도 된다는 것을 주지하자.

제 1 광선(5), 및 피부를 통해 이동하는 다수의 유사한 광선은 설명된 바와 같이 체모(14)의 이미지 뿐 아니라, CCD 이미징 센서(12) 상의 체모의 피하부(15)의 부분의 이미지를 형성하는 실질적으로 균일한 조명을 제공한다.

박스(16)는 선택적인 것을 나타내기 위해 점선으로 도시된다. 실제로, 체모-검출 디바이스(1)는 간섭 광 세기가 없거나 낮은 환경 하에 사용될 수 있다. 이것은, 전체로서 어두울 때 또는 CCD가 감지하지 않는 주변 광에서 디바이스(1)를 이용함으로써 달성된다. 후자는 적합한 필터링에 의해 또는 적합한 조명, 예를 들어 나트륨 증기 또는 다른 단색 조명을 선택함으로써 달성될 수 있다. 다른 가능성은 주변 광으로부터 디바이스(1)를 실질적으로 또는 완전히 차폐하기 위해 체모-검출 디바이스(1) 주위에 박스(16)를 이용하는 것이다. 그러한 박스(16)는 개별 부분일 수 있다. 대안적으로, 체모-검출 디바이스(1)는 박스(16)에 장착될 수 있다. 동작시, 박스는 피부에 면하는 개방 측부를 갖는 바디부 상에 위치할 것이다. 박스는 임의의 적합한 형태, 예를 들어 정사각형, 원통형 등을 가질 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스(1')의 제 2 실시예를 개략적으로 도시한다. 여기서, 동일한 부분은 동일한 참조번호로 표시된다.

이 디바이스(1')는 벽(17)을 갖는 2개의 오목부(18)를 구비한 박스(16)를 포함한다. 오목부(18)에서, 방사 소스(20)가 수용된다. 소스(20)는 방사선(5)을 방출하는데, 이 방사선은 동작시 피부(8)에 입사하고, 그 안에서 산란된다. 피부(8)를 떠난 후에, 광선(5)은 이미징 광학 기기(imaging optics)(11)를 통해 이미징 센서(12)쪽으로 이동하고, 이 이미징 센서는 제어 유닛(13)에 결합된다. 언급된 모든 부분은, 체모-검출 디바이스의 동작시 피부(8)쪽에 면하는 개방 측부를 갖는 하우징(16)에 수용된다.

이 실시예의 장점은, 실제로 피부에 입사하는, 즉 표피를 통과하는 방사만이 이미징 처리에 사용된다는 것이다. 따라서, 실제로, 임의의 광 소스는 유용한 방사 범위에서 방출하도록 사용될 수 있다. 물론, 바람직한 파장 영역에서 비교적 높은 방출과, 피부에서 더 쉽게 흡수되는 다른 파장 영역에서 비교적 낮은 방출을 갖는 것이 바람직하다. 이것은 체모-검출 디바이스의 높은 효율을 보장할 뿐 아니라, 피부에서 열 또는 고통의 임의의 감각을 감소시키는데 도움을 줄 것이다. 유용한 방사 소스(20)는 적외선 LED 및 적외선 레이저 다이오드이다.

오목부(18)는 다른 경우 박스(16) 내의 중공 공간에서의 벽(17)을 갖는 챔버, 또는 예를 들어 다른 경우 디바이스(1')의 고체부에서의 오목부로서 제공될 수 있다. 관련 기준은, 소스(20)에 의해 방출된 실질적으로 어떠한 방사도 이미징 센서(12)에 직접적으로, 즉 직선으로, 또는 피부(8)의 표면에 의해 산란을 통해, 이미징 센서(12)에 도달하지 않는다는 것을 주지하자.

하우징(16)은 동작시 피부(8)에 면하는 개방 측부를 가질 수 있다. 대안적으로, 하우징은 하나 이상의 윈도우(미도시)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 윈도우는 이미징 센서(12)쪽으로 입사 방사를 투과시키는 반면, 적어도 하나의 선택 윈도우는 소스(20)에 의해 방출된 방사를 투과시킨다. 그러한 윈도우를 제공함으로써, 완전히 밀봉된 구조가 얻어질 것이다. 이것은 먼지, 물 등이 들어가지 못하게 하는 보호를 제공한다.

