WO2005105210A1 - 美容機器 - Google Patents

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WO2005105210A1
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current
voltage
capacitor
discharge lamp
current control
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PCT/JP2004/007338
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Ulf Peter Holjo
Yoshiyo Wada
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Scandinavia Corporation
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    • A61N2005/0654—Lamps

Definitions

  • the present invention relates to a beauty device for removing skin spots, freckles, wrinkles, and removing hair with a light beam.
  • a beauty device using a light beam for example, a device disclosed in Document 1 (Japanese Patent No. 28922642) is known. This beauty equipment removes freckles, etc. and removes hair by applying light beam irradiation from a halogen lamp and ozone irradiation by electric discharge.
  • a capacitor is required to temporarily store an amount of power that can cause the discharge lamp to emit light and cause sufficient local heating of the skin.
  • simply discharging the discharge lamp by supplying current from the capacitor causes the capacitor voltage to decrease and the current to be supplied to decrease, resulting in a difference in the amount of light emission between the initial and final stages of light irradiation. I will.
  • a constant heating value cannot be continuously applied to the skin. Even if the heating value is good at the beginning of the irradiation, the heating value is too low at the end of the irradiation, and the beauty effect is reduced.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a beauty device capable of irradiating light of an intensity suitable for beauty within a single irradiation period.
  • the purpose is to:
  • the inventor of the present invention has conducted intensive studies to achieve the above-mentioned object, and has considered that the current supplied from the capacitor is controlled at a constant current by a current control element. And this When the constant current control is performed as described above, a load is applied to the current control element, and it has been found that it is necessary to reduce the load to prevent the element from breaking. Therefore, the load on the current control element is controlled by controlling the constant current until the end of irradiation within one irradiation period and controlling the end of irradiation to a current corresponding to the capacitor voltage lower than the current in the constant current control. It has been found that it is possible to irradiate light with an intensity suitable for beauty while reducing the amount of light. The present invention has been made based on strong knowledge.
  • the beauty device includes: a light emitting unit; a capacitor; and a current control unit.
  • the light emitting section has a discharge lamp and a light guide for guiding light from the discharge lamp.
  • Capacitors ... supply current to the discharge lamps.
  • the current controller controls the current supplied from the capacitor to the discharge lamp.
  • the current control unit controls the current supplied to the discharge lamp to a constant current until the end of the irradiation within one irradiation period, and uses a current corresponding to a capacitor voltage lower than the current in the constant current control at the end of the irradiation. Energize the discharge lamp.
  • the beauty device includes a pulse generation unit for converting a current supplied to the discharge lamp into a pulse current. It is preferable that the current control unit converts the current from the capacitor into a pulse current based on the pulse group from the pulse generation unit. In this way, the same portion can be repeatedly irradiated with light having a short pulse width at intervals, so that each pulse light appropriately heats the irradiated portion while transferring heat to peripheral portions not irradiated with light. Diffusion is reduced, enabling effective heating of the irradiated area
  • the pulse generation unit generates a pulse group in which each pulse has the same pulse width. This makes it possible to equalize the amount of light emission for each pulse and to heat with a uniform heating value for each pulse.
  • the beauty device includes: a setting unit that sets a light emission amount from the discharge lamp; And a charging voltage determining unit that determines a charging voltage of the capacitor based on the light emission amount set by the determining unit. This allows the capacitor to be charged according to the amount of light required for the treatment.
  • the beauty device includes: a maximum capacitor setting voltage determining unit that determines a maximum capacitor setting voltage higher than a charging voltage applied to the capacitor based on the light emission amount set by the setting unit; Capacitor voltage detecting means for detecting the capacitor voltage being detected, and voltage lowering means for lowering the capacitor voltage below the maximum capacitor setting voltage when the capacitor voltage detected by the capacitor voltage detecting means exceeds the maximum capacitor setting voltage. It is preferable to provide When performing treatment while changing the amount of light emission from light irradiation in the previous treatment, the charging voltage determined by the charging voltage determination means is set to a value that is far lower than the capacitor voltage of the already charged capacitor. May be determined.
  • the discharge lamp may exceed the maximum rating (allowable load capacity (for example, maximum collector loss)) of the element constituting the current control unit, and may damage the element.
  • the maximum capacitor setting voltage to be applied to the capacitor is determined by the maximum capacitor setting voltage determining means. If the capacitor voltage is higher than the maximum capacitor setting voltage, the capacitor voltage is lowered by the voltage lowering means to the maximum capacitor setting voltage. By lowering the load, it is possible to reduce the load on the current control unit and prevent the element from being damaged.
  • the cosmetic device includes a determination unit that determines whether the lamp voltage is normal or abnormal based on the lamp voltage applied to the discharge lamp. It is preferable that the current control unit stops energizing the discharge lamp when the determination unit determines that the lamp voltage is abnormal. In this way, when the cable leading to the discharge lamp is short-circuited, or when the discharge lamp is damaged and an abnormality such as a short circuit occurs, excessive current is prevented from flowing to prevent damage to the equipment. Can be prevented.
  • a control device for a beauty device includes: a capacitor; and a current control unit. And. Capacitors supply current to the discharge lamp.
  • the current control unit controls a current supplied from the capacitor to the discharge lamp.
  • the current control unit controls the current supplied to the discharge lamp to a constant current until the end of irradiation in one irradiation period ⁇ , and a current corresponding to the capacitor voltage lower than the current in the constant current control at the end of irradiation. To turn on the discharge lamp.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an external configuration of a beauty device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the beauty device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining control of the beauty device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the maximum capacitor setting voltage.
  • FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of the beauty device 10 according to the present embodiment.
  • the beauty device 10 according to the present embodiment includes a light emitting unit 12 and a main body unit.
  • the light-emitting part 12 has a T-shaped operation handle 16 and a discharge lamp such as an Xe lamp incorporated in the operation handle 16.
  • the operation handle 16 has a button 22 for emitting light.
  • the discharge lamp 18 emits light, and the light guided by the light guide 20 is emitted from the emission surface 20a.
  • the main body 14 is configured by incorporating various devices into a substantially rectangular parallelepiped housing.
  • a liquid crystal display device 24 for displaying various information is provided on an upper portion of the main body 14.
  • the display device 24 also functions as a touch panel setting device for setting conditions for treatment.
  • the main body section 14 and the light emitting section 12 are connected via a flexible conduit 26 with a built-in cable so that the light emitting section 12 can be freely moved to the treatment site. It has become.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the beauty device 10 according to the present embodiment.
  • the discharge lamp 18 of the light emitting section 12 has a thin tubular shape and has a longer discharge length than the tube diameter.
  • the wavelength of the light emitted from this discharge lamp is about 380-950 nm.
  • the light guide 20 is formed of a light-transmitting material, and has a width substantially equal to the discharge length of the discharge lamp 18 and a thickness larger than the tube diameter.
  • the end face of the light guide 20 is mirror-polished, receives light from the discharge lamp 18 from the incident surface with little loss, guides the light, and emits it from the emission surface 20a.
  • An optical filter 20b having a cross-sectional shape substantially equal to the end surface is provided on the incident surface side of the light guide 20 into which the light of the discharge lamp 18 is incident. Therefore, the wavelength of the light emitted from the emission surface 20a is about 540 to 950 nm.
  • the light guide 20 preferably has a large area of the emission surface 20a for emitting light. This is because when the area of the skin treatment site is large, if the area of the exit surface 20a is small, irradiation must be repeated, which is inefficient. From this point of view, the dimensions of the exit surface 20a of the light guide 20 are as follows: width 20 mm x thickness 10 mm, width 35 mm x thickness 1 Omm, width 55 mm x thickness 1 O mm is adopted. Width 2 O mm Since the discharge lamp 18 that emits light to the light guide 20 needs to provide light with a uniform emission intensity density over a width of 2 O mm, the discharge length is approximately equal to the width of the light guide 20. Is used.
  • the light guide 20 propagates light without converging the light. This is because the emission surface 20a is large and the size of the discharge lamp 18 must be as small as possible to make the operation handle 16 large enough to fit in the palm of the hand. Is not available. As described above, since the light guide 20 does not have a light converging effect, it is desired that the discharge lamp 18 emits light having a light emission amount that provides an appropriate heating effect in the area of the emission surface 20a as described above. Better.
  • the main body 14 has a capacitor 28 for supplying a current to be supplied to the discharge lamp 18.
  • Capacitor 28 stores power that can cause sufficient local heating at the skin treatment site.
  • the capacitor 28 discharges the charged large-capacity power at a stroke, causing the discharge lamp 18 to emit light.
  • the capacitor 28 is connected to a power supply unit 30 for charging.
  • the power supply section 30 rectifies from a general AC (AC) commercial power distribution system and supplies DC (DC) power.
  • the output voltage of the power supply unit 30 is variably controlled by a voltage control error comparison amplifier 32 described later.
  • This power supply section 30 is controlled so as to complete charging when the output voltage reaches a set value, and to prevent the charging current from flowing into capacitor 28. Also, when the capacitor voltage is equal to or higher than the set value, control is performed so as to prevent the charging current from flowing into the capacitor 28.
  • the current control element 34 is connected to the capacitor 28.
  • the current control element 34 controls the current supplied from the capacitor 28 to the discharge lamp 18.
  • a semiconductor element capable of controlling a conduction current by a voltage.
  • power transistors, MOS-FETs, IGBTs and the like are preferable.
  • IGBTs As a current control by the current control element 34, a series using IGBT The case of the noise control will be described. This control utilizes the characteristic that the collector current controlled by the gate voltage does not change even if the voltage between the collector and the emitter applied to the element increases. The collector current changes by changing the gate voltage. Practical collector current range in which the collector current changes by changing the gate voltage.
  • the collector current enters a state where a larger current can flow, and practically reaches a state equivalent to switch ON.
  • the element operation cannot be said to be a linear control state, and is regarded as a saturation state.
  • the beauty device 10 controls the current supplied to the discharge lamp 18 using the linear operation state of the current control element 34 and the saturated operation state.
  • a current detection section 36 for detecting a current flowing through the discharge lamp 18 is provided downstream of the current control element 34.
  • the current detection unit 36 is constituted by, for example, a current transformer using a hall element, and detects a current while being insulated from the wiring to the discharge lamp 18.
  • the current detector 36 forms a part of a negative feedback control system described later.
  • the current detector 36 detects a pulse current as described later, but has a wide frequency characteristic from DC to a high frequency band in order to configure a negative feedback control system that does not generate sag. are doing. '
  • the trigger transformer 38 is provided downstream of the current detection unit 36.
  • the trigger transformer 38 supplies a high-pressure trigger pulse required for the discharge lamp 18 to emit light to the discharge lamp 18.
  • the trigger transformer 38 is of a series type and is directly connected to the current-carrying electrode of the discharge lamp 18.
  • the trigger oscillator 40 is connected to the trigger transformer 38. When exciting the discharge lamp 18, the trigger oscillator 40 sends a signal for generating a high-pressure trigger pulse to the trigger transformer 38. After the discharge lamp 18 is excited, the trigger oscillator 40 automatically stops oscillating.
  • a minute current supply power supply section 42 is connected to the trigger transformer 38.
  • the minute current supply power supply section 42 supplies the discharge lamp 18 with a minute current for continuing the minute light emission after the discharge lamp 18 is excited.
  • the minute current supply power supply section 42 supplies the discharge lamp 18 with a minute current for continuing the minute light emission after the discharge lamp 18 is excited.
  • the current control error amplifier 44 compares the current value detected by the current detection unit 36 with the set value of the conduction current set by the current setting unit 46 described later, and And output.
  • the negative feedback current control adjustment unit 48 takes in the group of pulses output from the pulse generation unit 50, and controls the current control element 34 so that the conduction current is converted into a pulse current. At this time, the negative feedback current control adjustment unit 48 receives the output from the current control error amplifier 44 and adjusts the current value of the pulse current flowing through the discharge lamp 18 to the set value set by the current setting unit 46. Next, the current control element 34 is controlled.
  • the drive output control switch 52 is provided between the negative feedback current control adjusting section 48 and the current control element 34, and functions as a so-called electronic switch. Normally, the drive output control switch 52 passes a signal from the negative feedback current control adjusting section 48 to the current control element 34, but when a control signal from the abnormality detection amplifier 54 is received, the drive output control switch 52 becomes negative. The signal from the feedback current control adjustment section 48 is cut off so as not to be transmitted to the current control element 34.
  • a negative feedback current control system is configured as a current control unit 56 that controls the current supplied from 8 to the discharge lamp 18.
  • Light output setting input section (setting means) 58 This is an input section for setting and inputting the amount of light emission from the discharge lamp 18 so that the amount of light emission can be obtained.
  • the setting input processing unit 60 outputs a parameter that determines the light emission amount input in the light output setting input unit 58. Specifically, a current value flowing through the discharge lamp 18, a pulse waveform (pulse width and pulse interval), and a pulse light emission time are output as parameters for determining the input light emission amount. Further, the setting input processing section 60 outputs a signal for displaying the value set by the light output setting input section 58 on the display device 24 in FIG.
  • the '2T setting correction first storage unit 6.2 has a storage element and an operator.
  • the setting correction first storage unit 62 determines the charging voltage at which the printing power H ′ is applied to the capacitor 28 based on the above parameters received from the setting input processing unit 60, and the first voltage setting unit 6 4 And outputs a signal for driving.
  • the current control unit 56 controls the constant current until the end of the irradiation and controls the current according to the capacitor voltage lower than the current in the constant current control at the end of the irradiation.
  • the relationship between the above parameters and the charging voltage is stored in advance in the storage element of the setting correction first storage unit 62 from the relationship between the discharge characteristics of the discharge lamp 18, the set current value to be energized, and the energization time. .
  • the setting correction first storage unit 62 determines the charging voltage from this relationship.
  • the first voltage setting unit 64 generates and outputs a setting reference value of the charging voltage applied to the capacitor 28 according to the output of the first setting correction storage unit 62.
  • the setting input processing unit 60, the setting correction first storage unit 62, and the first voltage setting unit 64 constitute charging voltage determining means for determining the charging voltage of the capacitor 28.
