(57)【要約】【課題】皮膚面の冷却処理を行わずに、脱毛に必要な所定のエネルギーを毛根に与えるとともに、皮膚面には皮膚色に応じて光エネルギーを変化させて与えることができる光脱毛装置を提供する。【解決手段】発光器８から照射された光は、第１集光レンズ２０、凸レンズ２１、光エネルギー密度調整手段３０、第２集光レンズ４０を通過して光ビームが集束させられて皮膚面から所定深さまで到達する。光エネルギー密度調整手段３０は、ビームエキスパンダーのように第２集光レンズ４０へ入射するビーム径を調整できる作用を有するので、皮膚色に応じてビーム径を調整し、皮膚面に与える光エネルギー密度を変化させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膚面の体毛位置を検出する検出器と、
前記検出器で検出された毛根位置に脱毛用の光を照射する発光器と、
皮膚面の色を検出する皮膚色検出手段と、
前記発光器から照射された光の毛根位置への到達エネルギーを変化させる光エネルギー調整手段と、
前記光エネルギー調整手段とは独立して前記発光器から照射された光の皮膚面でのエネルギー密度を変化させる光エネルギー密度調整手段とを備え、
前記検出器で検出された毛根位置には前記光エネルギー調整手段によって脱毛に必要な所定の光エネルギーを与えつつ、前記皮膚色検出手段よって検出された皮膚面の色に基づき皮膚面でのエネルギー密度を前記光エネルギー密度調整手段により変化させるようにしたことを特徴とする光脱毛装置。
【請求項２】
前記光エネルギー密度調整手段は、前記発光器から照射される光ビームの径を変化させて皮膚面側に伝達することを特徴とする請求項１記載の光脱毛装置。
【請求項３】
前記光エネルギー調整手段は、前記発光器の駆動信号幅又は駆動信号周期を変化させることを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の光脱毛装置。
【請求項４】
前記光エネルギー調整手段は、前記光エネルギー密度調整手段の光放射側に設けられた液晶シャッターにより光量を調節することを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の光脱毛装置。
【請求項５】
前記光エネルギー調整手段は、前記光エネルギー密度調整手段の光放射側に設けられた集光レンズを移動させることを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の光脱毛装置。
【請求項６】
前記光エネルギー調整手段は、前記光エネルギー密度調整手段の光放射側にヘモグロビンに吸収されにくい波長帯の光を通過させる波長フィルターを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の光脱毛装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いた脱毛装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、体毛を除去する装置としては、インコヒーレント電磁エネルギーを組織の表面に結合させて、複数の毛包を含む組織領域を所定の温度に加熱させて脱毛を行い、周囲の皮膚に火傷をおわせないように、組織表面を冷却するためのゲルを組織表面に配置した装置がある。
【０００３】
また、レーザ光を照射する皮膚の色を検出する検出器を持つ皮膚色検出手段と、レーザ照射条件の設定を術者が調整する調整手段と、皮膚色検出手段により検出された皮膚色と調整手段によって調整された照射条件とを対応づけて記憶する記憶手段とを備え、皮膚色検出手段により検出された皮膚色と記憶手段の記憶データとに基づいて照射条件を自動的に設定するようにし、皮膚へのダメージを抑制しつつ効率良く治療を行うレーザ治療装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２６６３２６号公報
【特許文献２】特開２００２−１１１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来技術のゲルを用いる方法では、ゲルは表皮を冷却するために用いるが、毛包によって生じる腔内に浸透しないように塗布し、毛包を冷却しないように注意しなければならず、非常に煩雑である。また、ゲルが塗布されてから一定時間経過するとゲル自身の温度が上昇しているので、ゲルの取り替えや補充を考えなければならないので作業に時間がかかる。
【０００６】
