Brevet FR2749793A1 — publié le 19971219

Description L'invention concerne un rasoir électrique comprenant un corps et une tête portant au moins une grille dans laquelle viennent s'engager des poils de la peau. Elle concerne également un capteur de position pour déterminer une position d'un premier corps par rapport à un second corps. Un rasoir électrique est un appareil suffisamment connu pour qu'il ne soit pas nécessaire de le décrire au delà de ce qui est nécessaire à l'invention. Les éléments principaux sont: la grille dans laquelle viennent se placer les poils à sectionner, des couteaux mobiles pour sectionner les poils et un moteur électrique pour actionner les couteaux mobiles. En appliquant la grille sur la peau, l'utilisateur du rasoir permet aux poils de passer à travers les ouvertures de la grille et de déboucher de l'autre côté de la grille. Le mouvement des couteaux le long de la surface de la grille permet de sectionner les poils au ras de la peau. Les couteaux peuvent être soumis à un mouvement de rotation ou à un mouvement de translation. La grille possède généralement une très faible épaisseur. Les ouvertures ont généralement la forme de fente. La qualité du rasage dépend de la proximité de la peau vis-àvis des couteaux au moment de la coupe des poils. De nombreux paramètres interviennent, certains propres au rasoir tels que l'épaisseur de la grille, les dimensions des ouvertures, l'orientation des ouvertures, et d'autres propres à l'utilisateur tels que la pression exercée sur le rasoir, l'inclinaison du rasoir par rapport à la peau, l'humidité et la souplesse de la peau, la courbure (concavité, convexité) de la surface présentée au rasage, la rapidité des mouvements, la friction entre la grille et la surface de la peau, les onguents ou additifs appliqués sur la peau, ainsi que des conditions environnantes telles que l'humidité et la température de l'air ambiant. Il est évident que du fait de la pression exercée par l'utilisateur, la peau a tendance à pénétrer dans les ouvertures de la grille, ce qui place la peau au contact direct des couteaux. Une irritation de la peau peut en résulter. Cette pénétration dépend de la souplesse de la peau et des dimensions des ouvertures. Une pénétration insuffisante de la peau dans les ouvertures de la grille de rasage laisse une barbe mal rasée, hirsute. Une pénétration excessive produit une abrasion de l'épiderme, une irritation désagréable de la peau pouvant entraîner des coupures ou des rougeurs. Il est donc utile de mesurer le degré de friction qui apparaît entre la peau et les grilles du rasoir, ceci à l'endroit même où est effectué le rasage car la souplesse de la peau n'est pas la même en tout point. Le problème de la mesure de la souplesse de la peau a déjà été étudié, en particulier dans le brevet FR 970 276 qui décrit un appareil de mesure de la souplesse de la peau. Cet appareil effectue les mesures indépendamment du rasage afin de déterminer les caractéristiques optimales que doit posséder la grille, à savoir son épaisseur, les dimensions de ses ouvertures. L'utilisateur peut ensuite choisir le type de grille adapté à son propre cas. L'appareil comporte un système optique formé de lentilles et de lampes d'éclairage. A partir de mesures de mise au point effectuées sur la partie de la peau faisant saillie à travers les ouvertures de la grille, on peut déterminer la souplesse de la peau en utilisant des tables d'étalonnage. Mais un tel appareil ne peut pas faire partie d'un rasoir compact tel qu'il existe désormais ni fournir des indications à l'utilisateur sur l'irritation de sa peau. Le problème posé est de prévenir l'irritation de la peau afin d'améliorer le confort de rasage. Un but principal de l'invention est de disposer d'un rasoir électrique qui permette un contrôle du degré de friction existant entre la grille du rasoir et la peau au cours du rasage. Un but particulier est d'agir automatiquement sur le fonctionnement du rasoir en fonction de ce degré de friction. Ce but est atteint avec un rasoir qui comporte un capteur de friction qui détermine un degré de friction entre la peau et la grille du rasoir. Le capteur est partagé entre la tête et le corps du rasoir pour mesurer des déplacements relatifs de la tête par