  • the first voltage detector 66 detects the capacitor voltage applied to the capacitor 28 with a short delay time, and outputs it to the voltage control error comparison amplifier 32.
  • the voltage control error comparison amplifier 32 compares the set reference value from the first voltage setter 64 with the capacitor voltage from the first voltage detector 66, and determines that the capacitor voltage is equal to the set reference value.
  • the power supply unit 30 is controlled so as to be as follows.
  • the pulse setting device 68 receives the signal from the setting correction first storage unit 62, determines the pulse width, pulse interval, and pulse generation time of the pulse emission, and realizes this pulse emission. Is output to the pulse generator 50.
  • the pulse generation unit 50 generates a pulse group having the specified content by a signal from the pulse setting unit 68.
  • the pulse generation unit 50 operates according to the instruction of the light emission instruction unit 70, and a pulse group rises.
  • the light emission instruction unit 70 is an instruction unit that determines whether to supply the output of the pulse generation unit 50 to the negative feedback current control adjustment unit 48. As shown in FIG. 1 :: A button 22 for light emission instruction provided on the operation handle 16 is electrically connected to the light emission instruction part 70.
  • the current setting unit 46 receives the signal from the setting correction first storage unit 62 and outputs a set value of a constant current to be supplied to the discharge lamp 18. This set value is input to the current control error comparison amplifier 44.
  • the setting correction second storage unit 72 has a storage element and an operator. According to the charging voltage determined by the setting correction first storage unit 62, the setting correction second storage unit 72 applies a voltage to the capacitor 28 within a range where the current control element 34 does not break down due to the pulse current. The maximum capacitor setting voltage to be performed is determined.
  • the current control element 34 controls the conduction current so that the amount of current set by the pulse setting unit 68 and the current setting unit 46 is set, but the current control element 34 is a current control element for series control. Load. The load applied to the current control element 34 increases as the capacitor voltage increases, and when the load exceeds an allowable load amount, the element is broken. Therefore, it is necessary to control the current control element 34 to operate within the allowable load range.
  • a setting correction second storage section 72 is provided.
  • the storage element of the setting correction second storage section 72 stores the allowable load amount of the current control element 34.
  • the operator is determined by the setting correction first storage unit 62.
  • the maximum capacitor setting voltage immediately before the current control element 34 is destroyed is determined based on the charged voltage and the allowable load amount, and a signal for driving the second voltage setter 74 is output.
  • the second voltage setting unit 74 outputs the maximum capacitor setting voltage immediately before the current control element 34 breaks down as a reference voltage according to the instruction of the setting correction second storage unit 72.
  • the setting input processing unit 60, the setting correction first storage unit 62, the setting correction second storage unit 72, and the second voltage setting unit 74 allow the maximum capacitor setting voltage to be applied to the capacitor 28.
  • the second voltage detector (capacitor voltage detecting means) 76 is a capacitor
  • the capacitor voltage applied to 8 is detected by a wide area noise filter.
  • the voltage error comparison amplifier 78 compares the capacitor voltage from the second voltage detector 76 with the maximum capacitor setting voltage from the second voltage setter 74, and determines that the capacitor voltage has the maximum value. If the voltage is equal to or higher than the capacitor set voltage, the output control switch 80 is operated, and the load resistor 82 is connected to the capacitor 28. This load resistor 82 is for discharging when the capacitor 28 is overcharged. As a result, the capacitor 28 is discharged, and the capacitor voltage becomes lower than the maximum capacitor set voltage.
  • the output control switch 80 receives the output of the voltage error comparison amplifier 78, connects and disconnects the load resistor 82 and the capacitor 28, and sets the capacitor 28 To control discharge. Also, while the capacitor 28 is discharging through the load resistor 82, the output control switch 80 controls the light emission instruction unit 70 so that the discharge lamp 18 does not emit light, and the light emission instruction unit Control is performed so that the discharge lamp 18 does not emit light even if 70 issues a light emission instruction.
  • the voltage error comparison amplifier 78, the output control switch 80, and the load resistor 82 make the capacitor voltage higher than the maximum capacitor setting voltage.
  • Voltage lowering means for reducing the voltage is provided.
  • the reference voltage generator 84 generates and outputs a reference voltage for comparison with the lamp voltage applied to the discharge lamp 18. This reference voltage is lower than the voltage applied to the discharge lamp 18 when a minute current flows from the minute current supply power supply unit 42 to the discharge lamp 18.
  • the voltage comparison detector (judgment means) 86 is provided with a lamp voltage applied to the discharge lamp 18 input through the trigger transformer 38 and a voltage from the reference voltage generation unit 84. Compare with reference voltage. When the lamp voltage is equal to or higher than the reference voltage, no signal is output. When the lamp voltage is lower than the reference voltage-, it is detected that the discharge lamp 18 cannot emit light. Output signal to
  • the abnormality detection amplifier 54 outputs two different detection signals as a logical sum. One is to drive the drive output control switch 52 according to the signal from the voltage comparison detector 86 to control so that the signal from the negative feedback current control adjustment unit 48 is not transmitted to the current control element 34. System. On the other hand, the current detection unit 36 detects the current, and when the current control element 34 is trying to pass an abnormally large current, this is detected and the drive output control switch 52 is driven, and the negative feedback is performed. This is a system for controlling the current control adjustment unit 48 so that these signals are not transmitted to the current control element 34. Since these two different detection signals both act to drive the drive output control switch 52, they are configured to be unified and output as a logical sum.
  • the current control unit 56 does not control the current supplied to the discharge lamp 18 and the current from the capacitor 28 is directly supplied to the discharge lamp 18.
  • the capacitor voltage decreases as the discharge proceeds, the current flowing through the discharge lamp 18 and the lamp voltage are large at the beginning of irradiation within one irradiation period. It decreases with time and decreases sharply at the end of irradiation. Therefore, the amount of light emitted from the discharge lamp 18 also largely decreases with the passage of time at the beginning of irradiation, and sharply decreases at the end of irradiation.
  • the lamp voltage decreases over time as indicated by the envelope a f. Therefore, the light emission amount differs between the initial stage and the final stage of the irradiation. As a result, a constant heating value cannot be continuously applied to the skin, and the heating value is too low at the end of irradiation, and the beauty effect is reduced.
  • the current control unit 56 controls the discharge lamp until the end of irradiation within one irradiation period (multi-pulse emission period).
  • the current supplied to the discharge lamp 18 is controlled at a constant current, and the discharge lamp 18 is controlled to be supplied to the discharge lamp 18 at the end of irradiation with a current corresponding to a capacitor voltage lower than the current in the constant current control.
  • each pulse gives a substantially constant heating value to the skin continuously within one irradiation period.
  • the current supplied to the discharge lamp 18 from time TO to T1 is a constant current. Control.
  • the capacitor voltage is at point a, but the ramp voltage is controlled at point b.
  • the voltage between a and b is a voltage applied to the current control element 34 when it enters the lamp in series, and the product of this voltage, the inflow current, and the inflow time becomes a load on the current control element 34.
  • the capacitor voltage decreases over time, and at time T1, the capacitor voltage is at point c, and the ramp voltage is also substantially at point c.
  • the voltage between the collector and the emitter of the current control element 34 becomes a very small voltage, and the function of the element 34 is saturated, so that it functions as a switch element.
  • the discharge lamp 18 is energized with a current corresponding to the capacitor voltage lower than the current in the constant current control. This The ramp voltage decreases substantially as shown by the envelope cd according to the capacitor voltage.
  • the points b, c, and d have been described as voltages. However, when the lamp voltage increases, the current also increases. Also, as shown by points d and ⁇ , the voltage drop at point ⁇ is larger than that at one irradiation period because the energization indicated by the envelope af is controlled by the control indicated by the envelope bc. This is because the conduction current in the early stage of irradiation is larger than that in the irradiation, and the discharge amount within one irradiation period is larger in the case of conduction indicated by the envelope af.
  • the range enclosed by points a, b, and c indicates the amount of load applied to the current control element 34.
  • This load amount is obtained by adding the current value corresponding to the voltage at point b and the pulse energizing time to the value obtained by subtracting the voltage at point b from the ac envelope value for each pulse between times T0 and T1. It is required by doing. If the amount of load applied to the current control element 34 is larger than the maximum rating of the element (allowable load amount (eg, maximum collector loss)), the current control element 34 is broken.
  • a pulse having a short pulse width be a multi-pulse and that each pulse emits the same amount of light within one irradiation period.
  • the light emission amount it is not necessary that the light emission amount be completely the same until the end, and even if the light emission amount decreases a little at the end of irradiation, it may not affect the beauty effect.
  • control is performed such that the discharge lamp 18 is supplied with a current corresponding to a capacitor voltage lower than the current in the constant current control at the end of irradiation. This reduces the capacitor voltage at time T0.
  • the amount of load applied to the current control element 34 is reduced, and the amount of light emission suitable for beauty can be obtained while reducing the risk of the current control element 34 breaking down. If the point c is closer to the point b, the voltage at the point a can be reduced, and the area surrounded by the points a, b, and c is reduced, and the voltage applied to the current control element 34 is reduced. The load decreases.
  • the point c is determined in consideration of the balance between the amount of load applied to the current control element 34 and the amount of light emission required for the operation, and the time T1 is determined.
  • the ratio of time (T 2 ⁇ T 1) to one irradiation period (T 2 ⁇ TO) is determined to be 0.4 or less.
  • the period from time T1 to T2 determined in this way is the “end of irradiation”. If the last stage of irradiation is such a long period, even if the light emission amount decreases, the cosmetic effect is not substantially affected as a whole.
  • one irradiation period is typically about 4 to 80 milliseconds, and if one irradiation period is 60 milliseconds, the end of irradiation is less than 24 milliseconds.
  • the time T 1 is set so that the ratio at the end of irradiation is small when one irradiation period is short, while the ratio at the end of irradiation is large when one irradiation period is long. You. This is effective in suppressing the load on the current control element 34 while obtaining a high effect in the treatment.
  • the beauty device 10 is turned on. Then, a pulse current is applied from the trigger oscillator 40 to the primary side of the winding of the trigger transformer 38, and a high-voltage pulse is generated on the secondary side.
  • the trigger transformer 38 applies the generated pulse voltage of about 12 kV to 20 kV to the discharge lamp 18. As a result, the discharge lamp 18 is excited.
  • the minute current supply power supply section 42 that has already started has a high internal impedance.
  • this terminal When the discharge lamp 18 is not excited, this terminal outputs a high voltage and assists the discharge after the discharge lamp 18 is excited and a streamer occurs in the lamp.
  • the lamp impedance inside the discharge lamp 18 decreases. Due to the high internal impedance of the minute current supply power supply section 42, the output voltage decreases as the impedance of the lamp, which is the load, decreases, and an output that continues discharging only when the discharge lamp 18 continues to emit weak light. Supply.
  • the discharge lamp 18 continues to discharge with weak light emission, a large current flows as the voltage applied to the discharge lamp 18 increases, and large light emission occurs. At this time, since the discharge has already been continued, it is not necessary to re-excit the discharge lamp 18 by applying a new high-pressure trigger pulse. When the weak current continues to flow through the discharge lamp 18, the trigger oscillator 40 stops oscillating.
  • the light output setting input unit 58 is used to input a desired light emission amount-related value suitable for skin to obtain a light heating value suitable for beauty. Enter the settings.
  • the display device 24 is a touch panel type display device using liquid crystal.
  • the display unit is provided with, for example, windows corresponding to the respective functions. By touching the windows, selection of functions and setting of operation states are input.
  • beauty content such as skin spots, wrinkles, sagging, and hair loss
  • a window for this is selected and input.
  • different pulse waveforms are set.
  • a value of 0 is set as the luminescence amount-related value with the general skin color as the reference value, while the value of +5 is applied to the one with white skin and large light reflection value, and conversely A numerical value of 15 is prepared for the smaller light reflection value.
  • the current value of the discharge lamp 18 is changed by changing the value in steps from 1 to 5 in increments of 1 numerical value.
  • +5 corresponds to the maximum value of the current amount
  • 1-5 corresponds to the minimum value of the current amount.
  • This numerical display may be another relevant numerical value, for example, a numerical value in JZ cm 2 units.
  • setting values for the hair color and the hair density are also input, and a setting window is prepared. At this time, it is not necessary to directly express the hair color and the density, but it may be expressed by other related numerical values or expressions. For example, a value of 0 is taken as the luminescence amount-related value based on the general hair density, and a value of +5 is applied to thin hair. Conversely, a value of 1-5 is applied to dark hair. Be prepared. The number of pulses to be injected by the discharge lamp 18 is changed by changing the numerical value stepwise from 15 to +5 by one numerical value. In this example, +5 has the largest number of pulses and 15 has the least number of pulses.
  • a display terminal or the like of a programmable controller prepared for these purposes is suitable. Also, for example, In the case of a display device without a touch panel, similar settings can be made by applying a personal computer that inputs data through a keyboard.
  • the setting input processing section 60 receives the setting value from the light output setting input section 58 as a digital signal, and determines a desired light emission amount in accordance with the conditions stored in the storage element. Output parameters.
  • the storage element unit is activated for the setting-related value, and a related digital signal that determines the shape and pulse interval of the corresponding pulse is formed.
  • the value of the current flowing through the discharge lamp 18 changes according to the step-by-step numerical level corresponding to the light reflectance input as the light emission amount-related value.
  • the amount of light emitted from the discharge lamp 18 varies depending on the pulse waveform, the number of pulses, the pulse width, and the amount of pulse current.Furthermore, the heating effect on the skin is lower than when the same heating value is used for instantaneous irradiation with the same heating value. The effect on the skin is different from the case of long-term irradiation.
  • the amount of current to be injected into the discharge lamp 18, the pulse waveform, the number of pulses, the pulse width, and the pulse interval are changed according to parameters such as the cosmetic purpose, the amount of skin reflection, and the density of hair.
  • the setting correction first storage unit 62 receives the parameters of the setting input, the amount of current, pulse waveform, number of pulses, pulse width, and pulse are set according to the program conditions stored in the storage element in advance.