이미징 센서(12)는 임의의 적절히 알려진 이미징 센서일 수 있다. 그 예는 CCD 매트릭스 센서 또는 CMOS 광학 센서 등을 포함한다. 이미징 센서(12)는 사용된 방사에 물론 민감해야 한다. 많은 경우에, 근적외선 방사가 사용되기 때문에, 이러한 파장 범위에서의 민감도는 충분해야 하거나 최적화되는 것이 바람직하다. 표준 CCD-센서는 적절한 이미징 캡쳐에 대해 충분히 민감하다. 그러나, 적외선 영역에서 증가된 민감도를 제공하도록 최적화된 CCD 요소가 이용가능하다. 이와 동일한 것은 다양한 다른 유형의 광학 센서에 대해서 적용된다. 동시에, 이미징 처리에 사용되지 않은 다른 방사에 대한 민감도가 감소하면, 더욱 더 개선된 콘트라스트가 취득가능하다. 그러한 다른 방사의 일례는 특히 상당히 짧은 파장으로 된 가시광이다.

제어 유닛(13)은, 이미지를 얻고 및/또는 임의의 다른 장치를 구동 또는 제어하기 위해, 이미징 센서(12)로부터 신호를 수집 및 평가하기 위한 임의의 디바이 스를 다시 포함할 수 있다. 많은 경우에, 제어 유닛은 프로그램되거나 프로그래밍가능한 칩 또는 컴퓨터와 같은 전자 회로를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스의 제 3 실시예를 개략적으로 도시한다. 여기서, 30은 방사(31)의 소스를 나타낸다. 상기 방사(31)의 광선(32)은 피부(8)에 입사하고, 거기서 산란된다. 재방출된 방사는 제어 유닛(34)에 연결될 수 있는 이미징 센서(33)로 이동할 것이다.

상기 방사는 불투명 벽(35)에 의해 둘러싸이고 개구부(37)를 갖는 챔버(36) 내에 포함된다. 피부(8) 상에, 체모(14)가 존재한다.

본 발명에 따른 체모-검출 디바이스의 이 실시예의 특징은, 피부(8)를 통해 이동하는 방사만이 이미징 센서(33)에 도달한다는 것이다. 따라서, 소스(30)에 의해 방출된 방사(31)를 포함할 필요가 없다. 사실상, 유용한 방사에 추가되는 임의의 주변 광은 본 실시예에 유리할 수 있다. 소스(30)에 대한 임의의 유형의 하우징을 생략하는 것은 개선된 냉각 가능성에 대해 유리할 수 있다.

소스(30)는 다시 원하는 파장 영역에서 적어도 부분적으로 방출하는 임의의 유형의 방사 소스일 수 있다. 전술한 적외선 LED 및 적외선 레이저 다이오드와 별도로, (할로겐) 백열 램프와 같은 다른 소스는 배제되지 않는다.

유사하게, 이미징 센서(33)는 임의의 알려진 유형일 수 있다. 이 경우에, 개별적인 광학 시스템이 표시되지 않았음을 주지하자. 예를 들어 이미지 센서(33) 자체가 그러한 광학 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어 이미징 센서(33)의 방사-민감 부분의 전면에 마이크로렌즈를 사용할 수 있다. 다른 경우에, 적절한 광학 시스템 은 이미징 센서(33)에 추가될 수 있다.