rapport au corps du rasoir, la tête étant reliée au corps du rasoir par des moyens élastiques de fixation. Les moyens élastiques peuvent être trois ressorts supportant la tête de manière à autoriser un léger débattement entre la tête et le corps du rasoir, de l'ordre du millimètre, selon trois directions perpendiculaires X, Y, Z. Comme deux des axes, X et Y par exemple, sont indifférenciés en ce qui concerne la mesure de la friction, il suffit donc de déterminer la friction en coordonnées cylindriques, une coordonnée axiale Z et une coordonnée radiale R. La mesure de la friction se ramène à une mesure d'une raideur mécanique présentée par les moyens élastiques sous l'action desdits déplacements. En effectuant un étalonnage préalable, la mesure de la raideur se ramène elle aussi à des mesures de déplacement. De cette manière, le capteur détermine le degré de friction en combinant une mesure de déplacement axial et une mesure de déplacement radial de la tête vis-à-vis du corps du rasoir. L'invention concerne également un capteur de position pour déterminer une position d'un premier corps par rapport à un second corps caractérisé en ce que le capteur est partagé entre le premier corps et le second corps pour mesurer des déplacements relatifs de l'un des corps par rapport à l'autre, le capteur comportant une cible fixée sur le premier corps et des moyens électro-optiques fixés sur le second corps, la cible comportant une zone centrale entourée d'une zone périphérique, les zones ayant des propriétés différentes pour renvoyer la lumière, les moyens électro-optiques fournissant un faisceau lumineux incident en direction de la cible laquelle renvoie un faisceau lumineux retour qui est analysé par les moyens électro-optiques pour mesurer la position du premier corps par rapport au second corps d'après la lumière renvoyée par les zones. Ces différents aspects de l'invention et d'autres encore seront apparents et élucidés à partir des modes de réalisation décrits ci-après. L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures suivantes données à titre d'exemples non limitatifs qui représentent: Figure 1 : un schéma d'un rasoir selon l'invention. Figure 2 : un schéma de la tête et des moyens élastiques de fixation maintenant en souplesse la tête sur le corps du rasoir. Figure 3 : une vue de dessous de la tête munie d'une cible comportant une zone centrale entourée par une zone périphérique. Figure 4 : un schéma montrant la fibre optique placée en face de la cible. Figure 5 : un schéma des moyens électro-optiques selon l'invention. Figure 6 : deux courbes montrant les variations des signaux en provenance de chaque zone de la cible lorsque la fibre optique est face à la zone centrale de la cible. Figure 7 : deux courbes montrant les variations des signaux en provenance de chaque zone de la cible lorsque la fibre optique est face à la zone périphérique de la cible. Figure 8 : deux courbes montrant les variations des signaux en provenance de chaque zone de la cible lorsque la friction varie, conduisant à un déplacement du capteur par rapport à la cible. La figure 1 montre un rasoir ayant un corps 5 sur lequel est placée une tête 7 comportant trois grilles de rasage 13 munies chacune d'une multiplicité d'ouvertures en forme de fente. Lors du rasage, les poils viennent se placer dans les fentes sous la pression exercée par l'utilisateur. Des moyens électro-optiques 20 délivrent un faisceau lumineux qui transite à travers une fibre optique 21 pour venir frapper une cible 35. Celle-ci renvoie en retour un faisceau lumineux qui est transmis par la même fibre optique 21 pour être analysé dans les moyens électro-optiques 20. En fonction du résultat de la mesure, les moyens électro-optiques délivrent un signal de commande C0M qui peut être envoyé vers un actuateur 27 pour régler la profondeur de coupe du rasoir ou vers un avertisseur sonore ou visuel 28. Lors du rasage, la grille est appliquée sur la peau ce qui entraîne la friction qui s'exerce entre la peau et la grille. Pour mesurer cette friction, selon l'invention, on raccorde la tête du rasoir au corps du rasoir à l'aide de moyens élastiques autorisant un léger déplacement de la tête par rapport au corps. La mesure de la friction consiste alors