  • the intervals function to achieve the desired light emission with interrelated values. For example, even when obtaining the same light emission amount, the current amount decreases as the number of pulses increases, and the current amount increases as the number of pulses decreases.
  • the first setting correction storage unit 62 outputs, as a digital signal, a signal in which the above-mentioned factors optimal for the purpose of beauty are determined through the storage element.
  • the setting correction first storage unit 62 determines the charging voltage to be applied to the capacitor 28 based on the above parameters received from the setting input processing unit 60, and the first voltage setting unit 6 4 And outputs a digital signal for driving.
  • the charge voltage applied to the capacitor 28 is determined by referring to the relationship between the above-mentioned parameter and the charge voltage stored in advance in the storage element of the first setting correction storage unit 62. As a result, as shown in FIG. 3, the control of the current (voltage) by the current control unit 56 becomes the movement described at the point b, the point c, and the point d. Is determined.
  • the charging voltage of the capacitor 28 corresponding to the point a is determined to be high.
  • the voltage applied to the discharge lamp 18 is low and the voltage value at the point b is low, so that the charging voltage of the capacitor 28 corresponding to the point a is determined to be lower.
  • the charging voltage of the capacitor 28 corresponding to the point a is determined so that the control of the current (voltage) by the current control unit 56 becomes the movement described at the points b, c, and d. Is done.
  • the first voltage setting unit 64 generates, as a digital signal, a setting reference value that is used as a reference for obtaining the charging voltage determined in the setting correction first storage unit 62. Mouth conversion and hold. Then, the converted analog signal is output to the voltage control error comparison amplifier 32.
  • the first voltage detector 66 detects the capacitor voltage applied to the capacitor 28 and outputs the same to the voltage control error comparison amplifier 32. Then, the voltage control error comparison amplifier 32 controls the power supply section 30 so that the capacitor voltage becomes the set reference value. As a result, the power supply unit 30 charges the capacitor 28 with an appropriate charging voltage such that the current control by the current control unit 56 performs the operation described at the points b, c, and d.
  • the pulse setter 68 receives the signal from the setting correction first storage unit 62.
  • the pulse waveform, pulse width, pulse interval, and pulse emission time are determined based on.
  • the pulse generation unit 50 generates a desired pulse group based on a signal from the pulse setting unit 68.
  • the current setting unit 46 generates a digital signal setting of a constant current to be supplied to the discharge lamp 18 based on the digital signal from the setting correction first storage unit 62, and generates this. Convert to analog and hold. Then, the converted analog signal is output to current control error amplifier 44.
  • the light-emitting unit 12 is moved by grasping the operation handle 16 and the emission surface 20a of the light guide 20 is brought into contact with a part to be treated. Let it.
  • the light intensity density distribution of the light exit surface 20a of the light guide 20 has little unevenness, and the skin surface and the light exit surface It is desirable that the distance between the first and second electrodes be uniform and that the inclination be small. Therefore, in actual use, a transparent cream is applied to the treatment site, and the light guide 20 is pressed thereon. As a result, the light guide 20 smoothly abuts the skin surface, and the unevenness of the light density applied to the treatment site is eliminated.
  • the pulse generation unit 50 When the button 22 of the operation handle 16 is pressed and a light emission instruction from the light emission instruction unit 70 is input to the pulse generation unit 50, the pulse generation unit 50 'generates the generated pulse. The group is output to the negative feedback current control adjustment unit 48.
  • the current detection unit 36 detects the value of the current supplied to the discharge lamp 18 and outputs it to the current control error amplifier 44.
  • Current control error amplifier 4 4 4
  • the current value detected in 36 is compared with the set value of the conduction current set in the current setting unit 46, and the difference is amplified and output.
  • the negative feedback current control adjustment unit 48 takes in the group of pulses output from the pulse generation unit 50, and controls the current control element 34 so that the conduction current is converted into a pulse current. At this time, the negative feedback current control adjustment unit 48 receives the output from the current control error amplifier 44 and adjusts the current value of the pulse current flowing through the discharge lamp 18 to the current setting unit 4. The current control element 34 is controlled with a desired gate voltage so that the set value set in 6 is obtained.
  • the capacitor 28 discharges to the current control element 34, and a pulse current set to a desired current value is supplied to the discharge lamp 18 and the discharge lamp 18 emits pulse light. I do. Then, the pulsed light having a short pulse width is repeatedly irradiated at intervals on the skin treatment site to which the emission surface 20a of the light guide 20 is applied via the operation handle 16. By irradiating pulse light of such a short pulse width, the diffusion of heat to the periphery of the treatment site is reduced, and the treatment site can be effectively heated.
  • the amount of electricity supplied to the discharge lamp 18 is large and the current is large.
  • a current of about 30 OA is supplied to the discharge lamp 18.
  • the amount of light emitted by the discharge lamp 18 is determined by the current, voltage, and light emission time flowing through the discharge lamp 18.
  • the lamp current changes depending on the voltage applied to the discharge lamp 18, and the lamp current increases as the lamp voltage increases.
  • the current control element 34 is saturated, and the voltage between the collector and the emitter is saturated.
  • the capacitor voltage at this time is a value obtained by adding the lamp voltage and the voltage between the collector and the emitter.
  • the collector-emitter voltage varies depending on the device, but is about 2 V.
  • the load applied to the current control element 34 in the above-described single irradiation period is, as shown in FIG. 3, within a range surrounded by points a, b, and c. Expressed in area. As shown by the envelope pm in FIG. 3, this load is sufficiently smaller than the load when the constant current control is performed during one irradiation period, so that the current control element 34 is used. The risk of blasting has been reduced.
  • the current control unit 5'6 controls the current supplied to the discharge lamp 18 until the end of irradiation within one irradiation period.
  • the discharge lamp 18 is energized with a current corresponding to the capacitor voltage lower than the current in the constant current control, so that the load applied to the current control element 34 of the current control unit 56 is controlled. It is possible to continuously irradiate pulsed light of an intensity suitable for beauty while reducing the amount of light. As a result, an ideal beauty effect can be obtained. '
  • the power supply unit 30 is capable of charging over a short period of time at a low current with respect to the instantaneous discharge of a large current of the capacitor 28. High peedance. Therefore, the power supply unit 30 cannot supply sufficient power to catch the lamp voltage and the current drop during one irradiation period. Therefore, after the end of the irradiation, when the current control unit 56 sets the power supply to OPT and the power supply to the discharge lamp 18 is stopped, the power supply unit 30 keeps the capacitor 2 until the current set charging voltage is reached. Charge 8.
  • the new emission amount setting value can be used to adjust the amount of current to be injected into the discharge lamp 18, pulse waveform, pulse number, pulse width, pulse The interval changes.
  • the setting input processing unit 60, the setting correction first storage unit 62, and the first voltage setting unit 64 determine a new setting voltage value according to the mutual relation of the new parameters.
  • the envelope g k is the voltage range of the instantaneous allowable collector loss (which will be described later) that can be permitted by the current control element 34 with respect to the desired control b cd. Therefore, if the already charged voltage after reset is equal to or higher than the voltage at point g, it is necessary to decrease the voltage value at point g. If the already charged voltage is less than the point g, there is no need to drop the voltage.
  • the setting correction second storage section 72 calculates the voltage value corresponding to this point g and outputs it as a digital signal.
  • the voltage value at the point g is determined by the fact that the charging voltage a is determined based on the desired light emission amount in the first setting storage unit 62, and the pulse waveform, the number of pulses, the pulse width, and the pulse interval are determined, and the time is determined.
  • T 1 see FIG. 3
  • the load capacity over g, b, c, d, and k is changed to the current control element 32 stored in the setting correction second storage section 72. Calculate so that it is less than the allowable load, and g Is obtained.
  • a current control element 34 having a large allowable load may be used, and if there is sufficient control, a preset fixed voltage value in a may be added. After the voltage value at the point g is determined in this way, the set value is output to the second voltage setting device 74 as a digital signal.
  • the second voltage setting unit 74 generates a reference voltage for comparison control corresponding to the point g as a digital signal, converts the reference voltage into an analog signal, and holds the reference voltage. Then, the converted analog signal is output to the voltage error comparison amplifier 78.
  • the second voltage detector (capacitor voltage detecting means) 76 detects the capacitor voltage by performing a wide area noise filter.
  • the wide-range noise filter is used for the second voltage detector 76, the voltage error comparison amplifier 78, the output control switch 80, the load resistor 82, and the second voltage setter depending on various noises generated in the device. This prevents the system composed of 74 from operating excessively. Adding a wide-band noise filter in this way causes some delay in this system, but does not affect the operation of this system.
  • the voltage error comparison amplifier 78 compares the capacitor voltage with the reference voltage corresponding to the point g. If the capacitor voltage is equal to or higher than the reference voltage, operate the output control switch 80, connect the load resistor 82 to the capacitor 28, discharge the capacitor 28, and set the capacitor voltage to the maximum point g. Make it lower than the capacitor setting voltage. In the present embodiment, the capacitor voltage is reduced to the charging voltage at the point a determined by re-input of the light emission amount. When the capacitor voltage drops below the maximum capacitor setting voltage at point g, the output control switch 80 is deactivated and the connection between the capacitor 28 and the load resistor 82 is released.
  • the output control switch 80 receives the signal of the voltage error comparison amplifier 78 and discharges the capacitor 28. Since a direct current is discharged, a semiconductor relay is an excellent switch type. Further, while the capacitor 28 is discharging through the load resistor 82, a signal for controlling the discharge lamp 18 not to emit light is output to the light emission instruction unit 70. As a result, the button 2 of the operation handle 16 connected to the light emission indicator 70 Even if 2 is pressed, discharge lamp 18 does not emit light. When the charging voltage becomes lower than the point g, the control signal for stopping the light emission is released, and the light is emitted when the button 22 of the operation handle 16 is pressed.
  • the maximum capacitor setting voltage applied to the capacitor 28 based on the light emission amount input to the light output setting input unit 58 is If the capacitor voltage is higher than the maximum capacitor setting voltage, the capacitor voltage is made lower than the maximum capacitor setting voltage, so that the load on the current control element 34 is reduced to prevent element damage. Can be prevented.
  • a programmable controller prepared for these purposes. For this purpose, a logic circuit including CPU may be formed and used.
  • the envelope g k is a voltage range of the maximum load that the current control element 34 can tolerate for the control beed to be obtained.
  • the current control element 34 always performs constant current control during one irradiation period from time T 0 to T 2 as shown by b ch.
  • the load capacitance that the current control element 34 bears is a voltage obtained by subtracting the voltage at the point b from the gk envelope value for each pulse, and a current value corresponding to the point b and each pulse. It can be obtained by integrating the energizing time.
  • the light emission is performed instantaneously, so that the time for energizing the current control element 34 is extremely short.
  • the maximum rating which is generally published, is the maximum collector loss when current is continuously applied. Therefore, it differs from the instantaneous collector loss in the case of instantaneous energization. Since the instantaneous collector loss differs for each use case, the instantaneous collector loss was obtained from an experiment using an actually used circuit of the device, and an allowable value up to the destruction was obtained as an approximate value from the experiment. As a result, for the sample IGBT, it was confirmed that an instantaneous load about 10 times the published maximum collector loss may be acceptable.
  • an element whose published maximum collector loss is about 10 times the maximum load capacity that can act on the current control element 34 can be used. Costs can be reduced. It has also been confirmed that the practically acceptable load when two current control elements 34 are connected in parallel is about twice as large as that with one current control element 34. Therefore, a plurality of current control elements 34 may be used in parallel.
  • the connecting wires may be short-circuited in some cases. Also, the discharge load system may be short-circuited for some reason. In this case, since the lamp voltage applied to the discharge lamp 18 drops abnormally, if this voltage drop is detected, the presence or absence of a short circuit phenomenon in the discharge load system can be known.
  • the lamp voltage is input to the voltage comparison detector 86 through the trigger transformer 38.
  • the reference voltage from the reference voltage generator 84 is input to the voltage comparison detector 86.
  • the lamp voltage and the reference voltage are compared, and the lamp voltage is When the voltage is equal to or higher than the reference voltage, the voltage comparison detector 86 determines that it is normal and does not output any signal. On the other hand, when the lamp voltage is lower than the reference voltage, voltage comparison detector 86 determines that there is an abnormality, and outputs a signal to abnormality detection amplifier 54.
  • an excessively large current is provided by a function (not shown) provided inside the current detection unit 36 to determine an excessive current.
  • the current is determined to be abnormal, and a signal is output to the abnormality detection amplifier 54. In the present embodiment, about 40 O A or more is determined to be abnormal.
  • the abnormal signal from the voltage comparison detector 86 and the abnormal signal from the current detection unit 36 are output to the drive output control switch 52 as a logical sum in the abnormality detection amplifier 54.
  • the drive output control switch 52 is controlled so that the current control element 34 does not operate even if either of the two is abnormal.
  • the discharge lamp 18 has a limited life, and the current value and the amount of light emitted gradually change with use. Therefore, periodic replacement is required. Furthermore, the discharge characteristics of the discharge lamp 18 vary from product to product, and when the same voltage is applied without constant current control, the injected current varies, causing a difference in the amount of light emission and a difference in the heating value. Sometimes. Therefore, when the same subject undergoes a procedure after changing lamps, the settings used last time cannot be used as they are, and the settings need to be changed, which is troublesome. .
  • the beauty device 10 focuses on the fact that there is a strong correlation between the amount of current flowing into the discharge lamp 18 and the amount of light emission, and manages the amount of light emission by controlling the amount of light flow. Control on behalf of.
  • the constant current control is not performed, the light emission amount of the discharge lamp 18 varies depending on variations in lamp manufacture and changes during use, and accordingly, the current amount also varies.
  • the current can be set to the set current value by performing the constant current control.
  • the amount of light emission within the time for constant current control can be made uniform regardless of the discharge characteristics of the discharge lamp 18, reducing the difference in heating value due to lamp replacement. It becomes possible to do.
  • the settings used previously can be used as they are, and there is no need to change the settings.
