(57)【要約】  本発明は、脱毛をするシステム及び方法に関する。当該システムは、毛検出装置及び脱毛装置20を備える。毛32に関する三次元情報が必要であるが、皮膚30における人間の毛32などの非常に分散した存在により、既知の検出装置は遅すぎるので、本発明は、２つの撮像センサの組合せを提供する。第１撮像センサ12は、第１画像を生成し、これに基づき選択された部分が、第２撮像センサ14を用いて撮像され、第２撮像センサ14は、所要の三次元位置情報を提供し、この情報を用いて、脱毛装置20は、毛を除去し得る。したがって、(二次元)ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサなどの高速ではあるがあまり精度の高くない撮像センサと、三次元走査センサなどの正確ではあるが遅いセンサの両方が最適に使用され得る。
2009502295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱毛システムであって、
毛検出装置、及び
前記毛検出装置に動作可能に接続される脱毛装置、
を備え、
前記毛検出装置が、
−処理されるべき皮膚の一部の画像を検出するように構成及び設定される第１画像センサを含む撮像装置と、
−前記画像において皮膚の一部における毛を識別するのに構成及び設定され、動作の制御のために前記脱毛装置に動作可能に接続される制御ユニットと、
を備える、脱毛システムにおいて、
前記撮像装置が、前記第１撮像センサとは異なる第２撮像センサを備えることを特徴とする、脱毛システム。
【請求項２】
請求項１に記載の脱毛システムであって、前記第２撮像センサが、それぞれの画像において、前記第１撮像センサよりも高い空間情報密度を提供することが可能である、脱毛システム。
【請求項３】
請求項１に記載の脱毛システムであって、前記第１撮像センサが、二次元画像を提供するように構成される、脱毛システム。
【請求項４】
請求項１に記載の脱毛システムであって、前記第１撮像センサが、二次元光学撮像センサ、好ましくは電荷結合素子、ＣＭＯＳ装置、又は光検出器の焦点平面アレイ、を備える、脱毛システム。
【請求項５】
請求項１に記載の脱毛システムであって、前記第１撮像センサが、少なくとも2mm×2mm、好ましくは少なくとも1cm×1cmの皮膚の一部分の画像を検出するように構成される、脱毛システム。
【請求項６】
請求項１に記載の脱毛システムであって、第２撮像センサの少なくとも一部は、前記第１撮像センサに対して可動である、脱毛システム。
【請求項７】
請求項１に記載の脱毛システムであって、前記第２撮像センサが、少なくとも１次元において、当該次元における前記第１撮像センサの解像度よりも高い解像度を有する、脱毛システム。
【請求項８】
請求項３に記載の脱毛システムであって、前記第２撮像センサが、処理されるべき前記皮膚の一部の選択された部分を走査し、これにより、前記第１撮像センサの前記二次元画像の外側における第３の次元において、画像を提供するようにされる、脱毛システム。
【請求項９】
請求項１に記載の脱毛システムであって、前記第２撮像センサは、三次元撮像センサ、特に、処理されるべき前記皮膚の前記部分に対して垂直方向に好ましくは可動である調整可能レンズを備える三次元光学撮像センサ、を備える、脱毛システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の脱毛システムであって、前記レンズは、処理されるべき前記皮膚の前記部分に対してほぼ並行な方向に可動である、脱毛システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の脱毛システムであって、光源を更に備える、脱毛システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の脱毛システムであって、前記光源が、ＬＥＤ又はレーザ源を含む、脱毛システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の脱毛システムであって、前記レーザ源が、調整可能なレーザ源である、脱毛システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の脱毛システムであって、前記レーザ源が、前記皮膚及び／又は毛へ大幅にダメージを与えることなく検出を可能にさせる第１出力レベルと、前記毛が後に除去されるように前記毛へ十分なダメージを与えることを可能にする第２出力レベルと、の間で調整可能である、脱毛システム。
【請求項１５】
請求項１３に記載の脱毛システムであって、前記システムが、ビーム幅制御手段を備える、脱毛システム。
【請求項１６】
皮膚における毛を検出及び除去する方法であって、
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の脱毛システムを提供するステップと、
前記第１撮像センサを用いて処理されるべき皮膚の一部の二次元の画像を検出するステップと、
前記制御ユニットを用いて、前記皮膚の前記二次元の画像が少なくとも１つの毛を含むような前記皮膚の前記部分の位置を選択するステップと、