à mesurer l'amplitude du déplacement provoqué par la friction. Pour permettre l'ouverture du rasoir pour effectuer son nettoyage, il convient d'utiliser un capteur de mesure de déplacement exigeant le moins possible de pièces délicates près des grilles de rasage. De plus, il faut réduire le plus possible le nombre de fils de connexion de manière à donner au capteur un encombrement réduit. La figure 2 montre une vue schématique en coupe des positions relatives de la tête 7 et du corps 5, la tête étant en appui sur la peau 10 de l'utilisateur. La tête 7 est raccordée au corps à l'aide de moyens élastiques, par exemple par trois ressorts 31. Deux ressorts sont apparents sur la figure 2. La tête comporte également la cible 35 en face de laquelle est disposée la fibre optique 21 par laquelle arrive le faisceau lumineux incident. La fibre optique 21 transmet également le faisceau lumineux retour réémis par la cible en réponse au faisceau lumineux incident. La figure 3 montre schématiquement une vue de dessous de la tête 7 sur laquelle est déposée la cible 35. La figure 4 montre plus en détail le principe de la mesure de la friction à partir de la mesure de la position de la fibre optique 21 par rapport à la cible 35. Selon l'invention, la cible 35 présente deux zones 35A et 35B ayant des propriétés différentes de réémission de la lumière. Préférentiellement selon l'invention, la zone 35A est une zone circulaire centrale revêtue d'une substance fluorescente et la zone 35B est une zone périphérique à la zone 35A. La zone 35B est une zone diffusante blanche pour disposer d'un coefficient de réflexion élevé. Au repos, la fibre optique 21 est centrée sur la zone centrale 35A et ne reçoit que la lumière réémise par cette zone 35A. On peut assimiler la friction de la tête de rasoir sur la peau à celle de deux objets plans. Cela revient à dire que les directions du plan commun sont indifférenciées. I1 est donc suffisant de considérer les déplacements, exprimés en coordonnées cylindriques, selon une direction perpendiculaire au plan commun (déplacement axial) et les déplacements dans le plan (déplacement radial). A l'apparition d'une friction due au rasage, l'axe de la fibre optique va être déporté du centre de la zone centrale faisant que la fibre optique va recevoir un flux lumineux en provenance des deux zones. D'une part, l'amplitude moyenne de ce flux lumineux sera en relation inverse avec la distance axiale Z séparant la cible de l'extrémité de la fibre optique. D'autre part, l'amplitude de ce flux lumineux sera dépendante du décentrage de la fibre optique par rapport à la zone circulaire centrale. La mesure du décentrage de la fibre optique va permettre de calculer le coefficient de friction KF en mesurant une force radiale FR et une force axiale Fz auxquelles est soumise la tête par rapport au corps du rasoir. Le coefficient de friction KF est égal au rapport de ces deux forces, soit: (1) KF = FR/ Fz. Lorsque la tête du rasoir subit un déplacement radial R, la force exercée correspondante est: (2) FR kR x R. De même, lorsque la tête de rasqir subit un déplacement axial Z, la force exercée correspondante est: (3) Fz = kz x Z, où kR est un coefficient radial de raideur et kz est un coefficient axial de raideur. En mesurant le déplacement axial et le déplacement radial de la fibre optique, il est possible de déterminer le coefficient de friction KF par: (4) KF = kR.R / kz.Z. Les coefficients kR et kz de la raideur des moyens élastiques de fixation sont fixés par construction et déterminés préalablement. Pour mesurer le coefficient de friction KF, il suffit de mesurer les déplacements R et Z et d'utiliser l'équation 4. La figure 5 représente plus en détail les moyens électrooptiques 20 permettant de réaliser l'invention. La fibre optique 21 transmet un faisceau lumineux incident 30a sur un trajet aller et un faisceau lumineux retour 30b sur un trajet retour. Les moyens électro-optiques comportent: - un émetteur de lumière, par exemple une diode électroluminescente 22 qui fournit le faisceau de lumière incident 30a à la fibre optique; - deux récepteurs de lumière, par exemple deux phototransistors 24a et 24b, pour détecter chacun une partie du faisceau lumineux 30b émis en retour par la cible; - un