  • the last period of the irradiation from time T1 to ⁇ 2 has minute differences due to variations in the discharge lamp 18 and changes in the characteristics during use, but is sufficiently shorter than the period of constant current control. Even with such control, the cosmetic heating effect as a whole does not substantially change in the treatment.
  • the amount of light emitted from each pulse during the period of constant current control is the same, and the heating value at the beginning and end of irradiation is almost the same, so that light of intensity that is suitable for beauty is stabilized throughout one irradiation period. Irradiation is possible.
  • a beauty device capable of stably irradiating light having an intensity suitable for beauty within one irradiation period. As a result, it is possible to obtain an ideal beauty effect.

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Abstract

美容機器は、発光部と、キャパシタと、電流制御部と、を備える。発光部は、放電ランプ及び放電ランプからの光をガイドするライトガイドを有する。キャパシタは、放電ランプに通電する電流を供給する。電流制御部は、キャパシタから放電ランプに通電される電流を制御する。そして、電流制御部は、一回の照射期間内における照射の末期までは放電ランプに通電される電流を定電流制御し、照射の末期において定電流制御における電流よりも低いキャパシタ電圧に応じた電流で放電ランプに通電する。

Description

明糸田書
美容機器
技術分野
【0 0 0 1】 本発明は、 光ビームにより肌のしみ、 そばかす、 しわを除去した り、 脱毛を施したりするための美容機器に関する。
背景技術
【0 0 0 2】 光ビームを利用した美容機器として、 例えば文献 1 (日本国特許 第 2 8 9 2 6 4 2号公報） に開示された機器が知られている。 この美容機器は、 ハロゲンランプからの-光ビーム照射と、 放電によるオゾン照射とにより、 しみて' そばかす等の除去や脱毛等の美容を施す。
発明の開示
【0 0 0 3】 近年、 放電ランプからの光を肌に照射し局部加熱することで、 上 記と同様の美容効果が得られることが判明した。 そこで本発明者は、 このような 光を照射可能な美容機器について鋭意研究し、 以下の課題を見出した。
【0 0 0 4】 すなわち、 このような美容機器では、 放電ランプを発光させ肌に 十分な局部加熱を生じさせ得る電力量を一時保存するために、 キャパシタが必要 となる。 しかしながら、 キャパシタからの通電により単に放電ランプを発光させ たのでは、 放電に伴レ、キャパシタ電圧が低下し通電される電流が低下するため、 光の照射の初期と末期とでは発光量が異なってしまう。 その結果、 一定の加熱値 を連続して肌に与えることができず、 照射の初期は良好な加熱値であっても末期 において加熱値が低すぎて、 美容効果が低減してしまう。
【0 0 0 5】 本発明は、 上記した事情に鑑みて為されたものであり、 一回の照 射期間内において美容に適した強度の光を照射することが可能な美容機器を提供 することを目的とする。
【0 0 0 6】 本発明者は、 上記した目的を達成するため鋭意研究し、 キャパシ タからの通電を電流制御素子により定電流制御することを考えた。 そして、 この ように定電流制御すると、 電流制御素子に対して負荷がかかるため、 この負荷を 低減して素子の破壌を防止する必要があることが分かった。 そこで、 一回の照射 期間内における照射の末期までは定電流制御し、 照射の末期は定電流制御におけ る電流よりも低いキャパシタ電圧に応じた電流に制御することで、 電流制御素子 に対する負荷を低減しつつ、 美容に適した強度の光を照射することが可能である ことを見出した。 本発明は、 力かる知見に基づいてなされたものである。
【0 0 0 7】 本発明に係る美容機器は、 発光部と、 キャパシタと、 電流制御部 と、 を備える。 発光部は、 放電ランプ及び放電ランプからの光をガイドするライ ートガイドを有する。 キヤ-パシタは、…放電ランプに通電する電流を供給する。 電流 制御部は、 キャパシタから放電ランプに通電される電流を制御する。 電流制御部 は、 一回の照射期間内における照射の末期までは放電ランプに通電される電流を 定電流制御し、 照射の末期において定電流制御における電流よりも低いキャパシ タ電圧に応じた電流で放電ランプに通電する。
【0 0 0 8】 この美容機器では、 一回の照射期間内において、 電流制御部にか かる負荷を低減しつつ、 美容に適した強度の光を照射することができる。
【0 0 0 9】 美容機器は、 放電ランプに通電する電流をパルス電流化するため のパルス生成部を備えると好ましい。 電流制御部は、 パルス生成部からのパルス 群に基づいて、 キャパシタからの電流をパルス電流化すると好ましい。 このよう にすれば、 短いパルス幅の光を間隔をおいて繰り返し同じ部位に照射することが できるため、 各パルス光が照射部位を適度に加熱しつつ、 光が照射されない周辺 部位への熱の拡散が低減され、 照射部位の加温を効果的に行うことが可能になる
【0 0 1 0】 パルス生成部は、 各パルスのパルス幅が同一であるパルス群を生 成すると好ましい。 このようにすれば、 各パルスごとの発光量を等しくして、 各 パルスごとに揃つた加熱値で加温することが可能となる。
【0 0 1 1】 美容機器は、 放電ランプからの発光量を設定する設定手段と、 設 定手段において設定された発光量に基づいて、 キャパシタの充電電圧を決定する 充電電圧決定手段と、 を備えると好ましい。 このようにすれば、 施術に必要な発 光量に応じてキャパシタを充電することができる。
【0 0 1 2】 美容機器は、 設定手段において設定された発光量に基づいて、 キ ャパシタに印加する充電電圧よりも高い最大キャパシタ設定電圧を決定する最大 キャパシタ設定電圧決定手段と、 キャパシタに印加されているキャパシタ電圧を 検知するキャパシタ電圧検知手段と、 キヤパシタ電圧検知手段により検知された キャパシタ電圧が最大キヤパシタ設定電圧を超えるとき、 キャパシタ電圧を最大 キャパシタ設定電圧よりも低下させる電圧低下手段と、 'を備えると好ましい。 前 回の施術における光の照射から発光量を変更して施術するとき、 充電電圧決定手 段により決定される充電電圧が、 既に充電されているキャパシタのキャパシタ電 圧よりも遥かに下回る設定値に定められることがある。 このような場合、 放電ラ ンプをそのまま発光させると、 電流制御部を構成する素子の最大定格 （許容負荷 容量 （例えば、 最大コレクタ損失）） を超えて、 素子を破損するおそれがある。 こ のとき、 最大キャパシタ設定電圧決定手段によりキャパシタに印加する最大キヤ パシタ設定電圧を決定し、 この最大キャパシタ設定電圧よりもキャパシタ電圧が 大きければ、 電圧低下手段によりキャパシタ電圧を最大キャパシタ設定電圧より も低下させることで、 電流制御部にかかる負荷を低減して、 素子の破損を防ぐこ とが可能となる。
【0 0 1 3】 美容機器は、 放電ランプに印加されるランプ電圧に基づいて、 ラ ンプ電圧の正常及び異常を判定する判定手段を備えると好ましい。 電流制御部は 、 判定手段によりランプ電圧が異常と判定されたとき、 放電ランプへの通電を停 止すると好ましい。 このようにすれば、 放電ランプにつながるケーブルがショー トしているときや、 放電ランプが破損してショートするなどの異常を生じたとき 、 過大な電流が流れることを防止して機器の破損を防ぐことができる。
【0 0 1 4】 本発明に係る美容機器の制御装置は、 キャパシタと、 電流制御部 と、 を備える。 キャパシタは、 放電ランプに通電する電流を供給する。 電流制御 部は、 キャパシタから放電ランプに通電される電流を制御する。 電流制御部は、 一回の照射期間內における照射の末期までは放電ランプに通電される電流を定電 流制御し、 照射の末期において定電流制御における電流よりも低いキャパシタ電 圧に応じた電流で放電ランプに通電する。
【0 0 1 5】 本発明は以下の詳細な説明および添付図面によりさらに十分に理 解可能となる。 これらは単に例示のために示されるものであって、 本発明を限定 するものと考えるべきではない。
図面の簡単な説明
【0 0 1 6】 図 1は、 本実施形態に係る美容機器の外観構成を示す図である。 【0 0 1 7】 図 2は、 本実施形態に係る美容機器の構成を示すプロック図であ る。
【0 0 1 8】 図 3は、 本実施形態に係る美容機器の制御を説明するための図で ある。
【0 0 1 9】 図 4は、 最大キャパシタ設定電圧を説明するための図である。 発明を実施するための最良の形態
【0 0 2 0】 以下、 添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明す る。 なお、 図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、 重複する説明 を省略する。 また、 図示の便宜上、 図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致 しない。
【0 0 2 1】 図 1は、 本実施形態に係る美容機器 1 0の外観構成を示す図であ る。 図 1に示すように、 本実施形態に係る美容機器 1 0は、 発光部 1 2と本体部
(美容機器の制御装置） 1 4とを備えている。 発光部 1 2は、 T字型の操作ハン ドル 1 6と、 この操作ハンドル 1 6内に組み込まれた X eランプ等の放電ランプ
(図 2の 1 8 ) と、 放電ランプ 1 8からの光をガイドするライトガイド 2 0と、 を有している。 操作ハンドル 1 6には、 発光指示のためのボタン 2 2が設けられ ており、 このボタン 2 2を押すことで放電ランプ 1 8が発光し、 ライトガイド 2 0にガイドされた光が出射面 2 0 a力: >ら出射される。
【0 0 2 2】 本体部 1 4は、 略直方体状の筐体内に種々の装置を組み込んで構 成されている。 本体部 1 4の上部には、 種々の情報を表示するための液晶の表示 装置 2 4が設けられている。 この表示装置 2 4は、 施術のための条件を設定する ためのタツチパネル式の設定手段としても機能している。
【0 0 2 3】 本体部 1 4と発光部 1 2とは、 ケーブルを内蔵するフレキシブル コンジット 2 6を介して接続されており、 発光部 1 2を施術部位まで自由に移動 させることができるようになつている。
【0 0 2 4】 図 2は、 本実施形態に係る美容機器 1 0の構成を示すプロック図 である。 図 2を参照して更に詳細に説明すると、 発光部 1 2の放電ランプ 1 8は 、 細管状をなし、 管径に比べて長い放電長を持っている。 この放電ランプから出 射される光の波長は、 約 3 8 0〜 9 5 0 n m程度である。
【0 0 2 5】 ライトガイド 2 0は、 光透過性を有する材料から形成されており 、 放電ランプ 1 8の放電長にほぼ等しい幅と、 管径よりも大きい厚さとを有して いる。 ライトガイド 2 0の端面は鏡面研磨仕上げされており、 入射面から放電ラ ンプ 1 8からの光を損失少なく受光してガイドし、 出射面 2 0 aから出射する。 【0 0 2 6】 放電ランプ 1 8の光が入射されるライトガイド 2 0の入射面側に は、 その端面とほぼ等しい断面形状を有する光フィルター 2 0 bが設けられてい る。 従って、 出射面 2 0 aから出射される光の波長は、 約 5 4 0〜9 5 0 n m程 度となる。
【0 0 2 7】 ライトガイド 2 0は、 光を出射する出射面 2 0 aの面積が大きい と好ましい。 これは、 肌の施術部位の面積が大きいとき、 出射面 2 0 aの面積が 小さいと照射を繰り返す必要があり、 効率が悪いためである。 この観点から、 ラ イトガイド 2 0の出射面 2 0 aの寸法は、 幅 2 0 mm X厚さ 1 0 mmや、 幅 3 5 mm X厚さ 1 O mmや、 幅 5 5 mm X厚さ 1 O mmが採用される。 幅 2 O mmの ライトガイド 2 0に光を出射する放電ランプ 1 8としては、 幅 2 O mmにわたつ て発光強度密度にむらの少ない光を与える必要があるため、 ライトガイド 2 0の 幅にほぼ等しい放電長を有する放電ランプ 1 8が使用される。
【0 0 2 8】 このライトガイド 2 0は、 光を収束させることなく光を伝播する 。 これは、 出射面 2 0 aが大きいこと、 操作ハンドル 1 6を手のひらに収まる大 きさにするため放電ランプ 1 8の大きさを可能な限り小さくする必要があり、 大 きな放電ランプ 1 8を使用できないこと、 によるものである。 このようにライト ガイド 2 0には光の収束作用がないため、 放電ランプ 1 8は上記したような出射 面 2 0 aの面積で適度な加熱効果をもたらす発光量の光を出射することが望まし い。