三次元における前記毛の位置及び／又は向きを得るために、少なくとも前記画像と非０角度をなす走査方向において前記第２撮像センサを用いて前記選択された位置を走査するステップと、
前記毛を除去するために前記脱毛装置を動作させるステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱毛システム、特に毛検出装置及び当該毛検出装置に動作可能に接続される脱毛装置を備える脱毛システムであって、前記毛検出装置が、処理されるべき皮膚の一部の画像を検出するように構成及び設定される第１画像センサを含む撮像装置と、前記画像において皮膚の一部における毛を識別するように構成及び設定される制御ユニットとを備える、脱毛システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
国際特許出願公報00/62700号もまた、脱毛装置に関し、レーザ源、調節可能ビームマニピュレータ、撮像センサ、及び皮膚における毛の位置及び向きを決定する制御ユニット、を備える装置を開示する。撮像センサは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサを含む。
【０００３】
既知の装置の問題は、毛の位置及び／又は向きを決定するステップ、及びこのステップが行われる速度に関する。毛を正しく除去するためには、三次元における毛の位置が知られなければならないが、というのも、そうでなければ、レーザビームは、例えば、毛を実際に当たることなく毛を通過するなどが、起こり得る。この問題は、電気脱毛などの、毛に直接作用する脱毛の他の装置及び方法にも関係する。
【０００４】
既知の撮像センサは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサなど、少なくとも１方向（通常皮膚に対して垂直方向）において非常に少ない解像度の問題を有するか、又は、この方向に十分な範囲及び解像度を有する場合は、これらのセンサは、レンズを用いて動作する三次元走査装置など、位置を決定するのに非常に低速度を有する。人間の毛は、薄く、また皮膚において薄く広がっている薄いオブジェクトであるので、何の既知のセンサも、皮膚における毛の三次元位置を決定するのに十分な高速度を提供しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、皮膚における毛の、位置及び／又は向きなどを十分に素早く決定することが可能である脱毛システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項1に記載の脱毛システムによって達成される。特に、このシステムは、前記撮像装置が、第１撮像センサとは異なる第２撮像センサを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によるシステムは、１つより多いセンサ、特に１つより多いセンサ型の有利な点を利用することを可能にする。例えば、第１撮像センサは、毛の位置、及び／又は向きを、大まかにしかし素早く決定するのに使用され得る。第２の、異なる撮像センサは、その後、より正確に、しかし遅く位置及び／又は向きを特に３つの次元全てにおいて決定するのに使用され得る。第１のセンサのセンサ結果を用いることによって、第２撮像センサが、第１センサによって撮像される皮膚の一部の選択された部分のみを撮像する必要がある場合、第２撮像センサによるより正確であるが遅い走査動作に関して必要とされる時間を制限することが可能である。このような選択は、画像処理ソフトウェア／ハードウェアなどを用いて提供され得る制御ユニットによって実行され得る。本発明の様々な実施例は、以下に説明される。
【０００８】
好ましくは、しかし、排他的ではないが、処理されるべき皮膚の一部、特に女性の皮膚などの人間の皮膚は、単数又は複数の毛、又は男性の髭などを含み得る。しかし、これらの部分が、あまり高い解像度を必要としない、ホクロ及び血管（シミ）などを含むこともあり得る。
【０００９】
特別な実施例において、第２撮像センサは、それぞれの画像において、前記第１撮像センサよりも高い空間情報密度を提供することが可能である。毛の位置及び／又は向きに関する空間的情報が必要とされ、したがって、第２撮像センサによる撮像に関して一部分を選択するために、第１撮像センサが「おおまか(rough)」な推定を提供する場合に有利であり得る。第２撮像センサは、この場合、対応する所望の空間的情報密度が必要とされ得る所望の精度を有する情報を提供する。
【００１０】
特定の実施例において、第１撮像センサが、ほぼ二次元画像を提供するように構成される。このような情報を提供することが可能である撮像センサは、比較的簡単であり、素早く動作する。多くの場合、これらのセンサは、可動機械部品を必要としない。特に、第１撮像センサは、二次元光学撮像センサ、好ましくは電荷結合素子、ＣＭＯＳ装置、又は光検出器の焦点面アレイ、を備える。二次元光学撮像センサは、比較的安価且つ高速であり、容易に適切な高解像度を提供し得る。ＣＣＤカメラなどのＣＣＤは、高解像度及び大きい表面積を有し得、例えば、カメラ用のＣＣＤチップは、数百万画素及び約10cm2の表面積を有する。またＣＭＯＳ装置は、ｋHz又はそれ以上の高フレームレートなどの有利な点を有する。更に、ＣＭＯＳ装置はチップ装置なので、全体としてシステムを簡素化する内蔵機能として制御ユニットを備え得る。