방사가 이미징 센서(33)에 도달할 수 있는 개구부(37)는 방사가 통과할 수 있는 커버 플레이트에 의해 커버될 수 있다. 그러한 커버 플레이트는 먼지, 손상 등으로부터 이미징 센서(33)를 보호할 뿐 아니라, 또한 일정한 거리로 유지하는 잘-한정된 이미지 평면을 얻는데 유용할 수 있다. 커버 플레이트의 존재는 또한 피부(8)의 표면에 대해 체모(14)를 누르는데 도움을 줄 수 있다. 이 경우에, 훨씬 더 얇은 시야 깊이는 피부의 화질에 악영향을 주지 않고도 허용가능하다. 이것은 특히 확산 조명을 사용할 때 유용하다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스의 3가지 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 4a에서, 40은 이미징 센서를 나타낸다. 대안적으로, 40은 이미징 센서쪽으로 이동하는 방사를 포함하는 챔버를 나타낼 수 있거나, 대안적으로, 이미징 센서쪽으로 방사를 통과시키는 윈도우를 나타낼 수 있다. 이 경우에, 4개의 방사 소스(41)가 도시되지만, 이 챔버가 1 이상의 임의의 원하는 수일 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.

이미징 센서(40)에 가까이 방사 소스(41)를 위치시키는 것이 유리하다. 이것은, 방사가 피부 내의 비교적 짧은 거리를 이동하는 것을 보장한다. 이에 따라, 흡수는 최소화될 수 있고, 일반적으로 재방출되어 유용한 방사의 비교적 높은 민감도가 달성된다.

도 4b에서, 이 경우에 6개의 방사 소스(41')에 의해 둘러싸인 실질적으로 원형 광학 센서(40')가 도시된다. 다수의 방사 소스(41')에 의해 둘러싸인 원형 센 서(또는 윈도우 등)를 제공함으로써, 이미징 처리에 사용된 방사에 대한 더 균일한 세기 분배가 달성될 수 있다. 다수의 방사 소스(41)를 이용하는 것은, 피부에 결합되는 방사의 국부 세기가 하나의 방사 소스와 같은 더 적은 방사 소스(41')를 이용할 때보다 더 낮을 수 있다는 추가 장점을 갖는다. 이것은, 치료받을 환자에 대한 가능한 고통 또는 다른 불쾌감을 감소시킬 뿐 아니라, 낮은-전력의 방사 소스의 이용을 허용한다.

사실상, 이미징 센서(40') 또는 커버 플레이트 등의 형태는 원하는 대로 선택될 수 있으며, 각 형태는 가능한 장점을 가진다는 것이 주지된다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 원형 형태는 일반적으로 더 균일한 세기 분배를 제공한다. 도 4a에 도시된 정사각형 형태는, 이미징 센서(40)의 표면적보다 더 큰 표면적을 갖는 피부의 부분을 비교적 쉽게 덮는 장점을 제공한다. 그러한 피부의 부분은 이미징 센서(40), 또는 커버 플레이트 등을 피부의 부분 상의 인접 위치에 위치시킴으로써 치료되거나 이미징될 수 있다. 인접 위치에 위치시키는 것 중첩 없이 가능한데, 이 이것은 예를 들어 원형 또는 타원형의 경우, 가능하지 않다.

도 4c는 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스의 제 3 실시예의 평면도를 개략적으로 도시한다. 여기서, 40"은 광 소스(41")에 의해 둘러싸인 이미징 센서이다.

이 경우에, 광 소스가 다수의 분리된 광 소스 대신에 공간적으로 연속적인 광 소스이라는 것이 주지된다. 이것은 세기 분배의 더 나은 균일성을 제공한다. 그러한 연속적인 광 소스(41")는 예를 들어 형광성 또는 형광 조명, 가스 방전 조명 등에 의해 얻어질 수 있다. 대안은, 하나 이상의 분리된 광 소스 등으로부터 방사 를 분배하기 위해 다수의 매우 작은 광 소스, 또는 광섬유를 이용함으로써 준-연속 조명을 제공하는 것이다.

일시적으로 연속적이 아닌 펄스 단위로 방출하는 이미징을 위한 스트로보스코픽 방사 소스를 제공하는 것이 유리하다. 이것은, 이미지가 얼룩 영향 없이 결정될 수 있다는 장점을 제공한다. 다시 말하면, 이미지의 해상도는 증가될 수 있다. 이것은 예를 들어 면도 디바이스의 경우에 유용한데, 이는 그러한 디바이스가 피부의 표면에 걸쳐 일반적으로 이동하는 반면, 개별적인 체모의 정지 이미지가 결정되기 때문이다.