【0 0 2 9】 本体部 1 4は、 放電ランプ 1 8に通電する電流を供給するための キャパシタ 2 8を有している。 キャパシタ 2 8は、 肌の施術部位に十分な局部加 熱を生じさせ得る電力を保存する。 このキャパシタ 2 8は、 充電された大容量電 力を一挙に放電して、 放電ランプ 1 8を発光させる。
【0 0 3 0】 キャパシタ 2 8には、 充電のための電源部 3 0が接続されている 。 この電源部 3 0は、 一般の交流 （A C ) 商用配電系統より整流して、 直流 （D C) 電力を供給する。 電源部 3 0は、 後述する電圧制御誤差比較増幅器 3 2によ る制御により、 出力電圧が可変に設けられている。 この電源部 3 0は、 出力電圧 が設定値になると充電を完了し、 キャパシタ 2 8への充電電流の流入を阻止する ように制御される。 また、 キャパシタ電圧が設定値以上のときも、 キャパシタ 2 8への充電電流の流入を阻止するように制御される。
【0 0 3 1】 キャパシタ 2 8には、 電流制御素子 3 4が接続されている。 この 電流制御素子 3 4は、 キャパシタ 2 8から放電ランプ 1 8に通電される電流を制 御する。 電流制御素子 3 4としては、 電圧によって通電電流を制御可能な半導体 素子を使用すると好ましい。 例えば、 パワートランジスタ、 MOS-FET、 IGBTな どが好ましい。 電流制御素子 3 4による電流制御として、 IGBTを用いたシリ一 ズ制御の場合について説明する。 この制御では、 ゲート電圧によって制御される コレクタ電流が、 素子に印加されるコレクタ、 ェミッタ間の電圧が増大しても変 化しない特性を利用する。 コレクタ電流は、 ゲート電圧を変えることで変化する 。 ゲート電圧を変えることでコレクタ電流が変わる実用的なコレクタ電流の範囲 力 リニアな動作範囲である。 ゲート電圧が更に高くなると、 コレクタ電流は更 に大きな電流を流しうる状態に入り、 実用的にはスィツチ ONに等しい状態に至 る。 スィッチ ONに等しい状態では、 素子動作はリニアな制御状態とは言えず、 飽和状態とみなされる。 この美容機器 1 0では、 このような電流制御素子 3 4の リニアな動作状態と、 飽和した動作状態とを利用して、 放電ランプ 1 8に通電す る電流を制御する。
【0 0 3 2】 電流制御素子 3 4の下流には、 放電ランプ 1 8に通電される電流 を検知する電流検出部 3 6が設けられている。 この電流検出部 3 6は、 例えばホ ール素子を用いたカレント トランス等で構成され、 放電ランプ 1 8への配線とは 絶縁されながらも電流を検出する。 この電流検出部 3 6は、 後述する負帰還制御 系の一部を構成する。 この電流検出部 3 6は、 後述するようにパルス電流を検知 するが、 サグ （sag) を生じない負帰還制御系を構成するために、 D Cから高周 波数帯域までの広帯域な周波数特性を有している。 '
【0 0 3 3】 トリガートランス 3 8は、 電流検出部 3 6の下流に設けられてい る。 このトリガートランス 3 8は、 放電ランプ 1 8が発光するために必要な高圧 トリガーパルスを、 放電ランプ 1 8に供給する。 本実施形態では、 トリガートラ ンス 3 8は直列式で、 放電ランプ 1 8の通電電極に直接接続されている。
【0 0 3 4】 トリガートランス 3 8には、 トリガー発振器 4 0が接続されてい る。 トリガー発振器 4 0は、 放電ランプ 1 8を励起させるとき、 高圧トリガーパ ルスを生成するための信号をトリガートランス 3 8に送る。 放電ランプ 1 8が励 起した後は、 トリガー発振器 4 0は自動的に発振を停止する。
【0 0 3 5】 またトリガートランス 3 8には、 微小電流供給電源部 4 2が接続 されている。 この微小電流供給電源部 4 2は、 放電ランプ 1 8が励起した後、 微 小発光を継続するための微小電流を放電ランプ 1 8に供給する。 このように放電 ランプ 1 8を常に微小発光させておくことで、 電流制御素子 3 4が作動してキヤ パシタ 2 8からの電流が放電ランプ 1 8に流入すると、 放電ランプ 1 8に大電流 が流れ込み、 瞬時に大発光する。 また、 微小電流を常に流しておくことで放電ラ ンプ 1 8が常に放電状態にあるため、 瞬時大発光の都度トリガーパルスを放電ラ ンプ 1 8に加える必要がなくなる。
【0 0 3 6】 電流制御誤差増幅器 4 4は、 電流検出部 3 6において検出された 電流値を、' 後述する電流設定器 4 6でセットされた通電電流の設定値と比較し、 その差分を增幅して出力する。
【0 0 3 7】 負帰還電流制御調整部 4 8は、 パルス生成部 5 0から出力される パルス群を取り込み、 通電電流をパルス電流化するように電流制御素子 3 4を制 御する。 このとき、 負帰還電流制御調整部 4 8は電流制御誤差増幅器 4 4からの 出力を受け取り、 放電ランプ 1 8に流れるパルス電流の電流値が電流設定器 4 6 で設定された設定値となるように、 電流制御素子 3 4を制御する。
【0 0 3 8】 ドライブ出力制御スィツチ 5 2は、 負帰還電流制御調整部 4 8と 電流制御素子 3 4との間に設けられており、 いわゆる電子スィツチとして機能す る。 このドライブ出力制御スィツチ 5 2は、 通常は負帰還電流制御調整部 4 8か らの信号を電流制御素子 3 4に通しているが、 異常検出増幅器 5 4からの制御信 号を受け取ると、 負帰還電流制御調整部 4 8からの信号が電流制御素子 3 4に伝 わらないように信号を遮断する。
【0 0 3 9】 このように、 電流制御素子 3 4、 電流検出部 3 6、 電流制御誤差 増幅器 4 4、 負帰還電流制御調整部 4 8、 及びドライブ出力制御スィッチ 5 2に より、 キャパシタ 2 8から放電ランプ 1 8に通電される電流を制御する電流制御 部 5 6としての、 負帰還電流制御系が構成されている。
【0 0 4 0】 光出力設定入力部 （設定手段） 5 8は、 美容内容に合わせた所望 の発光量が得られるように、 放電ランプ 1 8からの発光量を設定入力する入力部 である。
【0 0 4 1】 設定入力処理部 6 0は、 光出力設定入力部 5 8において入力され た発光量を定めるパラメータを出力する。 具体的には、 入力された発光量を定め るパラメータとして、 放電ランプ 1 8に流す電流値、 パルス波形 （パルス幅及び パルス間隔）、及びパルス発光時間を出力する。 また、設定入力処理部 6 0は、 光 出力設定入力部 5 8で設定された値を図 1の表示装置 2 4に表示させる信号を出 力する。
【0 0 4 '2T 設定補正第 1記憶部 6 ·2は、 記憶素子と演算子とを有している。 この設定補正第 1記憶部 6 2は、 設定入力処理部 6 0から受け取った上記パラメ ータに基づいて、 キャパシタ 2 8に印力 H'する充電電圧を決定し、 第 1電圧設定器 6 4を駆動する信号を出力する。 キャパシタ 2 8に印加する充電電圧の決定は、 電流制御部 5 6が照射の末期までを定電流制御し、 照射の末期において定電流制 御における電流よりも低いキャパシタ電圧に応じた電流に制御するのに重要であ る。 上記パラメータと充電電圧との関係は、 放電ランプ 1 8の放電特性と、 通電 する設定電流値と、 通電時間との関係から、 設定補正第 1記憶部 6 2の記憶素子 に予め記憶されている。 設定補正第 1記憶部 6 2は、 この関係から充電電圧を決 定する。
【0 0 4 3】 第 1電圧設定器 6 4は、 設定補正第 1記憶部 6 2の出力に従い、 キャパシタ 2 8に印加する充電電圧の設定基準値を生成して出力する。 このよう に、 設定入力処理部 6 0、 設定補正第 1記憶部 6 2、 及び第 1電圧設定器 6 4に より、 キャパシタ 2 8の充電電圧を決定する充電電圧決定手段が構成される。 【0 0 4 4】 第 1電圧検出器 6 6は、 キャパシタ 2 8に印加されているキャパ シタ電圧を遅れ時間少なく検出し、 電圧制御誤差比較増幅器 3 2に出力する。 電 圧制御誤差比較増幅器 3 2は、 第 1電圧設定器 6 4からの設定基準値と、 第 1電 圧検出器 6 6からのキャパシタ電圧とを比較し、 キャパシタ電圧が設定基準値と なるように電源部 3 0を制御する。
【0 0 4 5】 パルス設定器 6 8は、 設定補正第 1記憶部 6 2からの信号を受け 取り、 パルス発光のパルス幅、 パルス間隔、 及びパルス発生時間を定め、 このパ ルス発光を実現するための信号をパルス生成部 5 0に出力する。
【0 0 4 6】 パルス生成部 5 0は、 パルス設定器 6 8力 らの信号により、 指定 された内容のパルス群を生成する。 このパルス生成部 5 0は、 発光指示部 7 0の 指示によって作動し、 パルス群が立ち上がる。
【0 0 4 7】 発光指示部 7 0は、 パルス生成部 5 0の出力を負帰還電流制御調 整部 4 8に供給するか否かを定める指示部である。 図 1に示すように：： 操作ハン ドル 1 6に設けられた発光指示のためのボタン 2 2が、 この発光指示部 7 0に電 気的に接続されている。
【0 0 4 8】 電流設定器 4 6は、 設定捕正第 1記憶部 6 2からの信号を受け取 り、 放電ランプ 1 8に通電する定電流の設定値を出力する。 この設定値が、 電流 制御誤差比較増幅器 4 4に入力される。
【0 0 4 9】 設定補正第 2記憶部 7 2は、 記憶素子と演算子とを有している。 この設定捕正第 2記憶部 7 2は、 設定補正第 1記憶部 6 2で決定された充電電圧 に従い、 電流制御素子 3 4がパルス通電によって破壊しない範囲となるところの 、 キャパシタ 2 8に印加する最大キャパシタ設定電圧を決定する。 パルス設定器 6 8及び電流設定器 4 6で設定した通電量とするように、 電流制御素子 3 4は通 電電流を制御するものの、 電流制御素子 3 4は直列制御のため電流制御素子 3 4 に負荷が加わる。 電流制御素子 3 4にかかる負荷はキャパシタ電圧が大きいほど 大きくなり、 許容できる負荷量を超えた時点で素子が破壌される。 従って、 電流 制御素子 3 4は許容できる負荷量の範囲内で動作するように制御する必要がある 。 そのために設定補正第 2記憶部 7 2が設けられている。
【0 0 5 0】 設定捕正第 2記憶部 7 2の記憶素子には、 電流制御素子 3 4の許 容できる負荷量が記憶されている。 演算子は、 設定捕正第 1記憶部 6 2で決定さ れた充電電圧と許容できる負荷量とに基づいて、 電流制御素子 3 4が破壊される 直前の最大キャパシタ設定電圧を決定し、 第 2電圧設定器 7 4を駆動する信号を 出力する。
【0 0 5 1】 第 2電圧設定器 7 4は、 設定補正第 2記憶部 7 2の指示に従い、 電流制御素子 3 4が破壌される直前の最大キャパシタ設定電圧を参照電圧として 出力する。 このように、 設定入力処理部 6 0、 設定補正第 1記憶部 6 2、 設定捕 正第 2記憶部 7 2、 及び第 2電圧設定器 7 4により、 キャパシタ 2 8に印加する 最大キャパシタ設定電圧を決定するための最大キャパシタ設定電圧決定手段が構 -成される。
【0 0 5 2】 第 2電圧検出器 （キャパシタ電圧検知手段） 7 6は、 キャパシタ
2 8に印加されているキャパシタ電圧を広域ノイズフィルタして検出する。 【0 0 5 3】 電圧誤差比較増幅器 7 8は、 第 2電圧検出器 7 6からのキャパシ タ電圧と第 2電圧設定器 7 4からの最大キャパシタ設定電圧とを比較し、 キャパ シタ電圧が最大キャパシタ設定電圧以上であれば出力制御スィツチ 8 0を作動さ せ、 キャパシタ 2 8に負荷抵抗器 8 2を接続する。 この負荷抵抗器 8 2は、 キヤ パシタ 2 8が過充電されているときに放電を行うためのものである。 これにより 、 .キャパシタ 2 8の放電が行われ、 キャパシタ電圧が最大キャパシタ設定電圧よ りも低下する。
【0 0 5 4】 出力制御スィッチ 8 0は、 電圧誤差比較増幅器 7 8の出力を受け 取り、 負荷抵抗器 8 2とキャパシタ 2 8とを接続したり接続を解除したりして、 キャパシタ 2 8の放電を制御する。 また、 キャパシタ 2 8が負荷抵抗器 8 2を通 じて放電している間は、 出力制御スィッチ 8 0は放電ランプ 1 8が発光しないよ うに発光指示部 7 0を制御して、 発光指示部 7 0が発光指示を出しても放電ラン プ 1 8が発光しないように制御する。
【0 0 5 5】 このように、 電圧誤差比較増幅器 7 8、 出力制御スィツチ 8 0 、 及び負荷抵抗器 8 2により、 キャパシタ電圧を最大キャパシタ設定電圧よりも 低下させる電圧低下手段が構成されている。
【0 0 5 6】 基準電圧生成部 8 4は、 放電ランプ 1 8に印加されているランプ 電圧と比較するための基準電圧を生成して出力する。 この基準電圧は、 微小電流 供給電源部 4 2から微小電流が放電ランプ 1 8に流れているときの、 放電ランプ 1 8に加えられている電圧よりも低い。
【0 0 5 7】 電圧比較検出器 （判定手段） 8 6は、 トリガートランス 3 8を介 して入力された放電ランプ 1 8に加えられているランプ電圧と、 基準電圧生成部 8 4からの基準電圧とを比較する。 そして、 ランプ電圧が基準電圧以上のときに は信号を出力せず、 ランプ電圧が基準電圧-よりも低いときには、 -放電ランプ 1 8 が発光できない状態であることを検知し、 異常検出増幅器 5 4に信号を出力する
【0 0 5 8】 異常検出増幅器 5 4は、 2つの異なる検出信号を論理和として出 力する。 ひとつは、 電圧比較検出器 8 6からの信号に従い、 ドライブ出力制御ス イッチ 5 2を駆動して、 負帰還電流制御調整部 4 8からの信号が電流制御素子 3 4に伝わらないように制御する系統である。 他方は、 電流検出部 3 6で電流を検 知し、 電流制御素子 3 4が異常に大きな電流を流そうとしているとき、 これを検 知してドライブ出力制御スィツチ 5 2を駆動し、 負帰還電流制御調整部 4 8力、ら の信号が電流制御素子 3 4に伝わらないように制御する系統である。 これら 2つ の異なる検出信号は、 いずれもドライブ出力制御スィツチ 5 2を駆動するように 作用するので、 論理和として一本化して出力するよう構成している。