【００１１】
特別な実施例において、第１撮像センサが、少なくとも2mm×2mm、好ましくは少なくとも1cm×1cmの皮膚の一部分の画像を検出するように構成される。このことは、所望の解像度、撮像光学系、及び検出器要素の数の組合せに関係するが、というのも、視野のサイズを選択するのに使用されるのがこの組合せだからである。例えば、ＣＣＤが200×200検出器要素すなわち画素を有し、所要の解像度が0.01mmである場合、視野は、多くとも(200x0.01mm)x(200x0.01mm)=2x2mmになる。所要の撮像光学系は、この場合、当業者によって容易に選択され得る。より大きいＣＣＤ及びより多くの画素が利用可能であり、同様の考慮は、ＣＭＯＳ装置に関しても取られる。
【００１２】
本発明に従う脱毛システムにおいて、第２撮像センサの少なくとも一部は、前記第１撮像センサに対して可動である。このことは、第１撮像センサが、撮像されるべき皮膚の自由な視界を有することを保証するために、第２撮像センサを第１撮像センサの道程の外へ動かすことに関係する。またこのことは、撮像されるべき皮膚に対して第２撮像センサ及びその視野を適切に配置させるために、全体としてシステムに対して第２撮像センサを動かすことに関し得る。撮像されるべき皮膚の一部のこのような選択は、撮像するために必要とされる時間を低減し、このことは、本発明の重要な有利な点のうちの１つである。第１撮像センサが全体としてシステムにおいてほとんど常に固定して備え付けられるので、このことは、第１撮像センサに対して可動である第２撮像センサに関しての代替的な表現である。代替的に、及び特に、本発明は、走査鏡などの、第２撮像センサの一部を動かすことにも関係し得る。
【００１３】
特別な実施例において、第２撮像センサは、少なくとも１つの次元において、当該次元における前記第１撮像センサの解像度よりも高い解像度を有する。このことは、特に、第１撮像センサが、ほぼ二次元画像を与えるシステムであって、第２撮像センサが、毛に関するより精細な位置情報を入手するために用いられるシステムに関する。簡素及び安価なＣＣＤセンサなどは、大まかな第１画像を供給し得、その後、当該画像における選択がなされ、この選択された部分は、第２撮像センサによってより精彩に撮像される（例えば、走査される）。この実施例は、例えば、特定の固定深さにおいて剃ることによって毛を除去するシステムにおいて有用である。ここで、「深さ」情報は、深さが固定であり、画像が精彩且つ正確である場合のみに限って、関連がある。
【００１４】
別の特別な実施例において、第２撮像センサが、処理されるべき前記皮膚の一部の選択された部分を走査し、これにより、前記第１撮像センサの前記二次元画像の外側における第３の次元において、画像を提供するようにされる。二次元画像は、２つの方向に延在し、この場合、第２撮像センサは、追加的な情報、特に、「失われた」第３の次元に関する情報を提供するのに用いられる。しばしば「深さ」又は失われた次元の値が固定であるので、この情報は、厳密には必要ではないことを注意されたい。
【００１５】
特定の実施例において、第２撮像センサは、三次元撮像センサ、特に処理されるべき前記皮膚の前記部分に対して垂直方向に好ましくは可動である調整可能レンズを備える三次元光学撮像センサ、を備える。三次元撮像センサは、三次元画像を提供することが可能であるいずれの種類の撮像センサにも関係し得る。このセンサは、特に、走査システム及び光検出器を含み得る三次元光学撮像センサ、並びに／又は（個別の）ＣＣＤ又はＣＭＯＳ装置に関係する。代替的に、光検出器の配列なども可能である。調整可能なレンズは、焦点又は距離に関して調整可能であるレンズであり、容積（ボリューム）の走査を可能にする。容積の走査、すなわち、処理されるべき皮膚の一部に垂直な方向などのある方向に単に走査することは、かなり時間を消費することであるが、走査されるべき容積が、第１撮像センサによって決定される画像に基づき制御ユニットによって適切に小さく選択され得るので、所要の全体時間は、実用的な境界内に維持され得る。このことは、特定の実施例の詳細な説明において更に説明される。特に、角度は、三次元撮像処理を単純化するために、ほぼ直角である。しかし、他の方向も、この方向における画像の決定の対応する適合をさせることによって、可能である。
【００１６】
特別な実施例において、レンズは、処理されるべき前記皮膚の前記部分に対してほぼ並行な方向に可動である。このことは、有益な実施例であり、レンズが、走査及び／又は後のレーザ処理に関して適切に配置され得、例えば、場合によっては、後者は共焦点的に(confocally)実行される。レンズのこのような動きを提供する別の理由は、第１撮像センサの後の新しい撮像ステップに関して、レンズを経路の外に移動させることである。この特徴の他の使用も検討される。
【００１７】
前記の説明に対して、光学撮像センサが、放射ビームの反射画像を検出する必要がないことを特記される。ラマン又は他の散乱を使用する、可能であれば蛍光材料を用いて皮膚及び毛を覆うことによって蛍光灯を使用する、なども代替的に可能である。同様に、１（ｚ走査）、２又は三次元における画像を提供するために、他の技術を使用する、非光学撮像センサを使用することも可能である。