도 5는 본 발명에 따른 체모-제거 디바이스의 단면을 개략적으로 도시한다.

디바이스(100)에서, 48은 하우징이다. 50은 레이저 빔(51)을 방출하는 레이저 소스를 나타낸다. 참조번호(54)는, 제 1 엑추에이터(actuator)(58)에 의해 제 1 축(60) 주위에서 회전가능한 제 1 미러(56)를 포함하는 조정가능 레이저 빔 조종기를 나타낸다. 더욱이 제 2 엑추에이터(64)에 의해 제 2 축(66) 주위에 회전가능한 제 2 미러(62)를 더 포함한다. 조정가능 레이저 빔 조종기(54)는 피부(8) 상의 하우징(48)에서 제 1 윈도우(53)에서 목표 지점 또는 스폿(52)쪽으로 레이저 빔(51)을 반사시킨다.

참조번호(68)는 미러 표면(70)을 갖는 선택가능 미러이다. 참조번호(72)는 렌즈이고, 74는 이미징 센서이다.

참조번호(76)는 제어 유닛인데, 제어 유닛은 제 1 및 제 2 엑추에이터(58, 64)에 연결되고, 레이저 소스(50) 및 이미징 센서(74)에 연결된다. 참조번호(80) 는, 벽(83)을 갖고 제 2 윈도우(84)쪽으로 방사를 방출하는 챔버(82) 내의 방사 소스를 나타낸다. 방출된 방사는 피부(8)에서 손실되는 제 1 광선(86) 뿐 아니라 제 1 윈도우(53)에 도달하고 통과할 수 있는 제 2 광선(88)을 포함한다. 모든 그러한 광선(88)은 체모(14) 및 가능하면 체모 뿌리(15)를 이미징하기 위한 빔(90)을 일반적으로 형성할 것이다.

본 발명에 따른 체모-제거 디바이스(100)는 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스를 포함한다. 체모-검출 디바이스는 방사 소스(80), 적절한 윈도우(84 및 53), 광학 시스템(68, 70, 72), 이미징 센서(74), 및 제어 유닛(76)을 포함하도록 고려될 수 있다. 일반적으로, 본 발명에 따른 임의의 체모-검출 디바이스는 대안적으로 사용될 수 있다. 본 실시예에 설명된 체모-검출 디바이스는 아래에 추가로 설명될 것이다.

체모-제거 디바이스(100)는 예를 들어, 제모 디바이스, 면도기 등일 수 있다. 디바이스(100)에 의해, 피부(8) 상에 존재하는 체모(14)는 제거될 수 있다. 체모(14)가 제거되면, 레이저 빔(51)의 스폿(52)은 대략, 체모(14)가 피부(8)의 표면과 교차하는 피부(8) 상의 위치, 또는 그 아래에 체모(14)의 뿌리(15)가 존재하는 위치에 있어야 한다. 레이저 빔(51)은, 체모(14)에 의해 잘-흡수되고 바람직하게는 피부(8)의 조직에 의해 실질적으로 흡수되지 않는 파장을 갖는 단색 광을 포함한다. 그 결과, 주로 체모(14)의 뿌리(15)가 레이저 빔(51)에 의해 강하게 가열되어, 뿌리(15)가 손상 및/또는 죽거나, 또는 체모(14)가 잘려지거나 다른 경우 악영향을 받고, 기계적으로 제거될 수 있게 된다. 체모(14)와 피부(8)의 조직 사이의 우수한 광학적 선택도는, 검은 머리를 갖는 하얀 피부의 경우에 대략 650nm 내지 1200nm의 파장으로 달성된다. 그러한 파장의 광은 멜라닌, 즉 검은 머리에서 높은 농도로 발생하고 또한 하얀 피부에서 낮은 농도로 발생하는 색소에 의해 잘-흡수된다. 멜라닌이 더 밝은 체모에서도 충분한 양으로 존재한다고 여겨지는 것을 주지하자. 그러한 파장을 갖는 광은 물, 헤모글로빈, 혈액에서의 적혈구, 및 각질에 의해 적당히 흡수된다. 광 면도기, 즉 체모를 태우는데 사용된 디바이스의 경우에, 650nm보다 짧은 파장을 선택하는 옵션이 있을 수 있는데, 이는 사실상 광이 피부에 침투할 필요가 없기 때문이다. 이것은 실제 체모 제거를 위한 광과 이미징에 사용된 광 또는 방사 사이에 더 나은 선택도가 있는 장점을 갖는다.

