RU2631195C2 - Устройство для ухода за волосами с датчиком волос на основе света - Google Patents

Устройство для ухода за волосами с датчиком волос на основе света Download PDF

Info

Publication number
RU2631195C2
RU2631195C2 RU2014147024A RU2014147024A RU2631195C2 RU 2631195 C2 RU2631195 C2 RU 2631195C2 RU 2014147024 A RU2014147024 A RU 2014147024A RU 2014147024 A RU2014147024 A RU 2014147024A RU 2631195 C2 RU2631195 C2 RU 2631195C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polarization
hair
light
polarization direction
sensor
Prior art date
Application number
RU2014147024A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014147024A (ru
Inventor
Бабу ВАРГИЗ
Рико ВЕРХАГЕН
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2014147024A publication Critical patent/RU2014147024A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2631195C2 publication Critical patent/RU2631195C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/203—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser applying laser energy to the outside of the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/448—Hair evaluation, e.g. for hair disorder diagnosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B26B19/00—Clippers or shavers operating with a plurality of cutting edges, e.g. hair clippers, dry shavers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B26B19/00—Clippers or shavers operating with a plurality of cutting edges, e.g. hair clippers, dry shavers
    • B26B19/38—Details of, or accessories for, hair clippers, or dry shavers, e.g. housings, casings, grips, guards
    • B26B19/46—Details of, or accessories for, hair clippers, or dry shavers, e.g. housings, casings, grips, guards providing for illuminating the area to be shaved or clipped
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G01N21/23—Bi-refringence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00452—Skin
    • A61B2018/00476—Hair follicles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00601—Cutting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00904—Automatic detection of target tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/0092—Polarisation microscopes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике и предоставляет устройство для ухода за волосами, содержащее датчик для обнаружения волос рядом с поверхностью кожи. Датчик содержит источник света для формирования светового луча с первоначальным направлением поляризации, модулятор поляризации для зависимой от времени модуляции направления поляризации светового луча между по меньшей мере первым направлением поляризации и вторым направлением поляризации, оптические элементы для фокусирования светового луча на волосах рядом с поверхностью кожи и чувствительный к поляризации блок обнаружения на основе света для обнаружения света, взаимодействующего с волосами или поверхностью кожи, и для распознавания, когда взаимодействующий свет имеет компоненту направления поляризации, отличную от первоначального направления поляризации. Изобретение позволяет улучшить контраст волос-кожа для различных ориентаций волоса. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Это изобретение относится к устройству для ухода за волосами, содержащему датчик для обнаружения волос рядом с поверхностью кожи, датчик содержит источник света для формирования поляризованного светового луча, имеющего первоначальное направление поляризации, оптические элементы для фокусировки светового луча на волосах рядом с поверхностью кожи и чувствительный к поляризации блок обнаружения на основе света для обнаружения света, взаимодействующего с волосами или поверхностью кожи и имеющего компоненту направления поляризации, отличную от первоначального направления поляризации.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Такое устройство для ухода за волосами, например, известно из международной патентной заявки, опубликованной как WO 2010/106480 A1. Эта патентная заявка описывает устройство для визуализации волоса рядом с поверхностью кожи участка тела. Устройство содержит источник света для формирования светового луча с направлением поляризации падающей волны и датчик для обнаружения света, возвращающегося от упомянутого волоса. Датчик имеет отдельные фотодиоды для обнаружения света с поляризацией падающей волны (параллельно поляризованного) и света с направлением поляризации, ортогональным поляризации падающей волны (кроссполяризованного). Соотношение интенсивностей света, обнаруженных посредством отдельных фотодиодов, является вероятностным показателем присутствия волос на тестируемом участке кожи.
Было выяснено, что чувствительность и специфика этого известного датчика в значительной степени зависят от угла между направлением поляризации падающего света и ориентацией волос, которые должны быть обнаружены, и от глубины фокусировки внутри волос. Поскольку ориентация волос и глубина фокусировки внутри волос отличаются от волоса к волосу и с течением времени, контраст волос-кожа, полученный посредством известного датчика, не является полностью удовлетворительным. Кроме того, ориентация волос в плоскости, перпендикулярной направлению поляризации падающего света, является критическим параметром, который определяет чувствительность и специфику обнаружения волос.
Были предприняты попытки уменьшать зависимость от ориентации для систем обнаружения волос, например, с помощью эллиптически или кругообразно поляризованного падающего света (WO 2008/072151 A2) или с помощью радиальной поляризации или других типов независимой от времени и пространственно изменчивой поляризации (еще неопубликованная патентная заявка этого заявителя, номер в реестре поверенного № 2011PF00990). Хотя эти решения предоставляют явно улучшенные результаты, некоторая зависимость от ориентации все еще присутствует. Например, использование радиальной поляризации усредняет зависимые от ориентации изменения в контрасте волос-кожа вместо осуществления системы, полностью независящей от ориентации.