【００１８】
特別な実施例において、本発明に従うシステムは、光源を更に備える。このような光源は、様々な機能を有し得る。例えば、光源は、撮像のために使用される光を発し得る。光という用語が、可視光、赤外線放射、及び紫外線放射を包含することを明確に特記される。撮像センサの感度は、適宜選択されるべきである。各センサは、それぞれ光源を有し得るが、１つの光源が、１つより多い目的に関して作用する、又は１つより多いセンサに関して使用されることも可能である。
【００１９】
特定の実施例において、光源は、特にＬＥＤ又はレーザ源を含み得る。ＬＥＤは、非常に小型且つエネルギ効率がよく、また比較的小さい波長帯域で放射する。このことは、所望なように、容易なフィルタリング、又は放射の他の制御を可能にする。更に、ＬＥＤは、容易に制御可能であり、非常に長い動作寿命を有する。レーザ源は、非常に高出力密度を有し得、専用鏡及びフィルタなどを使用して十分に制御可能であるほぼ単色の放射を発する。したがって、レーザも、撮像目的によく適合される。更に、入手可能な出力密度は、脱毛装置を提供するのに十分高い。
【００２０】
当該システムの特別な実施例において、レーザ源が、調整可能なレーザ源である。このことは、毛の走査及び切断、又は除去することの両方に関して単一で同一のレーザ源を設けることが可能である可能性を提供する。
【００２１】
特に、しかし排他的でないが、レーザ源が、前記皮膚及び／又は毛へ大幅なダメージを与えることなく検出を可能にさせる第１出力レベルと、前記毛が後に除去されるように前記毛へ十分なダメージを与えることを可能にする第２出力レベルと、の間で調整可能である。例えば、レーザは、制御ユニットによって、撮像に関しては低出力密度に、そして毛の切断に関しては高出力密度に、設定される。このことは、電源供給レベルを設定することによって、個別のシャッタを動作させることによって、又はグレイフィルタを用いることなどによって、達成され得る。
【００２２】
別な実施例において、当該システムが、ビーム幅制御手段を備える。このようなビーム幅制御手段は、制御可能なより大きい又はより小さい表面領域においてビームのエネルギを拡散させるように動作する。このことは、ビームが、それぞれ、より高い、又はより低い強度を有するようにさせる。ビーム幅制御手段を適切に設定することによって、ビームは、第１設定において、毛又は皮膚にダメージを与えることなく検出することを可能にさせるための十分に低い強度を有し得る。別の設定において、強度は、毛を切断するのに、すなわちより一般的にはダメージを与えるのに十分であり得る。このようなビーム幅制御手段の例は、可動レンズなど、又はビームの経路の中へ又は外へ配置され得る拡散器の形式の可動ビーム減衰器などの、調整可能焦点合わせ／焦点ずらしシステムである。
【００２３】
また本発明は、皮膚における毛を検出及び除去する方法であって、本発明に従う脱毛システムを提供するステップと、前記第１撮像センサを用いて処理されるべき皮膚の一部のほぼ二次元の画像を検出するステップと、前記制御ユニットを用いて、前記皮膚の画像が少なくとも１つの毛を含むような前記皮膚の前記部分の位置を選択するステップと、三次元における前記毛の位置及び／又は向きを得るために、少なくとも前記画像と非０角度をなす走査方向において前記第２撮像センサを用いて前記選択された位置を走査するステップと、前記毛を除去するために前記脱毛装置を動作させるステップと、を含む方法にも関する。ここで、本出願の他の箇所と同様に、画像は、撮像される元の部分と同一の方向に延在するように理解されるべきである。前記画像は、明らかに、本当の延在を有しないいずれの抽象的なデータセットでもない。
【００２４】
当該方法は、脱毛装置を適用する前に２ステップ撮像方法の有利な点を有する、本発明に従うシステムの可能な使用法を反映する。第２の撮像ステップが比較的時間消費的であるが、第１撮像センサを用いた第１の撮像によって領域又は容積が制限され得るので、必要とされる全体撮像時間は限定される。更なる有利な点は、概して、既に上述されたものに対応する。
【００２５】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に説明される実施例を参照にして明確にされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明に従うシステムを非常に略図的に示す。ここでは、システム１は、第１撮像センサ１２、調整可能レンズ１６を有する第２撮像センサ１４、制御ユニット１８、脱毛装置２０、及び光接続部２２を備える筐体１０を含む。上記において、個別の可動レンズ１６及び光接続部２２は、更に説明されるように、任意選択的である。
【００２７】
また、除去されるべき毛３２を有する皮膚３０も示される。
【００２８】
示されるシステム１の筐体１０は、本発明に関して関連する部品のみを含む。明らかなように、電源ユニット及び光学窓などの追加的な部品も存在し得るが、示されない。
【００２９】
第１撮像センサ１２は、例えば、ＣＣＤカメラ、及びＣＭＯＳ装置などを備え得る。第２撮像センサ１４は、調整可能レンズ１６に接続され、走査ユニットを含み得る。