더욱이, 레이저 빔(51)의 충분한 펄스 지속기간 및 에너지 밀도는 체모-제거 디바이스(100)의 효과적인 동작에 필요하다. WO 00/62700에 개시된 것과 같이 관련 파라미터에 필요한 값을 선택하는데 문제가 없다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 이것은 여기서 더 이상 구체적으로 설명되지 않을 것이다. 그러나, 이발기가 사용되는 경우에, 필요한 에너지 밀도는 훨씬 더 낮다는 것을 주지하자. 이것은 피부의 다른 부분에 손상을 줄 위험이 적다는 장점을 갖는다.

다른 중요한 점은, 레이저 소스(50)가 동작 방사 소스로서 도시되지만, 이것이 필요한 파장 영역에서 충분히 높은 에너지 및 충분히 높은 농도의 방사를 방출하는 임의의 소스와 같이 다른 종류의 적절한 소스일 수 있다는 점이다. 예로는 (할로겐) 백열 램프, (짧은 아크) 방전 램프, LED 등이다. 더욱이, 체모 제거를 위한 작용제로서 방사를 사용할 필요가 없다. 전기 니들-제모(electric needle- epilation)와 같은 다른 알려진 디바이스 또는 기술도 사용될 수 있다. 관련 기준은, 사용된 기술이 국부적으로, 즉 하나의 체모의 레벨에서 동작된다는 것이다. 먼저, 이 경우에, 작용제(광, 니들 등)를 특정 체모로 향하게 하는 것이 중요하며, 이 경우에 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스가 유용할 것이다. 여기서 아래에, 나머지 설명은 상기 기술이 가능성으로서 명백히 포함되지만 레이저 제모에 집중할 것이다.

레이저 빔(51)은 레이저 빔 조종기(54)에 의해 목표 위치 또는 스폿(52)에 적절히 위치할 수 있는 한편, 치료받는 피부(8)의 부분의 이미지는 디바이스(100) 내에 장착된 바와 같이 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스에 의해 얻어질 수 있다.

조정가능 레이저 빔 조종기(54)는 2개의 미러(56 및 62)를 포함하도록 도시된다. 양쪽 미러는 피부(8)에 대해 위치될 윈도우(53)에 대해 대략 45°의 각도로 위치한다. 제 1 미러(56)는, 제 1 엑추에이터(58)에 의해 제 1 미러(56)의 평면에서 연장하고 제 1 윈도우(53)에 평행한 제 1 축(21) 주위의 제한된 각도로 경사질 수 있다. 상기 엑추에이터는 임의의 적합한 유형일 수 있어서, 개략적으로만 도시된다. 제 2 미러(62)는 제 1 축(60)을 수직으로 교차하는 축(66) 주위에서 경사가능하다. 제 2 미러(62)를 기울이기 위한 제 2 엑추에이터(64)는 또한 개략적으로만 도시된다. 결합하여, 제 1 및 제 2 미러(56, 62)는, 예를 들어 제 1 윈도우(53)에 대응하여 치료받을 피부(8)의 부분에 걸쳐 레이저 빔(51)을 안내할 수 있다. 제 1 윈도우(53)는 레이저 빔에 투명하고 방사 소스(80)에 의해 방출된 광에 투명한 커버 플레이트에 의해 커버될 수 있다는 것을 주지하자. 유사하게, 제 2 윈도우(84)는, 방사 소스(80)에 의해 방출된 방사, 즉 이미징에 사용된 방사의 적어도 일 부분에 투명한 커버 플레이트에 의해 커버될 수 있다.