【0 0 5 9】 次に、 本実施形態に係る美容機器 1 0の動作について説明する前 に、 この美容機器 1 0の制御の概要について説明する。
【0 0 6 0】 今、 電流制御部 5 6が放電ランプ 1 8に通電される電流を制御せ ず、 キャパシタ 2 8からの電流が直接放電ランプ 1 8に供給される場合を考える 。 このとき、 キャパシタ電圧は放電につれて低下するため、 放電ランプ 1 8に流 れる電流及ぴランプ電圧は、 一回の照射期間内における照射の初期において大き く、 時間の経過とともに減少して照射の末期において激減する。 従って、 放電ラ ンプ 1 8の発光量も、 照射の初期では大きく時間の経過とともに減少して、 照射 の末期において激減する。
【0 0 6 1】 図 3を参照して説明すると、 キャパシタ電圧は放電につれて低下 するため、 ランプ電圧は包絡線 a f で示すように時間の経過とともに低下する。 従って、 照射の初期と末期とでは発光量が異なってしまう。 その結果、 一定の加 熱値を連続して肌に与えることができず、 照射の末期において加熱値が低すぎて 、 美容効果が低減してしまう。
【0 0 6 '2】' そこで、 本実施形態に係る美容機器 1 0では、 電流制御部 5 6に より、 一回の照射期間 （マルチパルス発光期間） 内における照射の末期までは放 電ランプ 1 8に通電される電流を定電流制御し、 照射の末期において定電流制御 における電流よりも低いキャパシタ電圧に応じた電流で放電ランプ 1 8に通電す るように制御する。 これにより、 一回の照射期間内においてそれぞれのパルスが ほぼ一定の加熱値を連続して肌に与える。
【0 0 6 3】 すなわち、 図 3に示すように、 時刻 T Oから T 2までの一回の照 射期間内において、 時刻 T Oから T 1までは放電ランプ 1 8に通電される電流を 定電流制御する。 これにより、 時刻 T 0においてキャパシタ電圧は点 aにあるが 、 ランプ電圧は点 bに制御される。 なお、 a b間の電圧は、 ランプに直列に入つ たときに電流制御素子 3 4に加わる電圧であり、 この電圧と流入電流と流入時間 との積が電流制御素子 3 4の負荷となる。
【0 0 6 4】 時間の経過とともにキャパシタ電圧は低下し、 時刻 T 1において キャパシタ電圧は点 cにあり、 ランプ電圧もほぼ点 cにある。 これにより、 時刻 T 1においては電流制御素子 3 4のコレクターェミッタ間の電圧が微小電圧にな り、 素子 3 4の機能は飽和して、 スィッチ素子と同等に機能するようになる。 そ して、 時刻 T 1から T 2までの照射の末期において、 定電流制御における電流よ りも低いキャパシタ電圧に応じた電流で放電ランプ 1 8に通電する。 これにより 、 ランプ電圧はキャパシタ電圧に応じてほぼ包絡線 c dに示すように低下する。
【0 0 6 5】 なお、 点 b、 点 c、 点 dは電圧として説明したが、 ランプ電圧が 大きくなると電流も大きくなるため、 これらを電流と読み替えてもほぼ差し支え ない。 また、 点 d及び点 ίで示すように、 一回の照射期間は同じなのに点 ίの方 が電圧低下が大きいのは、 包絡線 a f で示される通電の方が、 包絡線 b cで示さ れる制御よりも照射の初期における通電電流が大きいため、 一回の照射期間内に おける放電量が包絡線 a f で示される通電の方が大きくなるためである。
【0 0 6 6】 ここで、 点 a、 点 b、 点 cで囲まれた範囲は、 電流制御素子 3 4 にかかる負荷量を示している。 この負荷量は、 時刻 T 0から T 1の間の各パルス について、 a cエンベロープ値から点 bの電圧を引いた値に、 点 bの電圧に相当 する電流値と、 それぞれのパルス通電時間を積算することで求められる。 この電 流制御素子 3 4に加えられた負荷量が素子の最大定格 （許容できる負荷量 （例え ば、 最大コレクタ損失）） よりも大きいと、 電流制御素子 3 4は破壤される。
【0 0 6 7】 一回の照射期間内の全てにおいて、 完全に一定の加熱値を連続し て肌に与える観点からは、 図 3の包絡線 p mで示されるように、 時刻 T Oでのキ ャパシタ電圧を高めに設定し、 一回の照射期間内の全てを定電流制御するのが好 ましい。 しカゝじながら、 このように制御すると電流制御素子 3 4にか る負荷量 が増大し、 電流制御素子 3 4は破壊されるおそれが高くなる。
【0 0 6 8】 このとき、 発明者は次のことを見出した。 すなわち、 美容に適す る加熱値は、 短いパルス幅のパルスをマルチパルスとして、 一回の照射期間内に おいて各パルスが同一の発光量で発光することが好ましい。 し力 し、 実用上は最 後まで完全に同一の発光量である必要はなく、 照射の末期において発光量が多少 低下しても、 美容効果に差し支えない。
【0 0 6 9】 そこで、 本実施形態に係る美容機器 1 0では、 照射の末期におい て定電流制御における電流よりも低いキャパシタ電圧に応じた電流で放電ランプ 1 8に通電するように制御することで、 時刻 T 0でのキャパシタ電圧を下げるこ とができ、 電流制御素子 3 4に加えられる負荷量が低減され、 電流制御素子 3 4 が破壌されるおそれを低減しつつ、 美容に適した発光量を得ることができる。 【0 0 7 0】 なお、 点 cが点 bに近ければ点 aの電圧を下げることができ、 点 a、 点 b、 点 cで囲まれる面積が小さくなつて、 電流制御素子 3 4にかかる負荷 量が低下する。 し力 し、 点 cが点 bに近ければ定電流制御の時間が短くなり、 肌 に照射される全発光量が小さくなる。 よって、 点 cは電流制御素子 3 4にかかる 負荷量と施術に必要な発光量とのバランスに鑑みて決定され、 日寺刻 T 1が定まる 。 本実施形態において、 時間 （T 2— T 1 ) の一回の照射期間 （T 2— T O ) に 対する比率は、 0 . 4以下となるように定められ 。 このようにして定められた 時刻 T 1から T 2までの期間が、 「照射の末期」である。照射の末期がこれくらい の期間であれば、 発光量が低下しても全体として美容効果に実質的な影響はない 。 なお、 典型的には一回の照射期間は 4ミリ秒〜 8 0ミリ秒程度であり、 一回の 照射期間を 6 0ミリ秒とすると、 照射の末期は 2 4ミリ秒以下になる。
【0 0 7 1】 ここで、 一回の照射期間 （T 2— T O ) が短い場合は、 図 3に示 す a b cの面積が小さくなり、 電流制御素子 3 4への負荷が軽くなるため、 照射 の末期 （T 2—T 1 ) の比率を小さくとっても差し支えない。 一方、 一回の照射 期間 （T 2— T O ) が長い場合は、 図 3に示す a b cの面積が大きくなり、 電流 制御素子 3 4への負荷が重くなるため、 照射の末期 （T 2— T 1 ) の比率を大き くする必要がある。 従って、 一般に一回の照射期間が短い場合は照射の末期の比 率を小さくとり、 一方、 一回の照射期間が長い場合は照射の末期の比率を大きく とるように、 時刻 T 1が設定される。 このようにすれば、 施術において高い効果 を得ながら電流制御素子 3 4への負荷を低く抑えるのに有効である。
【0 0 7 2】 なお、 施術において一回の照射期間 （T 2— T 0 ) が長い場合は マルチパルスの各パルスの発光量が終期近くで多少低減しても、 実用上差し支え ない。 逆に、 一回の照射期間 （T 2— T O ) が短い場合は、 マルチパルスのパル ス数も小さくなることから、 各パルスの発光量が敏感に施術効果に影響してくる 。 この場合、 各パルスの発光量が全て同水準にあるとき、 最も施術効果が高い。
【0 0 7 3】 次に、 本実施形態に係る美容機器 1 0の具体的な動作について説 明する。
【0 0 7 4】 まず、 美容機器 1 0の電源を入れる。 すると、 トリガートランス 3 8の卷き線一次側にトリガー発振器 4 0からパルス電流が加わり、 二次側に高 圧パルスが発生する。 トリガートランス 3 8は、 発生した約 1 2 k V〜2 0 k V のパルス電圧を放電ランプ 1 8に印加する。 これにより、 放電ランプ 1 8が励起 される。
【0 0 7 5】 ·既に立ち上がつている微小電流供給電源部 4 2は、 高い内部ィン ピーダンスを有している。 放電ランプ 1 8が励起していないとき、 この電¾¾部は 高電圧を出力し、 放電ランプ 1 8の励起のためランプ内にストリーマーが生じた 後の放電を補助する。 励起直後の放電が生じると、 放電ランプ 1 8内部のランプ ィンピーダンスは低下する。 微小電流供給電源部 4 2は高い内部ィンピーダンス のため、 負荷であるランプのインピーダンスの低下に伴い出力電圧が低下し、 放 電ランプ 1 8が微弱発光を継続する程度で放電を継続する出力を供給する。
【0 0 7 6】 このようにして、 放電ランプ 1 8は微弱発光で放電を継続してい るため、 放電ランプ 1 8に印加される電圧が高くなれば大電流が流れ、 大発光す る。 このとき、 既に放電が継続しているため、 新たに高圧のトリガーパルスを印 加して放電ランプ 1 8を再励起する必要がない。 なお、 放電ランプ 1 8に微弱電 流が継続して流れる状態になると、 トリガー発振器 4 0は発振を停止する。
【0 0 7 7】 次に、 図 1の表示装置 2 4を通し、 光出力設定入力部 5 8に美容 に適した光加熱値を得るための、 肌に適合した所望の発光量関連値を設定入力す る。 前述したように、 表示装置 2 4は液晶を用いたタツチパネル式の表示装置で ある。 表示部には、 例えばそれぞれの機能に対応するウィンドウが設けられてお り、 このウィンドウにタツチすることによって、 機能の選択や動作状態の設定が 入力される。 【0 0 7 8】 例えば、 美容の内容に関する項目として、 肌のしみ、 しわ、 たる みや脱毛等の美容内容に関しての設定入力があり、 これに対するウィンドウを選 択して入力する。 この美容目的に対しては、 例えば異なるパルス波形が設定され る。
【0 0 7 9】 更に、 例えば各人の肌の色は異なっているため、 肌の光反射値は 各人で異なる。 従って、 有効な加熱値を得るためには、 光反射値を考慮に入れて 発光量を定める必要がある。 これに対して、 発光量関連値として一般的な肌色の 方を基準値として 0値を定め、 これに対して肌が白くて光反射値が大きい方を対 象に + 5、 逆に肌の光反射値が小さい方を対象に一 5の数値が用意される。 これ を一 5から + 5まで 1数値づっ段階的に数値変更することで、 放電ランプ 1 8の 電流値が設定変更される。 この例においては、 + 5が電流量の最大値に対応し、 一 5が電流量の最小値に対応する。 なお、 この数値表示については、 他の関連の 数値でもよく、 例えば J Z c m 2単位の数値で表しても良い。
【0 0 8 0】 また、 例えば毛の色、 毛の濃さに対しての設定値も入力の対象と し、 設定ウィンドウが用意されている。 このとき、 直接的に毛の色、 濃さと表現 する必要はなく、 他の関連する数値、 又は表現で表されていてもよい。 例えば、 発光量関連値として一般的な毛の濃さの方を基準にして 0値をとり、 毛の薄い方. を対象に + 5、 逆に毛の濃い方を対象に一 5の数値が用意される。 これを一 5か ら + 5まで 1数値づっ段階的に数値変更することで、 放電ランプ 1 8の注入する パルス数が設定変更される。 この例においては、 + 5がパルス数が最も多く、 一 5がパルス数が最も少ない。
【0 0 8 1】 これら入力された設定値を表示装置 2 4にウィンドウとして残す と共に、 設定値を設定入力処理部 6 0に入力する。 これらの設定値の入力により 、 放電ランプ 1 8からの発光量が設定される。
【0 0 8 2】 上記した表示装置 2 4としては、 これらの目的に用意されている プログラマブルコントローラの表示ターミナル等が好適である。 また、 例えばタ ツチパネルを有さない表示装置の場合は、 キーボードを介して入力するパーソナ ルコンピュータを応用しても、 同様の設定をすることができる。
【0 0 8 3】 設定入力処理部 6 0は、 光出力設定入力部 5 8からの設定値をデ ジタル信号で受け取り、 記憶素子に記憶されている条件に合わせて、 所望の発光 量を定めるパラメータを出力する。 表示装置 2 4からの美容目的の設定入力に対 しては、 設定関連値に対して記憶素子部が起動し、 対応するパルスの形状、 パル ス間隔を定める関連デジタル信号が形成される。 発光量関連値として入力された 光反射率に対応する段階的な数値レベルに対応して、 放電ランプ 1 8に流す電流 値が変化する。 放電ランプ 1 8からの発光量は、 パルス波形、 'パルス数、—パルス 幅、 パルス電流量によって異なり、 更に肌に対する加熱効果は、 同じ加熱値でも 瞬間的に照射した場合と、 発光量を下げて長時間かけて照射した場合とでは、 肌 に対する作用効果が異なってくる。
【0 0 8 4】 従って、 美容目的、 肌の反射量、 毛の濃淡などのパラメータによ つて、 放電ランプ 1 8に注入する電流量、 パルス波形、 パルス数、 パルス幅、 パ ルス間隔の変更を必要とするため、 設定補正第 1記憶部 6 2は設定入力のパラメ ータを受けると、 予め記憶素子に記憶されているプログラム条件に従って、 電流 量、 パルス波形、 パルス数、 パルス幅、 パルス間隔が相互に関連した値をもって 所望の発光量となるように機能する。 例えば、 同じ発光量を得る場合でも、 パル ス数が増えれば電流量が少なくなり、 パルス数が小されば電流量が增大する。 同 じ発光量を得る場合でも、 パルス間隔が異なると美容に関する作用効果が異なる 。 美容に関する作用効果はこれら各因子によって異なるため、 設定補正第 1記憶 部 6 2は、 美容目的に対応した最適な上記各因子を記憶素子を通して定めた信号 をデジタル信号として出力する。