【００３０】
撮像センサ１２及び１４の両方は、センサ１２及び１４によって得られる画像から毛を識別するように構成及び設定される制御ユニット１８に接続される。
【００３１】
レーザシステム及び電気的脱毛システムなどの脱毛装置は、制御ユニット１８にも接続される。レンズ１６は、ｚ次元における画像を走査及び生成するために、ｚの異なる値で焦点を合わせるのに、矢印Ａの方向に移動され得る。任意選択的に、調整可能レンズ１６は、第１撮像センサ１２の視野を開放するために、矢印Ａに垂直などの、方向に沿って移動され得る。
【００３２】
図２は、本発明に従うシステムにおいて使用される第１撮像センサを非常に略図的に示す。ここで、全ての図において、類似の部分は、同一の参照符号によって記される。図において、４０は、ＣＣＤを示し、４２は光学系を示し、また４４はＣＣＤの視野を示す。
【００３３】
図において、大抵のＣＣＤが例えば1cm2より大きい視野を有するので、１つより多い毛がＣＣＤの視野に存在する。例えば人間の髭の領域は、数十の毛を含む。しかし、解像度、及び図に示されるｚ方向などの垂直方向における範囲は、非常に制限されており、光学系４２の特性によって決定される。ＣＣＤは、全ての画素が同時に「満たされる」ような、１つのステップで画像を決定し得ることを注意されたい。
【００３４】
ＣＣＤ撮像センサはそれ自体当業者に知られているので、その詳細は本文書では省略される。
【００３５】
図３は、本発明に従うシステムにおいて使用され得る第２撮像センサを非常に略図的に示す。ここで５０はレーザ源を示し、５１はビームスプリッタを示し、５２は矢印Ｂの方向などに可動である可動鏡５４を有するビームマニピュレータを示す。検出器は参照符号５６で示される一方で、レンズ５８は矢印Ｃの方向に可動である。
【００３６】
レーザ源５０の代わりに、レンズ付きＬＥＤなどの、いずれの他の適切な放射源も選択され得る。発されるビームは、部分的に（偏光してもしなくてもよい）ビームスプリッタ５１によって伝達され、部分的に例えば（図示されない）ビームダンプへなど下方へ反射される。
【００３７】
ビームマニピュレータ５２は、制御ユニット（図示されず）などによって制御可能であり、多面鏡又はいずれかの他の適切な種類の走査鏡などの、可動鏡５４を含む。示されるように、鏡５４は、この場合第２の視野である所望な領域においてビーム放射を走査するために、矢印Ｂの方向に可動、例えば、回転可能である。実際において、第２撮像センサの視野は、ｘ、ｙ方向に0.5mmx0.5mmの寸法を有し得、ｚ方向にも同様の寸法を有する。後者の範囲を得るために、光学系すなわちレンズ５８は、方向Ｃに可動である。代替的に、光学系すなわちレンズ５８は、光出力すなわち焦点距離において調整可能であり得る。
【００３８】
検出器５６は、ビームスプリッタ５１を介してビームマニピュレータ５２へ光学的に接続される。皮膚３０又は毛３２において、ラマン散乱などの反射される放射は、鏡５４によってビームスプリッタ５１へ反射され、部分的に検出器５６へ反射される。
【００３９】
検出器５６は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ、又はいずれかの他の種類の光検出器若しくはその配列を含み得る。検出器５６は、制御ユニットが皮膚３０における毛３２の位置及び／又は向きを決定するために、制御ユニット（図示されず）にも接続される。この第２撮像センサに関して、三次元画像が入手される。この種類の撮像センサは、三次元走査センサとしても称される。当該分野においてそれ自体知られるように、更なる詳細事項は省略されるが、当業者にとって明らかである。
【００４０】
図４は、皮膚における毛を含む第１及び第２撮像センサの視野を略図的に示す。
【００４１】
Iで示される領域は、2×2mmの四角部分である。これは、点線IIIによって提示されるＣＣＤセンサの平均視野の表面領域の約1/100である。2×2mmの領域は、人間の髭の毛３２毎の平均面積を表す。毛３２は、略図的にではあるが縮尺に合わせて、約120ミクロンの直径を有するように、描画されている。またIIによって表面領域も示される。このことは、最新の三次元スキャナセンサによって走査され得る平均表面領域を示す。この寸法は、約0.5x0.5(x0.5)mmである。この図から、第１（ＣＣＤ）センサの全体視野の比較的小さい部分は、第２撮像センサ（表面領域ＩＩ）によって走査される必要があることが明らかである。後者の撮像センサの三次元走査が相対的により時間をかけるので、前記第２撮像センサをより効率的に活用することが可能であり得る。
【００４２】
図５は、本発明に従う脱毛システムをより詳細に図形的に示す。こｋおで、Ｓ１は、概して、第１撮像センサを示し、Ｓ２は第２撮像センサを示し、Ｓ３は脱毛システムを示す。
【００４３】
第２撮像センサＳ２は、検出レーザ６０、ビームスプリッタ６２、シャッタ６６、第１ビーム分割表面６９を有する第１偏光ビームスプリッタ６８、第１レンズ７０、第１ピンホール７２、帯域通過フィルタ７４、及び検出器７６を備える。
【００４４】
第１撮像センサＳ１は、一般的に、第２ビーム分割表面８８を有する第２偏光ビームスプリッタ８６、ダイヤフラム９０、チューブレンズ９２及びＣＣＤ９４、並びにＬＥＤレンズ９６及びＬＥＤ９８を備える。