また、皮膚色によって照射条件を変えるようにしているレーザ治療装置は、例えば黒い皮膚ほど弱いエネルギーのレーザを、白い皮膚ほど強いエネルギーのレーザを照射するように設定おり、確かに皮膚面に対してはダメージが少なくなるが、毛根への照射エネルギーも変化するため、毛根を焼けずに脱毛がスムーズにできない場合があり、一方、毛根への照射エネルギーを最適なものにしようとすると、特に皮膚色の濃い部分にダメージを与えてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、皮膚面の冷却処理を行わずに、脱毛に必要な所定のエネルギーを毛根に与えるとともに、皮膚面には皮膚色に応じて光エネルギーを変化させて与えることができる光脱毛装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、皮膚面の体毛位置を検出する検出器と、前記検出器で検出された毛根位置に脱毛用の光を照射する発光器と、皮膚面の色を検出する皮膚色検出手段と、前記発光器から照射された光の毛根位置への到達エネルギーを変化させる光エネルギー調整手段と、前記光エネルギー調整手段とは独立して前記発光器から照射された光の皮膚面でのエネルギー密度を変化させる光エネルギー密度調整手段とを備え、前記検出器で検出された毛根位置には前記光エネルギー調整手段によって脱毛に必要な所定の光エネルギーを与えつつ、前記皮膚色検出手段よって検出された皮膚面の色に基づき皮膚面でのエネルギー密度を前記光エネルギー密度調整手段により変化させるようにしたことを特徴とする光脱毛装置である。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、前記光エネルギー密度調整手段が、前記発光器から照射される光ビームの径を変化させて皮膚面側に伝達することを特徴とする請求項１記載の光脱毛装置である。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、前記光エネルギー調整手段が、前記発光器の駆動信号幅又は駆動信号周期を変化させることを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の光脱毛装置である。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、前記光エネルギー調整手段が、前記光エネルギー密度調整手段の光放射側に設けられた液晶シャッターにより光量を調節することを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の光脱毛装置である。
【００１２】
また、請求項５記載の発明は、前記光エネルギー調整手段が、前記光エネルギー密度調整手段の光放射側に設けられた集光レンズを移動させることを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の光脱毛装置である。
【００１３】
また、請求項６記載の発明は、前記光エネルギー調整手段が、前記光エネルギー密度調整手段の光放射側にヘモグロビンに吸収されにくい波長帯の光を通過させる波長フィルターを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の光脱毛装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、皮膚面の冷却処理を行わずに、脱毛に必要な所定のエネルギーを毛根に与えるとともに、皮膚面には皮膚色に応じて光エネルギーを変化させて与えることができるので、皮膚面の火傷の発生を防止でき、脱毛処理も確実に行える。また、装置を大型化することなく作業効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明による光脱毛装置の正面方向断面図を、図２は図１の構成を下の方向から見た断面図を、図３は本発明の光脱毛装置の概観図を示す。
【００１６】
装置本体は、ケース１７で覆われており、駆動輪２が皮膚面に接触して回転しながら皮膚面を移動していけるようにケース１７の外側に配置されている。  皮膚面に光を照射したり、皮膚面からの反射光を装置内部に取り込むために透明ガラス等で形成された照射窓１が皮膚面側に設けられている。
【００１７】
ケース１７の内部には、共振バネ３、走査ユニット４、検出用照明５、検出器６、第１集光レンズ２０、凸レンズ２１、光エネルギー密度調整手段３０、第２集光レンズ４０、発光器８、駆動用磁石９、駆動軸１０、駆動ベルト１１、固定子１４を有するリニアモータ１２、駆動用モータ１３、電源１５、制御基板１６等が取り付けられている。
走査ユニット４は、駆動用磁石９と固定子１４を有するリニアモータ１２との相互作用により移動方向２の方向に動き、共振バネ３の作用により滑らかに均一の動きになるようになっている。
【００１８】
走査ユニット４には、検出用照明５、検出器６、発光器８、駆動用磁石９、第１集光レンズ２０、凸レンズ２１、光エネルギー密度調整手段３０、第２集光レンズ４０が配置されている。検出用照明５は皮膚面を照らすためのもので、ＬＥＤ等で構成されている。検出器６は、検出用照明５で照らされた皮膚面からの反射光を検出するもので、光センサ、小型のＴＶカメラ等が用いられる。また、検出器６には、その他、赤外線センサや紫外線センサ、接触センサ（圧力センサ）を用いることができ、この場合には検出用照明５は特に必要がなくなる。この検出器６は、体毛（毛穴）位置の検出と皮膚色の検出の両方に用いられる。