miroir 34 semi-transparent qui réfléchit le faisceau incident 30a et qui laisse passer le faisceau retour 30b; - des moyens électriques pour fournir les signaux d'excitation à la diode électroluminescente et pour mesurer les flux lumineux détectés par les phototransistors. Devant les phototransistors 24a et 24b, on place respectivement deux filtres colorés 31a et 31b adaptés pour isoler les rayonnements spécifiques respectivement à la zone fluorescente centrale et à la zone blanche périphérique. Ainsi le phototransistor 24a détecte l'amplitude du flux lumineux réémis par la zone centrale et le phototransistor 24b détecte l'amplitude du flux lumineux réémis par la zone périphérique. Pour faciliter les explications, considérons le cas non limitatif suivant: - la lumière d'excitation du faisceau incident 30a est une lumière bleue; - la substance fluorescente émet une lumière de couleur jaune lorsqu'elle est éclairée en lumière bleue. La lumière d'excitation est fournie par exemple par une diode électroluminescente de type Nichia NLPB 500 équipée d'une lentille pour concentrer le maximum de lumière sur l'entrée de la fibre optique 21. Le spectre lumineux de la diode est centré autour de 450 nm. I1 est filtré par un filtre 33 de manière à fournir un faisceau lumineux de lumière strictement limité en longueurs d'onde à la bande d'absorption de la substance fluorescente (lumière bleue dans le cas de l'exemple). Le phototransistor 24a est équipé d'un filtre sélectif jaune 31a pour n'être sensible qu'à la lumière de fluorescence jaune. Le phototransistor 24b est équipé d'un filtre sélectif bleu pour n'être sensible qu'au domaine du bleu du faisceau retour. Ainsi, lorsque la fibre optique est placée strictement en face de la zone blanche 35B, la lumière réfléchie atteignant le phototransistor 24b est bleue, c'est-à-dire de même couleur que la lumière d'excitation. Réciproquement, lorsque la fibre optique est placée strictement en face de la zone centrale 35A la lumière réémise atteignant le phototransistor 24a est la lumière jaune de fluorescence. Par conséquent, d'une part, le rapport entre le signal détecté par le phototransistor 24a, correspondant à la lumière jaune, et le signal détecté par le phototransistor 24b, correspondant à la lumière bleue, est en relation directe avec la distance radiale R, et d'autre part, la somme des deux signaux (lumières bleue et jaune) est en relation directe avec la distance axiale Z. Les signaux délivrés par les phototransistors sont amplifiés dans des amplificateurs 40a et 40b dont les sorties sont réunies respectivement à des détecteurs synchrones 41a et 41b qui opèrent en synchronisme avec la diode électroluminescente pour rendre les phototransistors insensibles à la lumière ambiante. Pour cela, un oscillateur 45 délivre un signal de modulation à la diode électroluminescente 22 pour moduler le faisceau incident 30a. Ce signal de modulation est également délivré aux détecteurs synchrones 41a et 41b. Les mesures VB et VJ des flux lumineux correspondant aux lumières bleue et jaune (zones 35A et 35B) arrivent dans un dispositif 47 mettant en oeuvre l'équation 4. I1 peut s'agir d'un dispositif de calcul ou préférentiellement d'un table de lecture LUT dans laquelle ont été préalablement stockés des couples de valeurs VB et Vj. il suffit d'adresser la table de lecture par les valeurs Vg et VJ pour obtenir un signal de commande COM correspondant à l'action à entreprendre. Lorsque le degré de friction est supérieur à un degré de friction prédéterminé, le signal de commande peut, par exemple, actionner un actuateur 27 qui rétracte les grilles de rasage par rapport à la tête de rasage. Ou encore, le signal de commande peut agir sur un avertisseur sonore ou lumineux 28 qui prévient l'utilisateur que l'importance de la friction risque d'irriter la peau. A l'intérieur du corps du rasoir, des dispositions sont prises pour éviter que la lumière du faisceau incident n'atteigne les phototransistors en disposant des écrans de lumière et/ou en noircissant les parois internes du rasoir. Si dans certains cas cette solution s' avère insuffisante, il est possible d'éliminer totalement l'effet des défauts de réflexion créés par réflexion interne sur le boîtier ou par diffusion