【００４５】
脱毛装置は、切断レーザ６４を備える。切断レーザ６４並びに検出レーザ６０、検出器７６、ＣＣＤ９４及び対物レンズ８４は、全て制御ユニット（図示されず）に接続され得る。更に、検出レーザ６０及び切断レーザ６４は、特にこれらのレーザが調整可能なレーザである場合、同一のレーザでもあり得る。更に、後者の場合、ビームスプリッタ６２、シャッタ６６、偏光ビームスプリッタ６８及び８６、ピンホール７２及び９０、1/4板８０並びに鏡８２などの様々な部分は任意選択的である。
【００４６】
示される実施例において、第１撮像センサＳ１のＣＣＤ検出方法に関する光は、任意選択的なＬＥＤレンズ９６付きのＬＥＤ９８によって発される。放射の一部は、表面８８によって反射され、ＬＥＤ放射に対して透過であるが、この場合例えば1064nm放射に対しては高反射的である鏡８２を通過し、毛３２を有する皮膚３０に当たる。この場合の画像は、反射され、同様に第２偏光ビームスプリッタ８６、ピンホール９０、チューブレンズ９２を通過し、ＣＣＤ９４によって検出される。対物レンズ８４は、可動であり得、経路から外れて移動され得ることを注意されたい。光又は赤外線などの他の放射も、直接、すなわち共焦点でなく供給され得ることを注意されたい。例えば、ＬＥＤは、直接皮膚を照らし得る。このような場合、ビームスプリッタ８６は、必要とされ得ない。
【００４７】
図６Ａ及び６Ｂは、毛の位置を決定し、毛を切断する方法の２つのステップを示す。ここで、ＩＩは、１つの毛３２が存在する、皮膚の一部分の画像を示す。１００は、ガイドレールを示し、１０２は可動レンズを示す。
【００４８】
使用において、完全なシステムが皮膚において移動させられる。移動は相対的であるので、このことは、図６Ａにおいて、示される矢印の方向において速度ｖで動く毛３２として示される。第１及び第２撮像センサを使用して、ｘ及びｙにおける毛３２の大まかな位置が決定される。この場合、可動レンズ１０２は、ガイドレール１００に沿って、図６Ｂで確認されるように、ｚ位置が走査ステップによって決定されるこのｘ、ｙ位置へ移動される。更に、三次元の位置が十分に正確に決定されるとすぐに、毛は、レーザ、又は電気針の適切な位置決めによる電気的脱毛などによって除去され得る。
【００４９】
上記に関して、数値的な例は以下に示され得る。剃毛する際の平均速度ｖは、約5cm/sである。ｘ及びｙにおける有用な解像度は、約20ミクロンである。これは、一般的な1000×1000画素のカメラを用いると、2cm×2cmの全体区域になり得る。このことは、2.5kHzのカメラのフレームレート、又は0.4msの取得時間になる。このことは、ＣＭＯＳシステムを用いて容易に入手され得る。可動レンズ１０２は、15ms（66Hz）の一般的なアクセス時間を有するＤＶＤスレッド（sled）のレンズであり得る。ＤＶＤアクチュエータユニットが約20nmの解像度を有する場合、約20μmの解像度のみが必要とされる。解像度に関してこのあまり厳格でない要求は、一層短いアクセス時間を生じさせ得る。可動レンズに関するアクチュエータは、5-6kHz（0.16-0.20ms）を用いて1-2mmにわたってｙ及びｚ方向に沿ってレンズを移動させ得る。可動レンズが適切な位置に設定されると、レンズを備えるアクチュエータは、上述されるように三次元方法で局所的に走査し得る。正しい位置において、毛は、同様にいずれかの適切な技術を用いて除去され得る。
【００５０】
上述の実施例の制限時間は、可動レンズのアクセス時間であり、約15msである。約12000本の毛を有する通常の人間の髭に関して、このことは、約3分の剃毛時間を生じさせ得、これは、剃毛に関する通常の時間である。
【００５１】
図７及び図８に描画される別の実施例において、複数のレンズ又はレンズ配列が活用される。特に、１１０は撮像センサ（例えばＣＣＤ/ＣＭＯＳ）であり、第１、第２及び第３可動レンズ配列は１１２、１１４及び１２２のそれぞれによって示される。１１６は偏光ビームスプリッタであり、１１８はリング光開口であり、１２０はレンズである。光源、1/4板、制御ユニットなどの様々な他のコンポーネントは、ここでは示されない。３０は毛を含む皮膚を示す。
【００５２】
図７の実施例において、第１撮像ステップ、すなわち二次元撮像ステップが描画される。ここで、第３レンズ配列１２２の開口は、レンズ１２０によって第２レンズ配列１１４の開口へ投影され、そして順に第１レンズ配列１１２の開口へ投影され、そして撮像センサ１１０に投影される。ここで、この場合皮膚３０であるオブジェクトの画像は、個々のレンズ画像がそれぞれ映らないように、撮像センサ１１０へ投影される。全てのレンズは、オブジェクトのより大きい画像の小さい部分を生成する。同時に、このレンズ１２０は、発光リング光開口１１８を第３レンズ配列１２２に投影する。
【００５３】
本発明の目的のために、これらのレンズは、撮像センサ１１０の平面において、例えば回転的又は振動的などである、協調的な形式でほぼ同一の連続した動きにそれぞれ従う。同時に、全体のシステムは、剃毛動作を実行するために、システムのユーザによって皮膚３０において横方向に動かされる。全体として、撮像システムの単一の面(facet)を構成する３つのレンズ配列の各レンズは、反復的に、撮像センサ１１０において、興味の領域すなわち視野の投影を生成する。