Из US 2012/0002204 известно обнаружение волос рядом с поверхностью кожи с помощью датчика для обнаружения оптического излучения, рассеиваемого и/или отражаемого волосами и/или поверхностью кожи с первой длиной волны и со второй длиной волны.
Из US 2011/0144503 известно неинвазивное измерение двулучепреломляющих тканей (например, коллагена) посредством линейного дихроизма, кругового дихроизма или двулучепреломления. Необязательно, чувствительные к поляризации оптические измерения могут быть использованы, чтобы различать между денатурацией однонаправленно ориентированных нитей коллагена, таких как связка или жила, и денатурацией плоских поверхностей коллагена, таких как дермальный слой кожи или коллагена в суставных сумках.
Из US 2011/0074946 известно измерение внешнего вида двулучепреломляющих волокон. Один способ содержит излучение света, создание Ni-состояний поляризации излучаемого света, освещение двулучепреломляющих волокон излучаемым светом, поляризованным таким образом, благодаря чему формируя IRi-компоненты внутреннего отражения, ERi-компоненты внешнего отражения, и Di-компоненты диффузии света в двулучепреломляющих волокнах, наблюдение света от освещенных двулучепреломляющих волокон, создание Oi-состояний поляризации наблюдаемого света, формирование Xi-изображений наблюдаемого поляризованного света, каждое изображение содержит информацию (Ni, Oi, IRi, ERi, Di), при этом i=1, 2, …, n и n>=4, измерение интенсивности Ii в каждом пикселе в Xi-изображениях, и отделение i-ой компоненты внутреннего отражения, i-ой компоненты внешнего отражения, и i-ой компоненты диффузии из i-ого изображения для Xi-изображений.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью изобретения является дополнительное улучшение контраста волос-кожа для различных ориентаций волос.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту изобретения эта задача достигается посредством предоставления устройства для ухода за волосами, содержащего датчик для обнаружения волоса рядом с поверхностью кожи, датчик содержит источник света для формирования поляризованного светового луча, имеющего первоначальное направление поляризации, модулятор поляризации для зависимой от времени модуляции направления поляризации светового луча по меньшей мере между первым направлением поляризации и вторым направлением поляризации, оптические элементы, сконфигурированные и выполненные с возможностью направлять световой луч от модулятора поляризации к объективу для фокусировки светового луча на волосе рядом с поверхностью кожи, оптические элементы, дополнительно конфигурируемые и выполненные с возможностью возвращать свет, взаимодействующий с волосом или поверхностью кожи, к модулятору поляризации через объектив; и чувствительный к поляризации блок обнаружения, на основе света, сконфигурированный и выполненный с возможностью обнаружения света, взаимодействующего с волосом или поверхностью кожи и возвращенного через объектив и через модулятор поляризации, и для распознавания, когда взаимодействующий свет имеет компоненту направления поляризации, отличную от первоначального направления поляризации.
Двулучепреломление волос зависит от направления поляризации падающей волны. Когда падающий световой луч попадает на волос под "правильным" углом относительно волоса, двулучепреломляющие свойства волоса вызывают изменение поляризации света, проходящего сквозь волос. Это изменение поляризации является максимальным, когда направление поляризации светового луча находится под углом 45° с оптической осью волоса, и минимальным, когда под углом 0° или 90°. Когда двулучепреломление является минимальным, зависимый от поляризации блок обнаружения на основе света не будет распознавать много света с компонентой направления поляризации, отличной от первоначального направления поляризации. Когда двулучепреломление является максимальным, свет, приходящий обратно от волоса и имеющий компоненту направления поляризации, отличную от первоначальной поляризации, также будет максимальным. Модулируя направление поляризации света, отличающаяся компонента направления поляризации возвращающегося света будет изменяться соответствующим образом и будет предоставлять сигнал обнаружения с зависимой от времени компонентой, например, в кроссполяризованном канале.
Обнаруживая эту зависимую от времени компоненту в возвращающемся свете, может быть обнаружено присутствие волос. Как будет объяснено ниже, вместо непосредственного обнаружения, например, кроссполяризованной компоненты взаимодействующего света, присутствие кроссполяризованной компоненты может также быть распознано другими способами. Настоящее изобретение показывает ряд способов для достоверного обнаружения изменений в отличающейся компоненте направления поляризации возвращающегося света для того, чтобы обнаруживать присутствие волос.
В последующем, большинство вариантов осуществления будет использовать периодическую модуляцию поляризации падающей волны с некоторой частотой модуляции, и отличающаяся компонента направления поляризации, которая должна быть рассмотрена, является ортогональной первоначальному направлению поляризации. Однако, следует отметить, что модуляция не должна быть периодической, и что аналогичные результаты могут быть получены посредством наблюдения за другими компонентами направления поляризации взаимодействующего света. Для самого чувствительного и точного обнаружения предпочтительна периодическая модуляция и обнаружение ортогональной компоненты направления поляризации.