예시된 실시예에서, 광 소스(80)와 제 1 윈도우(53) 사이의 거리는 비교적 길다. 이것은 단지 명백함을 위해 이루어졌다. 사실상, 가능한 한 높은 세기를 얻기 위해 광 소스(80)와 제 1 윈도우(53) 사이의 거리를 최소화하는 것이 유리하다.

제 1 엑추에이터(58) 및 제 2 엑추에이터(64)는 제어 유닛(76)에 동작가능하게 연결된다. 제어 유닛(76)은, 스폿(52)을 원하는 위치에 위치시키기 위해 제 1 및 제 2 미러(56, 62)의 동작을 제어한다. 상기 위치는 본 발명에 따른 체모-검출 디바이스에 의해 결정될 수 있다. 이것은 이제 설명될 것이다.

방사 소스(80)는 방사를 방출하고, 상기 방사의 적어도 일부분은 피부(8)에 결합되고, 적어도 한 번 산란된 후에, 제 1 윈도우(53)에 도달한다. 상기 방사는 피부(8)를 떠날 수 있어서, 약간 균일한 방사 소스를 형성한다. 상기 균일한 방사 소스는 체모(14)의 이미지를 형성하는데, 이는 상기 방사가 특히 에지 근처에서 체모에 의해 굴절되기 때문이다. 방사의 부분이 그러한 에지에서 멀리 굴절되기 때문에, 이들 에지는 이미지 상의 새도우(shadow)로서 나타난다. 이러한 정보를 갖는 방사는 제 3 미러(68)쪽으로 빔(90)으로서 이동하고, 미러 표면(70)에 의해 반사된다. 반사된 빔은 렌즈(72)를 통과하고 이미징 센서(74) 상에 투사된다. 이미징 센서(74), 예를 들어 CCD 센서는 제 1 윈도우(53)에서 피부의 부분의 이미지를 형성한다. 상기 이미지, 또는 그 정보는 제어 유닛(76)에 공급된다. 상기 제어 유 닛(76)은, 이미징 센서(74)에 의해 결정된 것으로 이미지를 평가하기 위해 컴퓨터 프로그램과 같은 수단을 포함할 수 있다. LabView 애플리케이션 또는 유사한 디바이스 또는 프로그램과 같이 이미지에서 체모를 인식하기 위한 임의의 알려진 수단은 이미지에서 체모를 검출하는데 사용될 수 있다. 체모의 양쪽 가시 단부가 식별될 수 있는데, 이는 피부에 입사하는 "단부"가 점차 흐려지는 콘트라스트를 나타내는 반면, 다른 단부가 가파르고 날카로운 콘트라스트를 나타내기 때문이라는 것을 주지하자. 이것은 피부가 방사에 충분히 투명하여, 산란만이 이미지를 흐리게 하고, 이것이 깊이로 증가한다는 점 때문이다.

레이저 빔(51)은 제 3 미러(68)를 통과하도록 보이는 반면, 피부(8)를 통과한 방사 빔(90)은 미러 표면(70)에 의해 반사된다. 이러한 차이점은, 레이저 빔(51)의 부분이 또한 제 3 미러(68)에 의해 반사될 수 있는 한편, 빔(90)의 부분이 미러(68)에 의해 투과될 수 있다는 점에서 절대적일 필요가 없다. 이것은 예를 들어 레이저 빔(51)의 좁은 파장 영역에서 투과하고 빔(90)의 적어도 부분을 반사시키는 대역 통과 미러로서 미러(68)를 구현함으로써 달성될 수 있다. 다른 경우, 일반적으로 반-투명 미러도 또한 충분하다. 더욱이, 피부를 통해 투과된 방사의 파장 영역 외부에, 또는 그 대역 에지 근처에 있는 레이저 빔(51)에 대한 레이저 파장을 선택할 수 있다. 예를 들어, 피부를 통해 투과된 방사는 800 내지 1200nm의 파장을 갖는 반면, 약 700nm의 파장을 갖는 레이저 빔이 사용될 수 있다. 이 때 제 3 미러(68)가 700 내지 800nm의 대역 에지를 갖는 경우 충분하다. 대안적으로, 제 3 미러(68)는 이동가능할 수 있어서, 레이저 소스(50)가 작동되는 순간에 레이저 빔의 경로로부터 제거된다. 다른 대안은, 레이저 빔과 빔(90)에서의 방사 모두를 일반적으로 반사하는 스위칭가능 미러를 사용하는 것이지만, 상기 미러는 레이저 소스(50)가 작동되는 순간에 비활성화된다. 또 다른 대안은, 편광 빔 분할기를 사용하는 것인데, 이 분할기는, 예를 들어 레이저 빔이 빔 분할기를 통과하는 한편, 빔(90)의 방사가 (적어도 부분적으로) 반사되도록 배열된다.