【００５４】
本発明の目的のために、第３レンズ配列１２２の視野におけるオブジェクト３０及び３２における各点は、好ましくはしかし排他的ではないが、走査時におけるユーザの横方向の動きが原因による横方向の変位が、例えば20μｍの意図される横方向の目標解像度に大まかに等しい、且つそれとあまり変わらないような周波数で撮像される。
【００５５】
センサ１１０は、レンズ配列と同一の横方向の変位を受けているが、調和的な動きではない。結果として、センサ１１０に投影されるオブジェクト３０及び３２の画像は、レンズ配列のレンズ及び撮像センサの組合せと同一の横方向の速度で動く一方で、調和的な（回転的、及び振動的など）動きは、レンズ配列１１２、１１４、及び１２２によってのみ経験される。
【００５６】
示される実施例において、レンズ１２０は、第２レンズ配列１１４の開口へ第３レンズ配列１２２の開口を投影するように作用する。ここで、かなりの量の空間が、レンズ１２０のいずれか一方側において利用可能にされ、この空間は、後述されるように、画像情報に関して必要とされる光の結合に関して、検出処理の第２段階に関して使用され得る。
【００５７】
この後者の目的に関して、この場合、偏光ビームスプリッタ１１６が使用される。リング光開口１１８によって発せられ、そして例えば光ファイバ、（ハロゲン）白熱灯、及び１つ以上のＬＥＤなどによって供給される光は、追加的なレンズ１２０を用いて第３レンズ配列１２２の開口に、この配列における各レンズがおおよそ均一な形式で対応する視野を照らすように、投影される。実際に、このことは、第３配列１２２におけるレンズの背面焦点平面におけるリング光開口１１８からの光を撮像することによって達成され得る。このことは、開口１１８から生じる光分配が複数のレンズの分布と類似する形式で生じることを保障することによって行われるのが好ましい。このことは、レンズの配列を示す図８を参照して更に説明される。
【００５８】
実施可能性を示す数値的な例において、所要の解像度は20μmであることを仮定されるが、当然、他の値も用いられ得る。ユーザが当該システムを皮膚において動かす速度は、速くても5cm/sであるように考慮される。同様に、他の場合に関して、これらの値は適合され得、対応する変化を後続の数字に生じさせる。
【００５９】
更に、図８におけるように、レンズ配列は、周囲に規則的にある数の2mm開口レンズを有する約2cmのディスクから成ることを仮定する。16個のレンズが示されるものの、この数値的な例において、25個のレンズが存在することを仮定される。リング画像全体を一度走査するためには、レンズのリングは、矢印Dによって示されるように、360/25=14.4度回転する必要がある。したがって、フィールド全体において20μmの所要な解像度を得るためには、装置が5cm/sで動かされる一方で、ディスクは約100Hzの速度で回転する必要があり、これにより、領域は、0.020/50s=400μs毎に、すなわち2.5kHzのリフレッシュレートで撮像されるようにされる。二次元画像は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ撮像センサなどの撮像センサ１１０を用いて好ましくは同一のリフレッシュレート(2.5kHz)で記録され、これにより、非常に小さい動きボケのみしか生じないようにされる。更に、2×2cmの表面領域が20μmの解像度で撮像されることを保証するためには、少なくとも1000×1000画素が必要とされる。両方のこの数字、及び所要のリフレッシュレートは、現在のＣＣＤ及びＣＭＯＳ技術を用いて容易に達成可能である。他の数字の適合を必要とする、ディスクの他の形状及びディスクに関する値、及びレンズの数及び開口なども可能であることは明らかである。
【００６０】
上述の撮像ステップは、二次元画像が入手される、本発明に従う全体撮像処理における第１のステップである。20μｍ又は同様の解像度はこの段階においてまだ必要とされないことを注意されたい。適切な目標位置が得られる限りは、短縮された取得時間を有する低解像度が選択され得る。所望の解像度を有してのより正確な位置は、撮像ステップの第２段階において、すなわち第２撮像センサを用いて達成され得る。
【００６１】
第２撮像ステップにおいて、毛などの特定の目標の存在は、空間における位置及び向きを決定するために、特定且つ固定深度（すなわちｚ位置）において検出される、又は走査される。これらのオプションは、本発明の各方法、及び対応する装置に関して選択され得る。本文書で説明される例において、第１のオプションは、例えば毛を特定の長さで剃るために、選択される。特定の深度における目標の存在は、例えば、クロス偏光共焦点レーザ走査（cross-polarized  confocal  laser  scanning）などを用いて、決定される。この目的に関して、レーザビームが、第３レンズ配列１２２の選択されるレンズを通じて指し向けられる。この選択されるレンズは、可動するレンズと並行に動く点においてレーザビームを焦点合わせし、すなわち回転及び振動などをする。