【0 0 8 5】 これらの記憶素子及び制御装置としては、 これらの目的に用意さ れているプログラムコントローラをソフ ト制御するのが好適である。 また、 この 目的のために C P Uを含めてロジック回路を形成し使用してもよい。 また、 この 記憶及ぴ制御に係る系統をパーソナルコンピュータをソフト制御して使用しても よい。
【0 0 8 6】 設定補正第 1記憶部 6 2は、 設定入力処理部 6 0から受け取った 上記パラメータに基づいて、 キャパシタ 2 8に印加する充電電圧を決定し、 第 1 電圧設定器 6 4を駆動するデジタル信号を出力する。 キャパシタ 2 8に印加する 充電電圧の決定は、 設定補正第 1記憶部 6 2の記憶素子に予め記憶されている上 記パラメータと充電電圧との関係を参照して行われる。 これにより、 図 3に示す ように、 電流制御部 5 6による電流 （電圧） の制御が点 b、 点 c、 点 dで説明し た動きになるように、 点 aに対応するキャパシタ 2 '8の充電電圧が決定される。 【0 0 8 7】 ランプ電流が大きいときには、 放電ランプ 1 8に印加する電圧が 高く b点の電圧値が高くなるため、 点 aに対応するキャパシタ 2 8の充電電圧は 高めに決定される。 逆に、 ランプ電流が小さいときには、 放電ランプ 1 8に印加 する電圧が低く b点の電圧値が低くなるため、 点 a 対応するキャパシタ 2 8の 充電電圧は低めに決定される。 このようにして、 電流制御部 5 6による電流 （電 圧） の制御が点 b、 点 c、 点 dで説明した動きになるように、 点 aに対応するキ ャパシタ 2 8の充電電圧が決定される。
【0 0 8 8】 第 1電圧設定器 6 4は、 設定補正第 1記憶部 6 2において決定さ れた充電電圧を得るための基準となる設定基準値をデジタル信号で生成し、 これ をアナ口グ変換してホールドする。 そして、 電圧制御誤差比較増幅器 3 2に変換 されたアナログ信号を出力する。 第 1電圧検出器 6 6は、 キャパシタ 2 8に印加 されているキャパシタ電圧を検出し、 電圧制御誤差比較増幅器 3 2に出力する。 そして、 電圧制御誤差比較増幅器 3 2は、 キャパシタ電圧が設定基準値になるよ うに、 電源部 3 0を制御する。 これにより、 電源部 3 0は電流制御部 5 6による 電流の制御が、 点 b、 点 c、 点 dで説明した動きになるような適正な充電電圧で 、 キャパシタ 2 8を充電する。
【0 0 8 9】 一方、 パルス設定器 6 8は、 設定補正第 1記憶部 6 2からの信号 に基づいて、 パルス波形、 パルス幅、 パルス間隔、 及びパルス発光時間 （一回の 照射期間） を定める。 パルス生成部 5 0は、 パルス設定器 6 8からの信号に基づ いて、 所望のパルス群を生成する。
【0 0 9 0】 電流設定器 4 6は、 設定捕正第 1記憶部 6 2からのデジタル信号 に基づいて、 放電ランプ 1 8に通電する定電流の設定 をデジタル信号で生成し 、 これをアナログ変換してホールドする。 そして、 変換されたアナログ信号を電 流制御誤差増幅器 4 4に出力する。
【0 0 9 1】 キャパシタ 2 8の充電が完了した後、 操作ハンドル 1 6を把持し て発光部 1 2を移動させ、 施術を行う部位にライトガイド 2 0の出射面 2 0 aを 当接させる。 ここで、 ライトガイド 2 0から出射される光により肌を適度に加熱 するためには、 ライトガイド 2 0の出射面 2 0 aの光強度密度分布にむらが少な く、 肌の面と出射面 2 0 aとの間は均一に近接し傾斜が小さいことが望ましい。 そこで、 実際の使用に当たっては、 施術部位に透明なクリームを塗布し、 その上 にライトガイド 2 0を押し当てる。 これにより、 ライトガイド 2 0が滑らかに肌 の面に当接し、 施術部位に照射される光密度の不均一性が解消される。
【0 0 9 2】 操作ハンドル 1 6のボタン 2 2を押して、 発光指示部 7 0力 らの 発光指示がパルス生成部 5 0に入力されると、 パルス生成部 5 0'は生成したパル ス群を負帰還電流制御調整部 4 8に出力する。
【0 0 9 3】 電流検出部 3 6は、 放電ランプ 1 8に通電される電流値を検出し 、 電流制御誤差増幅器 4 4に出力する。 電流制御誤差増幅器 4 4は、 電流検出部
3 6において検出された電流値を、 電流設定器 4 6でセットされた通電電流の設 定値と比較し、 その差分を増幅して出力する。
【0 0 9 4】 負帰還電流制御調整部 4 8は、 パルス生成部 5 0から出力される パルス群を取り込み、 通電電流をパルス電流化するように電流制御素子 3 4を制 御する。 このとき、 負帰還電流制御調整部 4 8は、 電流制御誤差増幅器 4 4から の出力を受け取り、 放電ランプ 1 8に流れるパルス電流の電流値が電流設定器 4 6で設定された設定値となるように、 所望のゲート電圧で電流制御素子 3 4を制 御する。
【0 0 9 5】 これにより、 キャパシタ 2 8から放電されて電流制御素子 3 4に 至り、 所望の電流値に設定されたパルス電流が放電ランプ 1 8に供給され、 放電 ランプ 1 8がパルス発光する。 そして、 操作ハンドル 1 6を介してライトガイド 2 0の出射面 2 0 aが当てられた肌の施術部位に対し、 短いパルス幅のパルス光 が間隔をおいて操り返し照射される。 このように短いパルス幅のパルス光を照射 すれば、 施術部位の周辺への熱の拡散が低減され、 施術部位の加温を効果的に行 うことができる。'すなわち、 光をパルス化することなく連続照射すると、 '照射さ れた瞬間、 施術部位は局所加熱されるものの、 時間の経過とともに加熱部位の熱 が周辺に拡散し、 施術部位の温度が低下する。 美容のためには施術部位のみを加 温したいのであるが、 このように周辺に熱が拡散すると、 加温の効果が低減して しまう。 これに対し、 本実施形態に係る美容機器 1 0のように、 非常に短いパル ス光を繰り返し連続して照射することで、 美容に適する加温効果を効果的に得る ことができる。
【0 0 9 6】 一例として、 2ミリ秒照射で 2ミリ秒間隔をおいたパルスを、 6 〜1 5パルス程度照射することで、 美容に効果的な加温が行われる。 なお、 美容 のための施術として脱毛を施すときは、 上記した条件の下、 1 2 - 3 0 J / c m 2程度の発光量を肌に照射すると好ましい。 一方、 肌のしみ、 そばかす、 しわを 除去するときは、 1 0〜2 5 J Z c m 2程度の発光量を肌に照射すると好ましい
【0 0 9 7】 ここで、 光は、 肌に対し表面層より下の深部にまで減衰しながら 到達する。 従って、 肌に照射された光は、 肌の表面層ばかりでなく、 その下の深 部にも作用し、 肌の美容効果が達せられる。
【0 0 9 8】 このように瞬時の大発光であって比較的大きな面積を加熱する必 要があるため、 放電ランプ 1 8に投入される電気量は大容量で電流も大きい。 一 例として、 上記した発光量関連値が一般的な肌色の方を基準とした 0値の場合、 放電ランプ 1 8には 3 0 O A程度の電流が投入される。
【0 0 9 9】 今、 放電ランプ 1 8が発光する発光量は、 放電ランプ 1 8に流れ る電流、 電圧、 及び発光時間により定まる。 ランプ電流は、 放電ランプ 1 8に加 わる電圧によって変化し、 ランプ電圧が大きいほどランプ電流も大きくなる。
【0 1 0 0】 キャパシタ 2 8からの放電に伴い、 図 3に示すように、 キャパシ タ電圧は低下する。 これに伴い、 放電電流も低下する。 時刻 T Oから T 1におい て、 電流設定器 4 6で定められた電流値で放電ランプ 1 8を発光させるとき、 放 -電ランプ 1 8にはこの電流値に応じた電圧が印加される。- 【0 1 0 1】 キャパシタ電圧が電流制御素子 3 4のコレクターェミッタ間飽和 電圧にランプ電圧を加えた電圧よりも大きいとき、 電流制御素子 3 4はリエアな 作動状態にあり、 電流制御素子 3 4は設定電流以上の電流が流れないように電流 を制御する。 これにより、 照射の末期まで （時刻 T 0から T 1まで） は放電ラン プ 1 8への通電電流は定電流制御され、 同等の発光量のパルス光が施術部位に繰 り返し照射される。
【0 1 0 2】 時刻 T 1において、 電流制御素子 3 4は飽和し、 コレクターエミ ッタ間電圧が飽和した状態にある。 このときのキャパシタ電圧は、 ランプ電圧と 、 コレクターェミッタ間電圧とを加算した値となる。 コレクターェミッタ間電圧 は、 素子によって異なるものの 2 V程度である。
【0 1 0 3】 キャパシタ 2 8からの放電が更に継続されると、 キャパシタ電圧 は更に低下する。 しカゝし、 時刻 T 1において電流制御素子 3 4は既に飽和してい るため、 電流設定器 4 6からの信号が電流制御誤差比較増幅器 4 4に出力されて も、 負帰還制御系はリニア作動せず、 電流制御素子 3 4が単なるスィッチ ONの 状態と同等になり、 キャパシタ 2 8からの電流を放電ランプ 1 8にそのまま通電 する。 このように、 照射の末期 （時刻 T 1から T 2 ) においては、 電流制御素子 3 4は、 定電流制御における電流よりも低いキャパシタ電圧に応じた電流で放電 ランプ 1 8に通電する。 その結果、 図 3に示すように、 放電ランプ 1 8に印加さ れる電圧も低下し、 発光量が低下する。 しかしながら、 前述のとおり、 照射の末 期において発光量が多少低下しても、 美容効果には実質的に差し支えない。 【0 1 0 4】 なお、 上記した一回の照射期間において電流制御素子 3 4にかか る負荷量は、 図 3に示すように、 点 a、 点 b、 点 cで囲まれた範囲の面積で表さ れる。 この負荷量は、 図 3において包絡線 p mで示すように、 一回の照射期間内 を全て定電流制御するときの負荷量よりも充分に低減されており、 これにより電 流制御素子 3 4が破壌されるおそれが低減されている。
【0 1 0 5】 このように本実施形態に係る美容機器 1 0では、 電流制御部 5' 6 は、 一回の照射期間内における照射の末期までは放電ランプ 1 8に通電される電 流を定電流制御し、 照射の末期において定電流制御における電流よりも低いキヤ パシタ電圧に応じた電流で放電ランプ 1 8に通電するため、 電流制御部 5 6の電 流制御素子 3 4にかかる負荷を低減しつつ、 美容に適した強度のパルス光を連続 して照射することが可能となる。 その結果、 理想的な美容効果を得ることが可能 となる。 '
【0 1 0 6】 また、 このように電流制御素子 3 4にかかる負荷を低減すること ができるため、 許容できる負荷量が小さく安価な素子を使用することができ、 コ ス トの低減を図ることが可能となる。 更に、 電流制御素子 3 4が出す発熱量を低 減されるため、 冷却のための装置を小型化することで、 美容機器 1 0自体の小型 化を図ることが可能となる。
【0 1 0 7】 なお、 電源部 3 0はキャパシタ 2 8の大電流の瞬時放電に対し低 電流で時間をかけて充電すること力、ら、 キャパシタ 2 8に対しては電¾1内部ィン ピーダンスが高い。 従って、 電¾¾部 3 0は、 一回の照射期間内にランプ電圧と電 流が低下するのを捕うのに十分なパワーを供給することができない。 よって、 照 射の終了後、 電流制御部 5 6が通電を OPTにし、 放電ランプ 1 8への通電が停止 されると、 現在設定されている充電電圧になるまで、 電源部 3 0はキャパシタ 2 8を充電する。
【0 1 0 8】 さて、 施術中に発光量の変更の必要が生じ、 光出力設定入力部 5 8を通して新しい設定値を入力すると、 設定入力処理部 6 0によって新しい設定 値が生成され、 これに対応した充電電圧でキャパシタ 2 8を充電しょうとする。 この新しい発光量の設定値は、 美容目的、 肌の反射量、 毛の濃淡などのパラメ一 タを変えることで、 放電ランプ 1 8に注入する電流量、 パルス波形、 パルス数、 パルス幅、 パルス間隔が変わる。 この新しいパラメータの相互の関連に従って、 設定入力処理部 6 0、 設定捕正第 1記憶部 6 2、 第 1電圧設定器 6 4が新しい設 定電圧値を定める。
【0 1 0 9】 この再入力による新しい設定値が、 既に充電されているキャパシ タ 2 8のキャパシタ電圧よりも遥かに下回る設定電圧値に定められるとき、 放電 ランプ 1 8をそのまま発光させると、 電流制御素子 3 4の最大定格の許容できる 負荷量を超える条件のもとでは素子が破壌されるおそれがある。 よって、 この場 合は、 キャパシタ電圧を予め低下させる必要がある。 これについて、 図 4を参照 して説明する。
【0 1 1 0】 図 4において、 包絡線 g kは求める制御 b c dに対し、 電流制御 素子 3 4力許容し得る瞬時許容コレクタ損失 （後述する） の電圧範囲である。 従 つて、 再設定後の既に充電されている電圧が点 gの電圧以上であれば、 点 gの電 圧値を降下させる必要がある。 なお、 既に充電されている電圧が点 g以下であれ ば、 電圧をわざわざ降下させる必要はない。
【0 1 1 1】 設定補正第 2記憶部 7 2は、 この点 gに対応する電圧値を演算し デジタル信号として出力する。 点 gの電圧値は、 設定捕正第 1記憶部 6 2におい て所望の発光量に基づいて充電電圧 aが定まったことを受け、 更にパルス波形、 パルス数、 パルス幅、 パルス間隔が定まり時刻 T 1 (図 3参照） が定まったこと を受けて、 g , b， c , d , kに跨る負荷容量が、 設定補正第 2記憶部 7 2に記 憶されている電流制御素子 3 2の許容できる負荷量以下になるよう演算して、 g の電圧値を得る。 更には、 許容できる負荷量の大きい電流制御素子 3 4を使用し 、 制御に十分余裕がある場合は aにある設定済みの固定電圧値を加算しても良い 。 このように点 gの電圧値を定めてから、 第 2電圧設定器 7 4に設定値をデジタ ル信号で出力する。