В первом варианте осуществления устройства согласно изобретению чувствительный к поляризации блок обнаружения на основе света содержит чувствительный к поляризации световой датчик для выборочного обнаружения компоненты направления поляризации, отличной от первоначального направления поляризации, для света, взаимодействующего с волосами или поверхностью кожи. Если направление поляризации модулируется периодически, фазочувствительный блок обнаружения может быть подключен к модулятору поляризации и к чувствительному к поляризации световому датчику для обнаружения разности фаз между сигналом датчика от чувствительного к поляризации светового датчика и опорного сигнала от модулятора поляризации, причем опорный сигнал имеет частоту модуляции.
Чувствительный к поляризации световой датчик обнаруживает, например, кроссполяризованную компоненту света, возвращающегося от кожи или волос. Для света, возвращающегося от волос, обнаруженный сигнал показывает максимум в каждый момент, когда направление поляризации падающей волны и волоса охватывают угол в 45°. Обнаруживая эту AC-компоненту возвращающегося света, может быть обнаружено присутствие волос. Когда направление поляризации падающей волны модулируется на частоте f, чувствительный к поляризации датчик света будет формировать периодический сигнал обнаружения той же частоты. Сигнал обнаружения может дополнительно содержать 2f-компоненты и более высокие гармоники.
Амплитуда AC-компоненты сигнала обнаружения является максимальной, когда направление поляризации падающей волны находится под углом 45° к оптической оси волоса. Фазочувствительное обнаружение сигнала обнаружения делает возможным точное обнаружение AC-компоненты, даже когда сигнал обнаружения является очень зашумленным, и AC-компонента относительно мала. Опорный сигнал от модулятора поляризации используется фазочувствительным блоком обнаружения для определения этих компонент сигнала обнаружения, имеющих ту же частоту, что и опорный сигнал. Частота опорного сигнала может быть удвоена (или утроена, …), чтобы предоставлять возможность обнаружения 2f-компонент и более высоких гармоник.
В другом варианте осуществления источник света содержит лазерный диод, оптические элементы, выполненные с возможностью оптически выводить обратно свет, взаимодействующий с волосами или поверхностью кожи, к лазерному диоду. Чувствительный к поляризации блок обнаружения на основе света содержит блок наблюдения параметра колебания для наблюдения за параметром колебания лазерного диода и для анализа параметра колебания для распознавания, когда взаимодействующий свет имеет компоненту направления поляризации, ортогональную или иначе отличающуюся от первоначального направления поляризации.
Передача по оптической обратной связи светового луча в лазерный диод изменяет характер колебания лазерного диода. Многие параметры характера колебаний зависят от направления поляризации передаваемого по обратной связи света. Положительная оптическая обратная передача света к лазерному диоду и получающееся в результате изменение характеристик колебания влияют на параметры колебания, такие как, например, ток возбуждения, спектр излучения, пороговое напряжение, ширина спектральной линии, амплитуда или появление неустойчивостей лазерного диода. Когда возвращающийся свет приходит от волоса, он попадает под правильным углом (углом 45° между оптической осью волоса и направлением поляризации падающего луча), испущенный и возвращающийся свет имеют различные направления поляризации вследствие двулучепреломления волоса, что ведет к различным характеристикам колебания. Когда световой луч попадает на волос под "неправильным" углом (не 45°, ближе к 0° или 90°), поляризация возвращающегося луча будет ближе к поляризации испущенного луча. Посредством анализа по меньшей мере одного из релевантных параметров колебания можно наблюдать, когда обнаруживается волос. Когда угол между направлением поляризации падающего света и оптической осью волоса модулируется с частотой модуляции, параметры колебания лазерного диода изменяются соответствующим образом. Изменение в этих параметрах может быть обнаружено множеством различных способов.
В варианте осуществления направление поляризации светового луча является параметром колебания, и блок наблюдения за параметром колебания содержит чувствительный к поляризации световой датчик для выборочного обнаружения компоненты направления поляризации, отличной от первоначального направления поляризации, света, испускаемого лазерным диодом.
Одним из параметров колебания, на который влияет направление поляризации возвращаемого по обратной связи света, является направлением поляризации испускаемого света. Когда возвращающийся свет приходит от поверхности кожи, свет, испускаемый и возвращаемый к лазерному диоду, имеет одно и то же направление поляризации. Когда возвращающийся свет приходит от волоса, он попадает под правильным углом (углом 45° между оптической осью волоса и направлением поляризации падающего луча), испускаемый и возвращающийся свет имеют различные направления поляризации вследствие двулучепреломления волоса. Когда оптическая обратная связь возвращает свет с измененным направлением поляризации к лазерному диоду, характер колебания диода будет изменяться, и, например, ортогональная компонента направления поляризации испускаемого света будет увеличиваться. Этот эффект обнаруживается посредством чувствительного к поляризации светового датчика, который будет предоставлять AC-сигнал, когда поляризация падающей волны модулируется. Когда световой луч попадает на волос под "неправильным" углом (не 45°, ближе к 0° или 90°), направление поляризации возвращающегося луча будет ближе к направлению поляризации испускаемого луча, и сигнал от чувствительного к поляризации светового датчика уменьшается или ослабляется. При использовании периодической модуляции направления поляризации падающей волны изменение в сигнале светового датчика будет давать в результате AC-компоненту, которая обнаруживается с помощью фазочувствительного обнаружения с опорным сигналом от модулятора поляризации в качестве опорной.