レンズは、焦点ボリュームから反射して戻された光を平行にする。このような第１の選択されたレンズがレーザビームの外側へ完全に動く場合、第２の隣接するレンズは、レーザビームに入り、新しい走査を実行する。したがって、検出の横方向の解像度は、共焦点走査の解像度によって決定され、連続走査間の距離は、当該システムが全体として皮膚の目的領域において動く速度によって決定される。目的領域から反射されて又は散乱されて戻された直交偏光の反射の強度は、偏光ビームスプリッタ１１６及び図示はされないがレンズピンホール組合せを用いて共焦点的に検出され、図５を参照されたい。検出器によって捕捉される光の量及びその変数は、レンズ位置の関数及び時間の関数として、焦点領域（視野）における様々な構造の存在に関する情報を提供し得、そして三次元位置及び／又は向きを確定する。
【００６２】
当該システムは、レーザシェーバとして実施化されて、以下のように機能し得る。第１撮像センサは、毛を含む皮膚の画像を検出し、図示されないがオンチップ（ＣＭＯＳ）又は個別のモジュールとしての制御ユニットは、皮膚における毛のおおよその位置を決定する。精度は、例えば、約100又は200μmであり得る。この粗い位置が確定されると、制御ユニットは、例えば、ＭＯＥＭＳ（micro-optical-electrical  mechanical  system）又は他の種類の可動鏡などの偏向ユニット（図示されないが図3の５２及び５４を参照）、及び第３回転レンズ配列１２２とレンズ１２０との間の２色鏡を用いて、毛がおおよそ発見された回転レンズ配列における位置に向けて検出レーザを指し示し得る。
【００６３】
次に、制御ユニットは、共焦点レーザ走査からの結果を記録し、結果すなわち第２撮像ステップを解釈する。毛の存在及び位置がクロス偏光三次元検出方法によって確定され、またレンズ焦点に対する毛の位置が所望の精度内にあることが決定されてあると、検出システムは切断レーザを有効にし、当該切断レーザは、レンズに共線的に又は既知の角度で結合され、且つ元の検出レーザ焦点スポットで又はこの焦点からの既知の距離においてそれぞれ焦点合わせされる、連続的又はパルス型のレーザ放射を発する。切断レーザからの放射は、この場合、毛を切断する。
【００６４】
上述されるような当該方法及び装置の様々な態様は、本文書において明示的に言及されることなく、当業者によって実施化又は変更され得る。例えば、検出レーザがある時間においてレンズ配列の１つのレンズのみを通過する場合に有利である、言い換えると、不明瞭な検出結果を防ぐために、レーザビーム直径が好ましくはレンズピッチよりも小さいことが好ましいことは明らかである。更に、ディスク１３０の形状、レンズ１３２の数、ピッチ及びサイズ、及びそれらの動きなどは、所要の対応する数量なども適合される限りは、当該方法において全て変化され得る。より明示的には、上述の例は、提案される本発明の適用性を示すように作用するのみである。更に、上述の全てにおいて、脱毛する好ましい方法は、レーザビームを用いて毛を切断していた。しかし、例えば、電気脱毛、又は毛若しくは毛根のみにダメージを与えるような、その他の脱毛する方法も、本発明の文脈において可能である。全ての場合において、個別の毛の正確な位置及びしばしば向きも知ることは、毛を除去するために必要とされる。特に三次元におけるこの位置を見つけることは、多大な時間を必要とし得る。本発明は、大まかな事前撮像ステップと所要な精度を有する位置の三次元を見つけるための第２撮像ステップとを提供することによって、このような時間を低減するシステム及び方法を提供する。最終的な三次元位置は、第１撮像ステップの初めの２つの座標を取得して、第２撮像ステップにおいて第３の座標を加えることによって見つけられ得る、又は、例えば、全ての３つの座標は、第１の二次元ステップにおける初めの大まかな推定の後で、第２ステップにおいて決定され得る。
【００６５】
本発明は、例示的な実施例及び図に関して記載及び説明されている。本発明の範囲は、添付の請求項によって決定され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明に従うシステムを略図的に示す。
【図２】図２は、本発明に従うシステムにおいて使用される第１撮像センサを略図的に示す。
【図３】図３は、本発明に従うシステムにおいて使用され得る第２撮像センサを略図的に示す。
【図４】図４は、皮膚における毛を含む第１及び第２の視野を略図的に示す。
【図５】図５は、本発明に従う脱毛システムをより詳細に略図的に示す。
【図６Ａ】図６Ａは、毛の位置を決定し、毛を切断する方法の２つのステップを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、毛の位置を決定し、毛を切断する方法の２つのステップを示す。
【図７】図７は、本発明に従うシステムにおける撮像センサの別の実施例を示す。
【図８】図８は、本発明に従うシステムに関する撮像センサの別の実施例に関する回転可能なレンズの配列を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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