【0 1 1 2】 第 2電圧設定器 7 4はこれに従い、 点 gに対応する比較制御のた めの基準電圧をデジタル信号で生成し、 これをアナログ変換してホールドする。 そして、 変換されたアナログ信号を電圧誤差比較増幅器 7 8に出力する。
【0 1 1 3】 第 2電圧検出器 （キャパシタ電圧検知手段） 7 6は、 キャパシタ 電圧を広域ノイズフィルタして検出する。 広域ノイズフィルタは、'装置内で生じ る各種のノィズで第 2電圧検出器 7 6、 電圧誤差比較増幅器 7 8、 出力制御スィ ツチ 8 0、 負荷抵抗器 8 2、 及ぴ第 2電圧設定器 7 4で構成される系が過剰に作 動することを防止している。 このように広域ノイズフィルタを加えることで、 こ の系に多少の遅れ時間が生じるが、 この系の作動には影響しない。
【0 1 1 4】 電圧誤差比較増幅器 7 8は、 キャパシタ電圧と点 gに対応する参 照電圧とを比較する。 キャパシタ電圧が参照電圧以上であるときは、 出力制御ス イッチ 8 0を作動させ、 キャパシタ 2 8に負荷抵抗器 8 2を接続して、 キャパシ タ 2 8を放電させ、 キヤパシタ電圧を点 gの最大キヤパシタ設定電圧よりも低下 させる。 本実施形態では、 発光量の再入力により決定された点 aの充電電圧まで キャパシタ電圧を下げている。 点 gの最大キャパシタ設定電圧よりもキャパシタ 電圧が低下すると、 出力制御スィツチ 8 0を作動停止させ、 キャパシタ 2 8と負 荷抵抗器 8 2との接続を解除する。
【0 1 1 5】 出力制御スィツチ 8 0は、 電圧誤差比較増幅器 7 8の信号を受け 、 キャパシタ 2 8の放電を行う。 直流を放電するので、 スィッチの種類は半導体 リレーが優れている。 更に、 キャパシタ 2 8が負荷抵抗器 8 2を通じて放電して いる間は、 放電ランプ 1 8が発光しないように制御する信号を発光指示部 7 0に 出力する。 この結果、 発光指示部 7 0に接続された操作ハンドル 1 6のポタン 2 2が押されても、 放電ランプ 1 8は発光しない。 点 gよりも充電電圧が低下する と、 発光を停止するための制御信号は解除され、 操作ハンドル 1 6のポタン 2 2 が押されると発光するようになる。
【0 1 1 6】 なお、 キャパシタ電圧が点 gと点 aとの間にあるとき、 通常は 1 回の発光があると放電によりキャパシタ電圧は点 a以下に下がることが多く、 2 回目以降の発光は点 aにまで充電する通常の動作に入る。
【0 1 1 7】 このように、 本実施形態に係る美容機器 1 0では、 光出力設定入 力部 5 8に入力された発光量に基づいてキャパシタ 2 8に印加する最大キャパシ タ設定電圧を決定し、 この最大キャパシタ設定電圧よりもキャパシタ電圧が大き ければ、 キャパシタ電圧を最大キャパシタ設定電圧よりも低下させているため、 電流制御素子 3 4にかかる負荷を低減して、 素子の破損を未然に防止することが 可能となる。 これらの記憶素子及ぴ制御装置としては、 これらの目的に用意され るプログラマブルコントローラをソフト制御するのが好適である。 またこの目的 のために、 C P Uを含めてロジック回路を形成し使用してもよい。
【0 1 1 8】 ここで、 上記した電流制御素子 3 4の最大定格である許容できる 負荷量を考慮した、 電流制御素子 3 4の選択手法について説明する。
【0 1 1 9】 図 4において包絡線 g kは、 求める制御 b e dに対し、 電流制御 素子 3 4が許容し得る最大負荷の電圧範囲である。 キャパシタ電圧が包絡線 g k のように変化するとき、 電流制御素子 3 4は b c hに示すように、 時刻 T 0から T 2の一回の照射期間において常に定電流制御を行う。
【0 1 2 0】 この場合の電流制御素子 3 4が負担する負荷容量は、 各パルスに ついて g kエンベロープ値から点 bの電圧を引いた電圧に、 点 bに応じた電流値 とそれぞれのパルス通電時間を積算して求めることができる。
【0 1 2 1】 ここで、 パルス発光においては発光が瞬時に行われるため、 電流 制御素子 3 4に通電する時間は極めて短い。 一般に公表されている最大定格最大 コレクタ損失は連続的に電流を流し続けた場合の最大コレクタ損失を表している ため、 瞬時通電の場合の瞬時コレクタ損失とは異なる。 この瞬時コレクタ損失は 、 使用するケースごとに異なるため、 素子の実使用回路による実験から求め、 破 壌に至る許容値を実験上からおおよその値として得た。 その結果、 サンプルの I G B Tについては、 公表されている最大コレクタ損失に対し、 約 1 0倍の瞬時負 荷を許容できる負荷量としても差し支えないことを確認した。 従って、 本実施形 態に係る美容機器 1 0では、 公表されている最大コレクタ損失が、 電流制御素子 3 4に作用しうる最大負荷容量の 1ノ 1 0程度の素子を使用することができ、 コ ストの低減を図ることが可能となる。 また、 電流制御素子 3 4を 2個並列にした ときの実用上の許容できる負荷量は、 1個の場合と比べておよそ 2倍になること も確認している。 従って、 電流制御素子 3 4を複数並列で使用してもよい。
【0 1 2 2】 さて、 放電ランプ 1 8が何らかの理由で破損したときや、 出力負 荷系統がショートしたなど、 異常時においては、 機器を破壊から守る必要がある 。 本実施形態に係る美容機器 1 0は、 このような異常時に機器が破壊するおそれ を、 以下の構成により低減している。
【0 1 2 3】 微小電流供給電源部 4 2からの微小電流が放電ランプ 1 8に供給 されているとき、 放電ランプ 1 8には瞬時発光のときよりも低い電圧が加えられ ている。 このときの電圧は、 例えば図 3を参照して、 点 bの電圧の 1 / 4程度で る。
【0 1 2 4】 放電ランプ 1 8が破損すると、 場合により接続する電線がショー トすることがある。 また何らかの理由により、 放電負荷系統がショートすること もある。 この場合は、 放電ランプ 1 8に印加されるランプ電圧は異常に低下する ため、 この電圧の異常低下を検出すれば、 放電負荷系統のショート現象の有無を 知ることができる。
【0 1 2 5】 電圧比較検出器 8 6には、 トリガートランス 3 8を通してランプ 電圧が入力される。 また、 電圧比較検出器 8 6には、 基準電圧生成部 8 4からの 基準電圧が入力される。 そして、 ランプ電圧と基準電圧とが比較され、 ランプ電 圧が基準電圧以上のときは、 電圧比較検出器 8 6は正常と判定して何ら信号を出 力することはない。 一方、 ランプ電圧が基準電圧よりも低いときは、 電圧比較検 出器 8 6は異常と判定して、 異常検出増幅器 5 4に信号を出力する。
【0 1 2 6】 また、 電流制御素子 3 4が異常に大きい電流を流そうとしている とき、 電流検出部 3 6の内部に設けられた過大電流を判別する機能により （図示 せず)、過大電流を異常と判定し、異常検出増幅器 5 4に信号を出力する。本実施 形態では、 4 0 O A程度以上を異常と判定している。
【0 1 2 7】 そして、 電圧比較検出器 8 6からの異常信号と、 電流検出部 3 6 からの異常信号とは、 異常検出増幅器 5 4において論理和としてドライブ出力制 御スィッチ 5 2に出力され、 両者のどちらかに異常があっても、 電流制御素子 3 4が動作しないようにドライプ出力制御スイッチ 5 2を制御する。 これにより、 放電負荷系統がショートするなどの異常を生じているとき、 過大な電流が流れる ことを防止して機器の破損を防ぐことができる。
【0 1 2 8】 ところで、 放電ランプ 1 8には寿命があり、 使用に伴い徐々に電 流値や発光量が変化するため、 定期的な交換が必要である。 更に、 放電ランプ 1 8には製品ごとに放電特性にバラツキがあり、 定電流制御なしで同一の電圧を印 カロしたとき、 注入電流にバラツキが生じ発光量が異なつて、 加熱値に差が生じる ことがある。 従って、 同一の被施術者がランプ交換を挟んで施術を受けるとき、 前回用いた諸設定をそのまま使用することができず、 設定を変更する必要があり 面倒である。 .
【0 1 2 9】 そこで、 本実施形態に係る美容機器 1 0では、 放電ランプ 1 8に 流入する電流量と発光量とには強い相関があることに着目し、 発光量の管理を電 流量の制御にて管理を代行している。 定電流制御しないとき、 放電ランプ 1 8の 発光量はランプの製造のバラツキや使用中の変化に伴い発光量が異なり、 これに 伴って電流量も異なっている。 これに対し、 電流値の異なるランプであっても定 電流制御することによって、 設定した電流値に通電するようになる。 その結果、 放電ランプ 1 8のバラツキや使用中の変化に伴う発光量の違いは大幅に縮小され 、 同一の被施術者がランプ交換や再施術のィンターバルを含めて施術を受けると き、 前回用いた諸設定をそのまま使用することができ、 設定を変更する必要がな い。 従って、 施術の諸設定値は被施術者にとって固有の値として管理することが できるようになる。
【0 1 3 0】 放電ランプ 1 8のバラツキや使用変化に伴う放電特性の違いによ つて、 定電流制御の期間 （図 3の T 0〜T 1 ) に多少の差が生じるが、 これによ る一回の照射期間内での発光量の違いは微細であり、 実用上差し支えない範囲に 収まる。 これは、—放電ランプ 1 8に注入する電流値が定電流のもとに同一化され た結果、 放電ランプ 1 8ごとのパラツキの大きさが使用上圧縮され、 均一な放電 ランプを使用しているに近い効果を生み出しているためである。
【0 1 3 1】 このように制御することで、 定電流制御する時間内における発光 量を放電ランプ 1 8の放電特性にかかわらず均一にすることができ、 ランプ交換 による加熱値の差を低減することが可能になる。 その結果、 同一の被施術者がラ ンプ交換を挟んで施術を受けるときでも、 前回用いた諸設定をそのまま使用する ことができ、 設定を変更する必要がなくなる。 なお、 時刻 T 1から Τ 2までの照 射の末期の期間は、 放電ランプ 1 8のばらつき、 使用中の特性変化によって微細 な違いがあるが、 定電流制御の期間よりも十分に短いため、 このような制御を行 つても全体としての美容上の加熱効果は、 施術上実質的に変わらない。 更に定電 流制御する時間内の各パルスの発光量が同じであり、 照射の初期と末期との加熱 値はほぼ同じであるため、 1回の照射期間を通して美容に適した強度の光を安定 的に照射することができる。
【0 1 3 2】 以上の本発明の説明から、 本発明を様々に変形しうることは明ら かである。 そのような変形は、 本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認 めることはできず、 すべての当業者にとって自明である改良は、 以下の請求の範 囲に含まれるものである。 産業上の利用可能性
【0 1 3 3】 本発明によれば、 一回の照射期間内において美容に適した強度の 光を安定的に照射することが可能な美容機器が提供される。 その結果、 理想的な 美容効果を得ることが可能となる。

Claims

請求の範函
1 . 放電ランプ及び該放電ランプからの光をガイドするライトガイドを有す る発光部と、
前記放電ランプに通電する電流を供給するためのキャパシタと、
前記キヤパシタから前記放電ランプに通電される電流を制御する電流制御部と
、 を備え、
前記電流制御部は、 一回の照射期間内における照射の末期までは前記放電ラン プに通電される電流を定電流制御し、 照射の末期において前記定電流制御におけ る電流よりも低いキャパシタ電圧に応じた電流で該放電ランプに通電する、 美容 機器。
2 . ,前記放電ランプに通電する電流をパルス電流化するためのパルス生成部 を備え、
前記電流制御部は、 前記パルス生成部からのパルス群に基づいて、 前記キャパ シタからの電流をパルス電流化する、 請求項 1に記載の美容機器。
3 . 前記パルス生成部は、 各パルスのパルス幅が同一であるパルス群を生成 する、 請求項 2に記載の美容機器。
4 . 前記放電ランブからの発光量を設定する 32定手段と、
前記設定手段において設定された発光量に基づいて、 前記キャパシタの充電電 圧を決定する充電電圧決定手段と、
を備える、 請求項 1〜 3のいずれかに記載の美容機器。
5 . 前記設定手段において設定された発光量に基づいて、 前記キャパシタに 印加する前記充電電圧よりも高い最大キャパシタ設定電圧を決定する最大キャパ シタ設定電圧決定手段と、
前記キヤパシタに印加されているキャパシタ電圧を検知するキャパシタ電圧検 知手段と、
前記キャパシタ電圧検知手段により検知されたキャパシタ電圧が前記最大キヤ パシタ設定電圧を超えるとき、 該キャパシタ電圧を該最大キャパシタ設定電圧よ りも低下させる電圧低下手段と、
を備える、 請求項 4に記載の美容機器。
6 . 前記放電ランプに印加されるランプ電圧に基づいて、 該ランプ電圧の正 常及び異常を判定する判定手段を備え、
前記電流制御部は、 前記判定手段によりランプ電圧が異常と判定されたとき、 前記放電ランプへの通電を停止する、請求項 1〜 5のいずれかに記載の美容機器。
7 . 放電ランプに通電する電流を供給するためのキャパシタと、
前記キャパシタから前記放電ランプに通電される電流を制御する電流制御部と 、 を備え、
前記電流制御部は、 一回の照射期間内における照射の末期までは前記放電ラン プに通電される電流を定電流制御し、 照射の末期において前記定電流制御におけ る電流よりも低いキャパシタ電圧に応じた電流で該放電ランプに通電する、 美容 機器の制御装置。
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