Блок наблюдения за параметром колебания может содержать блок фазочувствительного обнаружения, подключенный к модулятору поляризации и выполненный с возможностью обнаружения разности фаз между параметром колебания и опорным сигналом от модулятора поляризации, причем опорный сигнал имеет частоту модуляции. С помощью такого фазочувствительного датчика небольшие изменения параметра колебания могут быть достоверно обнаружены.
Эти и другие аспекты изобретения являются очевидными и должны истолковываться со ссылкой на описанные далее варианты осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
НА ЧЕРТЕЖАХ:
ФИГ. 1 схематично показывает примерный датчик волос согласно изобретению,
Фиг. 2 схематично показывает датчик волос с контуром оптической обратной связи,
Фиг. 3 схематично показывает другой датчик волос с оптической обратной связью, и
Фиг. 4 схематично показывает устройство для ухода за волосами с датчиком волос.
Подробное описание изобретения
ФИГ. 1 схематично показывает примерный датчик 10 волос согласно изобретению. В принципе, датчик 10 подходит для обнаружения любого вида двулучепреломляющего объекта на любой поверхности. Например, датчик 10 может быть приспособлен, чтобы обнаруживать коллаген в коже 21 человека или животного для определения упругости кожи. Однако, в последующем, датчик 10 будет использован для обнаружения волос на поверхности 21 кожи человека или животного. Обнаружение волос может быть полезным в бритвенных приборах на основе IPL (импульсы высокоинтенсивного света) или лазера. Датчик 10 волос на фиг. 1 содержит лазерный источник 11 для испускания лазерного луча 31, предпочтительно в ближней инфракрасной или инфракрасной части спектра. Типично используется свет с длиной волны между 400 и 2000 нм. Предпочтительны длины волн в диапазоне 600-1064 нм. Например, может быть использован Nd:YAG-лазерный диод. Оптические элементы типа линз 14, микроотверстий 16 и/или зеркал 17 направляют луч 31 к объективу для фокусировки светового луча 31 на или рядом с кожей 21. Блок управления (не показан), соединенный с лазерным источником 11 и/или (частью) оптическими элементами 14, 17, управляет точным оптическим путем лазерного луча 31 для того, чтобы управлять точной областью кожи 21, которая тестируется на наличие волос 22, и чтобы предоставлять возможность сканирования линий или 2D-областей кожи 21.
Световой луч 31, достигающий кожи 21, будет частично возвращаться через рассеивание, отражение и другие взаимодействия. Возвращающийся свет входит в датчик 10 через тот же объектив 18 и анализируется для обнаружения того, существует ли волос в фокусе или нет. Для этого анализа используется двулучепреломление волос. Когда падающий световой луч 31 попадает на волос под правильным углом относительно волоса, двулучепреломляющие свойства волоса вызывают изменение поляризации света, проходящего сквозь волос. Световой источник 11 датчика 10 волос согласно изобретению предоставляет свет 31 с некоторым первоначальным направлением поляризации для того, чтобы делать возможным обнаружение этого изменения поляризации. Чувствительный к поляризации блок 13 обнаружения на основе света может быть использован для обнаружения этого изменения поляризации и определения, когда волос присутствует в позиции фокуса.
Изменение поляризации является максимальным, когда направление поляризации светового луча 31 находится под углом 45° к оптической оси волоса, и минимальным, когда под углом 0° или 90°. Ориентация волоса относительно кожи 21 и датчика 10, однако, отличается для разных волос и может изменяться, пока устройство для ухода за волосами перемещается вдоль поверхности 21 кожи. Датчик 10 волос на фиг. 1, следовательно, содержит модулятор 32 поляризации для модулирования поляризации светового луча между первым и вторым направлением поляризации. Модуляция имеет предпочтительно периодическую природу и с фиксированной частотой модуляции. Однако, также другие варианты поляризации падающей волны могут быть использованы. Модулятор 32 поляризации может, например, быть пьезоупругом или электрооптическим модулятором, который может модулировать поляризацию светового луча с высокими скоростями. В пьезоупругом модуляторе компоненты поляризации, параллельные или перпендикулярные оси модулятора, движутся со слегка отличающимися скоростями, когда пьезоупругий материал модулируется. Разность фаз, создаваемая, таким образом, между двумя компонентами, колеблется, например, синусоидально, как функция времени. Угол между первым и вторым направлением поляризации предпочтительно равен, по меньшей мере, 45°, так что для большинства волос будет по меньшей мере одна конфигурация, в которой угол между направлением поляризации и оптической осью волоса равен 45°. С диапазоном модуляции около 90° такая конфигурация предоставляется для всех волос и во всех возможных ориентациях.