par des poussières ou par des tâches sur le miroir ou sur la fibre optique. il suffit d'associer à chaque phototransistor un phototransistor auxiliaire connecté en opposition, ce dernier étant éclairé par une fraction réglable du flux émis par la diode électroluminescente. De cette manière, il est possible de faire un réglage de zéro en ajustant le signal auxiliaire délivré par le photo transistor auxiliaire pour compenser totalement les flux parasites en remplaçant la cible par un absorbant noir. Les figures 6, 7 et 8 montrent des allures des signaux détectés par les phototransistors en fonction des déplacements. La figure 6 se rapporte au cas pour lequel l'extrémité de la fibre optique est placée en face de la zone blanche 3513. On observe les variations de signaux VB et VJ en fonction de la distance Z. On observe que le signal bleu VB correspondant à la zone blanche décroît régulièrement lorsque la distance s'accroît. Par contre le signal jaune VJ, qui détecte le signal de fluorescence, reste faible et ne varie sensiblement pas avec la distance. La figure 7 correspond au cas où l'extrémité de la fibre optique est placée en face de la zone centrale 35A. Dans ce cas le signal jaune VJ de fluorescence est le plus élevé et varie fortement avec la distance tandis que le signal bleu Vg est faible et varie faiblement avec la distance. La figure 8 correspond au cas où l'extrémité de la fibre optique se déplace radialement à une distance constante de la cible. On observe que le signal jaune Vj est maximum lorsque le signal bleu Vg est minimum et réciproquement. Les deux signaux présentent des variations opposées lorsque l'extrémité de la fibre optique est déplacée devant la cible. REVENDICATIONS 1. Rasoir électrique comprenant un corps (5) et une tête (7) portant au moins une grille (13) à appliquer sur la peau (10) caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de friction (20, 21, 35) qui détermine un degré de friction entre la peau et la grille du rasoir. 2. Rasoir selon la revendication 1 caractérisé en ce que le capteur est partagé entre la tête et le corps du rasoir pour mesurer des déplacements relatifs de la tête par rapport au corps du rasoir, la tête étant reliée au corps du rasoir par des moyens élastiques de fixation (31). 3. Rasoir selon la revendication 2 caractérisé en ce que le capteur détermine le degré de friction à partir d'une mesure de déplacement axial (Z) et d'une mesure de déplacement radial (R) de la tête par rapport au corps du rasoir. 4. Rasoir selon la revendication 2 caractérisé en ce que le capteur comporte une cible (35) fixée sur la tête et des moyens électro-optiques fixés sur le corps du rasoir, les moyens électrooptiques fournissant un faisceau lumineux incident (30A) en direction de la cible laquelle renvoie un faisceau lumineux retour (30B) qui permet de mesurer la position de la tête par rapport au corps du rasoir, la cible comportant une zone centrale entourée d'une zone périphérique, les zones ayant des propriétés différentes pour renvoyer la lumière. 5. Rasoir selon la revendication 4 caractérisé en ce que les moyens électro-optiques délivrent un signal de commande (COM) lorsque le degré de friction est supérieur à un degré de friction prédéterminé, le signal de commande actionnant un organe (27) de modification de la profondeur de coupe et/ou un avertisseur (28) sonore et/ou visuel. 6. Capteur de position pour déterminer une position d'un premier corps (7) par rapport à un second corps (5) caractérisé en ce que le capteur est partagé entre le premier corps et le second corps pour mesurer des déplacements relatifs de l'un des corps par rapport à l'autre, le capteur comportant une cible (35) fixée sur le premier corps et des moyens électro-optiques (20, 21) fixés sur le second corps, la cible comportant une zone centrale (35A) entourée d'une zone périphérique (35B), les zones ayant des propriétés différentes pour renvoyer la lumière, les moyens électro-optiques fournissant un faisceau lumineux incident (30A) en direction de la cible laquelle renvoie un faisceau lumineux retour (30B) qui est analysé par les moyens électro-optiques pour mesurer la position du premier corps par rapport au second corps d'après la lumière renvoyée par les zones.