700nm의 파장 영역 및 더 긴 파장, 특히 800nm 내지 1200nm, 그리고 약 1500 내지 1850nm의 파장 영역에서 원하는 방사를 방출하기 위한 유용한 방사 소스(80)는 적외선 LED, 및/또는 적외선 레이저 또는 레이저 다이오드이다.

레이저 소스(50)는 또한 제어 유닛(76)에 연결되고 이에 의해 제어가능하다. 제어 유닛(76)은 예를 들어 레이저 소스(50)를 제어할 수 있어서, 레이저 소스는, 체모가 검출되고 조정가능 레이저 빔 조종기(54)가, 스폿(52)이 검출된 체모를 제거하기 위한 정확한 위치에 있도록 설정될 때만 작동된다. 이 방식으로, 피부 상의 방사 부하는 최소화된다.

조정가능 레이저 빔 조종기(54)의 대안적인 실시예는 2가지 상호 수직 축 주위에 선회가능한 단일 미러일 수 있다. 대안적으로, 레이저 빔(51)은 경사가능 투명 플레이트 또는 블록을 통해 투과될 수 있다. 직각 아닌 각도로 입사할 때, 빔은 평행 방향으로 변위되고, 이러한 변위는 플레이트를 기울임으로써 영향을 받을 수 있다. 많은 다른 대안은 당업자가 실행할 수 있어서 더 이상 설명되지 않는다.

체모-제거 디바이스(100)는 사용시에 치료받을, 예를 들어 제모될 피부의 부분 상에 위치될 것이다. 이 때문에, 하우징(48)은 피부 상에 위치하여, 제 1 윈도 우(53)는 치료받을 피부의 부분 위에 놓인다. 디바이스(100)의 처리는 그립(92)에 의해 용이할 수 있다.

마지막으로, 본 발명이 체모-검출 디바이스 뿐 아니라 상기 체모-검출 디바이스를 이용한 체모-제거 디바이스에 관한 것이며, 피부에 결합된 방사가 체모를 검출하기 위해 콘트라스트를 개선시키는 수단으로서 사용된다는 것이 주지된다. 본 발명은, 표피 아래의 피부의 조직을 통해 특정 거리로 이동하는 방사의 이용을 특징으로 하며, 이것은 피부 또는 체모와 같은 표면에서 반사되는 방사를 이용하는 알려진 방법과 비교된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 체모-검출 디바이스에 관한 것으로, 이러한 체모-검출 디바이스는, 전자기 방사 소스와, 상기 방사에 의해 조명될 피부의 일부분의 이미지를 결정하기 위한 이미징 센서를 포함하는, 체모-검출 디바이스 등에 이용된다.

Claims (18)

1. 체모-검출 디바이스(1;1';100)로서, 전자기 방사(3)의 소스(2;20;30;41;41';41";80)와, 상기 방사에 의해 조명될 피부(8)의 부분의 이미지를 결정하기 위한 이미징 센서(12;33;74)를 포함하며, 상기 이미징 센서는 상기 전자기 방사의 적어도 미리 결정된 파장 범위에 민감하고, 상기 미리 결정된 파장 범위는 700nm 내지 2000nm의 범위에 포함되고, 상기 체모-검출 디바이스는, 상기 피부를 통해 이동한 후에 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기와, 상기 피부를 통해 이동하지 않고 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기와의 비율을 증가시키기 위한 방사 선택 수단(4,10,16;17;35;48,70,83)을 더 포함하는, 체모-검출 디바이스(1;1';100)에 있어서,