Датчик 10 на фиг. 1 содержит чувствительный к поляризации блок 13 обнаружения на основе света для выборочного обнаружения другой, предпочтительно ортогонально, поляризованной компоненты возвращающегося света. "Ортогонально поляризованный" здесь означает поляризацию, ортогональную первоначальному направлению поляризации света, предоставляемого источником 11 света. В этом варианте осуществления блок 13 обнаружения содержит расщепитель 15 поляризующего луча, световой датчик 12 и фазочувствительный датчик 19. Свет, возвращающийся от кожи 21 или волос, направляется к световому датчику 12 посредством оптических элементов, таких как зеркала 17, линзы 14 и расщепитель 15 поляризующего луча. Благодаря расщепителю 15 поляризующего луча и/или поляризационному фильтру (не показан), светочувствительный датчик 12 обнаруживает лишь свет с выбранной компоненты поляризации, отличной от первоначальной поляризации. Когда двулучепреломление находится на минимуме (угол 0° или 90° между направлением поляризации и оптической осью волоса), или когда свет возвращается от поверхности кожи вместо волоса, по-другому поляризованная компонента в возвращающемся свете является небольшой или даже не присутствует. Когда двулучепреломление находится на максимуме (угол 45° между направлением поляризации и оптической осью волоса), по-другому поляризованная компонента в возвращающемся свете также находится на максимуме. Когда поляризация падающего светового луча 31 модулируется с частотой f модуляции, световой датчик 12 будет измерять этот максимальный сигнал периодически с той же частотой f. При модуляции направления поляризации света ортогональная компонента возвращающегося света будет, таким образом, изменяться соответствующим образом, и сигнал обнаружения будет содержать AC-компоненту в кроссполяризованном канале. Обнаруживая эту AC-компоненту в возвращающемся свете, присутствие волос может быть обнаружено.
В принципе, многие различные способы анализа сигнала могут быть использованы для определения, когда сигнал датчика указывает, что волос обнаружен. Например, простая схема для проверки того, достигает ли ортогональная компонента некоторого порогового значения, уже может быть достаточной. В это варианте осуществления используется фазочувствительный датчик 19. Фазочувствительный датчик 19 использует опорный сигнал от модулятора 32 поляризации. Опорный сигнал имеет ту же частоту, что и частота модуляции поляризации. Фазочувствительный датчик 19 определяет разность фаз между опорным сигналом и сигналом датчика. В тех местоположениях, где разность фаз обнаруживается максимальной, когда поляризация падающей волны временно изменяется, присутствует волос. Синхронный усилитель может быть использован для фазочувствительного обнаружения.
Фиг. 2 схематично показывает датчик 10 волос с контуром оптической обратной связи. В этом варианте осуществления изменение в поляризации, вносимое присутствием волос, передается по оптической обратной связи в лазер 11, и это будет приводить в результате к изменению в характере колебания и спектре излучения лазера 11. Многие из характеристик колебания лазерного источника, такие как выходная поляризация, пороговый ток, спектр излучения и напряжение на выводах, будут зависеть от оптической обратной связи. Эти выходные флуктуации могут отслеживаться для обнаружения присутствия волос на основе эффектов деполяризации, привносимых присутствием волос. В этом варианте осуществления ток возбуждения и/или другие рабочие параметры отслеживаются средством 29 отслеживания устройства управления лазера. Аналогично фиг. 1, фазочувствительный датчик 19, использующий опорный сигнал от модулятора 32 поляризации, может быть использован для обнаружения разности фаз между колеблющимся сигналом тока возбуждения и опорным сигналом для того, чтобы определять, когда обнаруживаются волосы.
Также вариант осуществления на фиг. 3 использует оптическую обратную связь для AC-компоненты в кроссполяризованном канале. В этом варианте осуществления изменение в поляризации, вносимое присутствием волос, передается по оптической обратной связи в лазер 11, и это будет приводить к изменению поляризации в спектре излучения лазера 11. В этом примерном варианте осуществления задняя поверхность лазерного диода покрыта антиотражающим покрытием. Отраженный/рассеянный свет, обнаруженный от волоса, оптически соединяется с лазерным диодом. Мощность лазера от непокрытой передней поверхности используется, чтобы записывать характер колебаний с помощью чувствительного к поляризации светового датчика 12, содержащего, например, анализатор поляризации и фотодиод. Когда возвращающийся свет отражается/рассеивается от кожи, оптическая обратная связь предоставляет свет с поляризацией падающей волны, и чувствительный к поляризации световой датчик 12 обнаруживает более или менее стабильный DC-сигнал. Когда лазерный луч 31 фокусируется на волосах, модулятор поляризации будет вынуждать двулучепреломление волоса изменяться с поляризацией падающего луча. Когда поляризация падающего луча 31 находится под правильным углом (45°) к оптической оси волоса, возвращающийся световой луч будет иметь увеличенную ортогональную компоненту и уменьшенную параллельную компоненту. В результате, характеристики колебания лазерного диода изменяются. Лазерный диод излучает больше света с ортогональной поляризацией, и сигнал от светового датчика 12 увеличивается. Периодическое изменение в сигнале датчика 12 указывает присутствие волоса. Аналогично предыдущим чертежам, фазочувствительный датчик 19, присоединенный к модулятору 32 поляризации, может быть использован для достоверного обнаружения периодических изменений с той же частотой, или целым кратным от частоты модуляции модулятора 32 поляризации.
Фиг. 4 схематично показывает бритвенное устройство 40 с датчиком 10 волос. Бритвенное устройство 40 содержит датчик 10 волос аналогичный описанному выше со ссылкой на фиг. 1. Одинаковые ссылочные номера соответствуют аналогичным признакам. В дополнение к признакам, уже обсужденным выше, бритвенное устройство 40 может также содержать оптическое или контактное окно 43 и иммерсионную жидкость 44 для улучшения свойств проникновения излучения в кожу 21. Например, жидкость 84 может быть жидкостью с согласованным показателем преломления, имеющей показатель преломления, который находится посередине между таковым оптического окна и таковым кожи 21. Предпочтительно, все показатели преломления практически равны. Жидкость 44 может также быть выбрана с целью охлаждения кожи 21 или иной ее обработки. Кроме того, хотя контактное окно 43 является необязательным, оно помогает в качестве ориентира для определения положений объектов на коже, таких как волосы 22.
Бритвенное устройство 40 может не только использовать лазерный источник 11 для обнаружения волос 22, но также для их срезания. Когда лазерный источник 11 используется для срезания, он может работать на другом уровне мощности, чем при обнаружении волос 22. Альтернативно, отдельный лазерный источник (не показан) используется для срезания волос 22. Управление процессом срезания может осуществляться посредством блока управления или посредством дополнительного процессора срезания (не показан). Процессор срезания подключается к световому датчику 10, чтобы активизировать срезающий волосы лазерный источник в фокусной позиции срезающего волосы лазерного луча близко к поверхности 21 кожи, в которой датчик на основе света обнаружил присутствие волоса 22.
Следует отметить, что вышеуказанные варианты осуществления скорее иллюстрируют, чем ограничивают изобретение, и специалисты в данной области техники будут иметь возможность проектировать множество альтернативных вариантов осуществления без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения все ссылки с номерами, помещенные в круглые скобки, не должны рассматриваться как ограничивающие формулу изобретения. Использование глагола "содержать" и его спряжений не исключает присутствия элементов или этапов, отличных от установленных в формуле. Единственное число элемента не исключает наличия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано посредством аппаратных средств, содержащих несколько отдельных элементов, и посредством соответствующим образом запрограммированного компьютера. В пункте формулы изобретения на устройство, перечисляющем несколько средств, некоторые из этих средств могут быть осуществлены посредством идентичного элемента аппаратных средств. Простой факт того, что определенные меры упомянуты в различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает того, чтобы комбинация этих мер не может быть использована с выгодой.

Claims (21)

1. Устройство (40) для ухода за волосами, содержащее датчик (10) для обнаружения волоса (22), растущего из поверхности (21) кожи, датчик (10) содержит:
- источник (11) света для формирования поляризованного светового луча (31), имеющего первоначальное направление поляризации,
- модулятор (32) поляризации для зависимой от времени модуляции направления поляризации светового луча (31) по меньшей мере между первым направлением поляризации и вторым направлением поляризации,
- оптические элементы (14, 16, 17), сконфигурированные и выполненные с возможностью направлять световой луч от модулятора (32) поляризации к объективу (18) для фокусировки светового луча (31) на волосе (22) рядом с поверхностью (21) кожи, оптические элементы (14, 16, 17), дополнительно сконфигурированные и выполненные с возможностью возвращать свет, взаимодействующий с волосом (22) или поверхностью (21) кожи, к модулятору (32) поляризации через объектив (18); и
- чувствительный к поляризации блок (13) обнаружения на основе света, сконфигурированный и выполненный с возможностью обнаружения света, взаимодействующего с волосом (22) или поверхностью (21) кожи и возвращенного через объектив (18) и через модулятор (32) поляризации, и для распознавания, когда взаимодействующий свет имеет компоненту направления поляризации, отличную от первоначального направления поляризации.
2. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 1, в котором компонента направления поляризации, отличная от первоначального направления поляризации, ортогональна первоначальному направлению поляризации.
3. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 1, в котором зависимая от времени модуляция является периодической модуляцией с некоторой частотой модуляции.
4. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 3, в котором чувствительный к поляризации блок (13) обнаружения на основе света содержит:
- чувствительный к поляризации световой датчик (12) для выборочного обнаружения компоненты направления поляризации, отличной от первоначального направления поляризации, света, взаимодействующего с волосом (22) или поверхностью (21) кожи, и
- фазочувствительный блок (19) обнаружения, соединенный с модулятором (32) поляризации и с чувствительным к поляризации световым датчиком (12), для обнаружения разности фаз между сигналом датчика от чувствительного к поляризации светового датчика (12) и опорным сигналом от модулятора (32) поляризации, причем опорный сигнал имеет упомянутую частоту модуляции.
5. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 1, в котором
- источник (11) света содержит лазерный диод, оптические элементы, выполненные с возможностью передачи по оптической обратной связи света, взаимодействующего с волосом (22) или поверхностью (21) кожи, лазерному диоду, и при этом
- чувствительный к поляризации блок обнаружения на основе света содержит блок (29) наблюдения за параметром колебаний для наблюдения за параметром колебаний лазерного диода и для анализа параметра колебаний для распознавания того, когда взаимодействующий свет имеет компоненту направления поляризации, отличную от первоначального направления поляризации.
6. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 5, в котором ток возбуждения лазерного диода является параметром колебаний, и при этом блок (29) наблюдения за параметром колебаний выполнен с возможностью наблюдения за током возбуждения.
7. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 5, в котором спектр излучения лазерного диода является параметром колебаний, и при этом блок (29) наблюдения за параметром колебаний выполнен с возможностью наблюдения за спектром излучения.
8. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 5, в котором пороговое напряжение лазерного диода является параметром колебаний, и при этом блок (29) наблюдения за параметром колебаний выполнен с возможностью наблюдения за пороговым напряжением.
9. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 5, в котором направление поляризации светового луча (31) является параметром колебаний, и при этом блок (29) наблюдения за параметром колебаний содержит чувствительный к поляризации световой датчик (12) для выборочного обнаружения компоненты направления поляризации, отличной от первоначального направления поляризации, света, излучаемого лазерным диодом.
10. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 7, в котором зависимая от времени модуляция является периодической модуляцией с некоторой частотой модуляции, и блок (29) наблюдения за параметром колебаний содержит фазочувствительный блок (19) обнаружения, соединенный с модулятором (32) поляризации и выполненный с возможностью обнаруживать разность фаз между параметром колебаний и опорным сигналом от модулятора (32) поляризации, причем опорный сигнал имеет упомянутую частоту модуляции.
11. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 1, в котором второе направление поляризации включает в себя угол по меньшей мере 45° относительно первого направления поляризации.
12. Устройство (40) для ухода за волосами по п. 1, в котором модулятор (32) поляризации является пьезоупругим или электрооптическим модулятором.
13. Устройство (40) для ухода за волосами по любому из пп. 1-12, дополнительно содержащее срезающий волосы лазерный источник для формирования срезающего волосы лазерного луча, и процессор, который соединен с блоком (13) обнаружения на основе света, при этом процессор выполнен с возможностью активизировать срезающий волосы лазерный источник, когда блок (13) обнаружения на основе света обнаружил присутствие волоса (22), растущего из поверхности (21) кожи, в фокусной позиции срезающего волосы лазерного луча.
RU2014147024A 2012-04-24 2013-04-12 Устройство для ухода за волосами с датчиком волос на основе света RU2631195C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261637354P 2012-04-24 2012-04-24
US61/637,354 2012-04-24
PCT/IB2013/052926 WO2013160793A1 (en) 2012-04-24 2013-04-12 Hair treatment device with light-based hair detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014147024A RU2014147024A (ru) 2016-06-10
RU2631195C2 true RU2631195C2 (ru) 2017-09-19

Family

ID=48538024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014147024A RU2631195C2 (ru) 2012-04-24 2013-04-12 Устройство для ухода за волосами с датчиком волос на основе света

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150126981A1 (ru)
EP (1) EP2840956A1 (ru)
JP (1) JP6211594B2 (ru)
CN (1) CN104254274B (ru)
BR (1) BR112014026205A2 (ru)
RU (1) RU2631195C2 (ru)
WO (1) WO2013160793A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2768907C1 (ru) * 2019-08-20 2022-03-25 Конинклейке Филипс Н.В. Ручное устройство для личной гигиены с системой подсветки
RU2776804C1 (ru) * 2019-08-20 2022-07-26 Конинклейке Филипс Н.В. Ручное устройство личной гигиены со световым индикатором для индикации рабочего состояния

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9855004B2 (en) * 2015-02-26 2018-01-02 Empire Technology Development Llc Devices and methods for measuring hair condition
CN108140210B (zh) 2015-08-27 2022-05-10 联合利华知识产权控股有限公司 用于提供产品推荐的方法和系统
BR112018003105B1 (pt) * 2015-08-27 2021-02-17 Unilever Nv dispositivo de formação de imagens portátil para medir as características do cabelo e do couro cabeludo, método para avaliar a condição do cabelo e do couro cabeludo e estação de trabalho