   상기 방사 선택 수단은 상기 이미징 센서(12;33;74) 및 소스(2;20;30;41;41';41";80) 중 적어도 하나 주위에 외주 벽(16,17;35;48,83)을 포함하며, 상기 벽은 상기 미리 결정된 파장 범위에 대해 불투명하고, 상기 외주 벽은 상기 디바이스의 동작 위치에서 상기 피부와 협력하여 상기 방사를 차단하는 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
2. 제 1항에 있어서, 상기 방사 선택 수단(4,10,16;17;35;48,70,83)은, 적어도 1mm에 걸쳐 상기 피부(8)를 통해 이동한 후에 상기 이미징 센서(12;33;74)에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기와, 상기 피부를 통해 이동하지 않고 상기 이미징 센서에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기와의 비율을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
3. 제 1항에 있어서, 상기 디바이스의 동작 위치에서, 상기 방사 선택 수단(4,10,16;17;35;48,70,83)은, 상기 피부(8)를 통해 이동하지 않고도 상기 이미징 센서(12;33;74)에 의해 수신가능한 상기 파장 범위 내의 방사의 세기를 0으로 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
4. 제 1항에 있어서, 상기 미리 결정된 파장 범위는 800nm 내지 1100nm의 범위, 또는 1500nm 내지 1850nm의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
5. 제 1항에 있어서, 상기 소스(2;20;30;41;41';41";80)는 700 내지 1500nm의 대역 에지를 갖는 필터를 갖는 백열 램프, 적외선 레이저, 또는 적외선 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
6. 제 1항에 있어서, 상기 이미징 센서(12;33;74)는 CCD 카메라 또는 CMOS 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
7. 제 1항에 있어서, 상기 이미징 센서(12;33;74)는 700 내지 1500nm의 대역 에지를 갖는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
8. 제 1항에 있어서, 상기 이미징 센서(12;33;74)는 상기 미리 결정된 파장 범위에서 최대치를 갖는 파장의 함수로서 민감도를 갖는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1항에 있어서, 상기 방사 선택 수단은 상기 소스 주위의 불투명한 소스 하우징(17;83)을 포함하고, 상기 소스 하우징은 방사를 방출하기 위한 소스 윈도우(84)를 갖고, 상기 소스 윈도우는 상기 피부(8) 상에 단단히(sealingly) 위치할 수 있는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
12. 제 1항에 있어서, 상기 방사 선택 수단은 상기 이미징 센서(33) 주위의 불투명한 센서 하우징(35)을 포함하고, 상기 센서 하우징은 방사를 수신하기 위한 센서 윈도우(37)를 갖고, 상기 센서 윈도우는 조명될 피부(8)의 부분 상에 단단히 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
13. 제 1항에 있어서, 상기 소스(2;20;30;41;41';41";80) 및 상기 이미징 센서(12;33;74)는 방사를 투과시키기 위한 적어도 하나의 윈도우(53,84)를 갖는 불투명 공통 하우징(16;48)에 수용되는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
14. 제 13항에 있어서, 상기 공통 하우징(48)은 방사를 방출하기 위한 소스 윈도우(84)와 방사를 수신하기 위한 개별 센서 윈도우(53)를 구비하고, 상기 소스 윈도우 및 센서 윈도우 중 적어도 하나가 상기 피부(8) 상에 단단히 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
15. 제 14항에 있어서, 상기 소스 윈도우(84)와 상기 센서 윈도우(53) 사이의 거리는 적어도 0.1mm인 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
16. 제 13항에 있어서, 상기 디바이스는 상기 센서 윈도우(53) 주위에 배열된 복수의 상기 소스(41,41')를 포함하는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
17. 제 1항에 있어서, 상기 디바이스는 상기 이미지로부터 체모(14)의 위치 또는 방향을 결정하는 이미지 처리 유닛(34;76)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 체모-검출 디바이스.
18. 제 1항 내지 제8항, 제 11항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 기재된 체모-검출 디바이스를 포함하는, 체모-제거 디바이스.

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