RU2745523C2 (ru) * 2016-01-12 2021-03-25 Конинклейке Филипс Н.В. Бытовое устройство
US10946539B2 (en) * 2016-12-01 2021-03-16 Koninklijke Philips N.V. Hair cutting apparatus comprising a light indicator
BR112019011030A2 (pt) * 2016-12-01 2019-10-15 Koninklijke Philips Nv aparelho para corte de pelos e método para detectar uma ação de corte de um aparelho para corte de cabelos
EP3354425B1 (en) * 2017-01-26 2020-07-29 Braun GmbH Shaver with light source
JP7164553B2 (ja) * 2017-06-23 2022-11-01 ユニリーバー・アイピー・ホールディングス・ベスローテン・ヴェンノーツハップ 毛髪の運動特性を測定する装置及び方法
EP3520858B1 (en) * 2018-01-31 2020-08-12 Braun GmbH Skin or hair treatment device and method for manufacturing same
US11395714B2 (en) 2019-11-11 2022-07-26 Dermlite Llc Medical illuminator with variable polarization
CN112873286A (zh) * 2021-01-11 2021-06-01 深圳素士科技股份有限公司 一种电动剃须刀

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181572C2 (ru) * 2000-06-30 2002-04-27 Горбатова Наталья Евгеньевна Лазерный медицинский прибор
US20110074946A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Bossa Nova Technologies, Llc Visual appearance measurement method and system for randomly and regularly arranged birefringent fibers
US20110144503A1 (en) * 2008-02-20 2011-06-16 Alpha Orthopaedics, Inc. Optical methods for monitoring of birefringent tissues
US20120002204A1 (en) * 2009-03-19 2012-01-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Detector for birefringent objects

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE529064T1 (de) * 2003-08-04 2011-11-15 Koninkl Philips Electronics Nv Vorrichtung zum kürzen von haaren mittels laserinduzierten optischen abbauwirkungen
WO2005079687A2 (en) * 2004-02-24 2005-09-01 Applisonix Ltd. Method and device for removing hair
EP1740090B1 (en) * 2004-04-20 2014-06-25 Koninklijke Philips N.V. A hair-detection device
DE602006021744D1 (de) * 2005-05-12 2011-06-16 Koninkl Philips Electronics Nv Steuervorrichtung für haarwachstum
EP2091457B1 (en) 2006-12-12 2017-02-22 Koninklijke Philips N.V. Device and method for imaging skin objects, and a method and device for reducing hair growth by means thereof
US7986401B2 (en) * 2008-09-22 2011-07-26 Bossa Nova Technologies, Llc Birefringent fibers orientation measurement
JP5289989B2 (ja) * 2009-01-27 2013-09-11 日本分光株式会社 位相差測定装置
US8823934B2 (en) * 2009-03-27 2014-09-02 Brightex Bio-Photonics Llc Methods and systems for imaging and modeling skin using polarized lighting
US20120041284A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 Conopco, Inc., D/B/A Unilever Camera device for evaluating condition of skin or hair

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181572C2 (ru) * 2000-06-30 2002-04-27 Горбатова Наталья Евгеньевна Лазерный медицинский прибор
US20110144503A1 (en) * 2008-02-20 2011-06-16 Alpha Orthopaedics, Inc. Optical methods for monitoring of birefringent tissues
US20120002204A1 (en) * 2009-03-19 2012-01-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Detector for birefringent objects
US20110074946A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Bossa Nova Technologies, Llc Visual appearance measurement method and system for randomly and regularly arranged birefringent fibers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2768907C1 (ru) * 2019-08-20 2022-03-25 Конинклейке Филипс Н.В. Ручное устройство для личной гигиены с системой подсветки
RU2776804C1 (ru) * 2019-08-20 2022-07-26 Конинклейке Филипс Н.В. Ручное устройство личной гигиены со световым индикатором для индикации рабочего состояния

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013160793A1 (en) 2013-10-31
CN104254274B (zh) 2016-10-19
RU2014147024A (ru) 2016-06-10
CN104254274A (zh) 2014-12-31
JP6211594B2 (ja) 2017-10-11
BR112014026205A2 (pt) 2017-06-27
JP2015515007A (ja) 2015-05-21
US20150126981A1 (en) 2015-05-07
EP2840956A1 (en) 2015-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2631195C2 (ru) Устройство для ухода за волосами с датчиком волос на основе света
US8699026B2 (en) Detector for birefringent objects
US20100063491A1 (en) Device and method for imaging skin objects, and a method and device for reducing hair growth by means thereof
CN104136076B (zh) 用于基于能量的皮肤处理的装置
JP5706048B2 (ja) 複数の焦点を持つ毛検出器
CN103826529B (zh) 具有毛发检测器的毛发处理设备
JP2004527765A5 (ru)
JP2004527765A (ja) 距離測定用光学センサー
CN106535743B (zh) 胶原蛋白变性测量的基于光的测量系统和方法以及皮肤护理系统
US9597020B2 (en) Measuring device and glucose concentration measurement method of the measuring device
JP2013181968A (ja) 光学装置
JP2021132925A (ja) グルコース測定装置およびグルコース測定方法
KR20240017158A (ko) 공간적으로 스캐닝된 유도 라만 분광법을 사용하여 신뢰할 수 있는 혈액 분석물 농도를 검출하기 위한 웨어러블 디바이스

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190413