【００１９】
一方、脱毛を行うために発光器８が設けられており、発光器８から照射された光は、第１集光レンズ２０、凸レンズ２１、光エネルギー密度調整手段３０、第２集光レンズ４０を通過して光ビームが集束させられて、毛根（発毛細胞）に光を照射する。発光器８は、レーザ光源を用いても良いし、単なる光源であっても良い。図６（ａ）に示すように、平均的に毛穴から深さ４〜５ｍｍに毛根が存在するが、毛根付近の発毛細胞めがけて一定エネルギーの光を照射すると発毛細胞に刺激を与えたり、細胞を破壊することができる。このため、毛穴位置を認識できれば、この位置に基づいて光を照射する。
【００２０】
図２からもわかるように、走査ユニット４に取り付けられた検出器５と発光器８とは、一定の間隔を置いて対になっており、この間隔を保ったまま移動方向１へも移動方向２へも一体で移動する。駆動用モータ１３の回転は駆動ベルト１１を介して駆動軸１０に伝達され、駆動輪２を回転させる。駆動輪２の回転により、走査ユニット４を含めた装置全体が移動方向１の方向に動くようになっている。
【００２１】
電池等からなる電源１５は、制御基板１６、駆動用モータ１３、リニアモータ１２、検出用照明５、検出器６、発光器８等に電気を供給するもので、図示はしていないが適宜配線がなされている。制御基板１６は、ＣＰＵやメモリ等が搭載されており、モータの制御や検出用照明、発光器、検出器の制御等、装置全体の制御を行うとともに、収集されたデータをメモリに記憶させておき、適宜演算を行う等の動作を行う。
【００２２】
本発明の光脱毛装置の全体概観のデザインの一例を示したのが、図３であり、カバー７の中央当たりを手に持って、例えば、髭剃り機のように皮膚面に対して駆動輪２が接触するように置く形状となっている。
【００２３】
光エネルギー密度調整手段３０の構成を示したのが図４である。光エネルギー密度調整手段３０は、３１のレンズ１、３２のレンズ２、３３のレンズ３、３４のレンズ４から構成されている。このように、光エネルギー密度調整手段３０は、ビームエキスパンダーのように第２集光レンズ４０へ入射するビーム径を調整できる作用を有する。
【００２４】
レンズ１、レンズ２、レンズ３、レンズ４を組み合わせた焦点位置可変光学系内でレンズの相対位置関係を変更することで焦点距離が変動し、入射光径が変化する。この変化の様子を示したのが図５である。図５（ａ）は、第２集光レンズ４０への入射光径を小さくした状態（光径Φ１）を表し、図５（ｂ）は、焦点距離１から焦点距離２に焦点距離を変化させて入射光径をΦ１より大きくした状態（光径Φ２）を表す。焦点位置可変光学系を合成レンズとして見た場合、焦点距離が変動することに相当する。
【００２５】
上記の機構を用いれば、第２集光レンズ４０に入射する平行光線の径の大きさを変化させることができるので、発毛細胞への照射ビーム径を変化させることなく、皮膚面での照射ビーム径（面積）を変化させることができる。すなわち、発毛細胞への照射光エネルギーを一定にした状態で、皮膚面での照射光エネルギー密度を変化させることができる。
【００２６】
図６（ａ）に光の照射状態と単位面積当たりの温度との関係を示す。適切な照射部位状態ならば、図のように発毛細胞のみが温度上昇をし、70℃〜42℃の範囲内の温度に調整を行い、その他の組織は温度上昇が少なくなるように調整する。図６（ｂ）は、光のパワーと皮膚表面からの深さとの関係を示す。皮膚細胞などの吸収パワー直線を見ればわかるように、皮膚細胞による吸収、拡散の影響により到達パワー（透過パワー）は皮膚表面から深くなるにつれて低下していく。吸収パワー直線に反比例するパワーを照射（照射光パワー直線）し、発毛細胞に必要なエネルギーレベルとなるように調整する。図の到達パワーは累積吸収パワーと照射光パワーとの差となり、皮膚表面で４２℃以下、発毛細胞の付近で単位面積当たり140〜150ｍW/cm2（単位面積当たりの温度で70℃）とすることで脱毛が可能となる。
【００２７】
しかし、肌状態（肌色、シミ、ホクロ等）により照射状態を変更する必要がある。皮膚色が濃い（例えば黒色）と、皮膚面でエネルギーが吸収され温度上昇しやすので、図８（ａ）のように皮膚面での光の集光スポット径を大きくして単位面積当たりのパワーを弱めて皮膚面で温度上昇を防ぐ必要がある。これは、上述したように、光エネルギー密度調整手段３０を駆動させて図５（ｂ）のように出力ビーム径を拡げるようにすれば、この拡がった光ビームが第２集光レンズ４０に入射し、第２集光レンズ４０は発毛細胞に焦点が定められているため光ビームは屈折して発毛細胞に集束される。そのとき皮膚面での照射状態は図８（ａ）のようになる。図８（ｂ）にはこのときの照射光パワー、累積吸収パワー、到達パワーとの関係を示す。
【００２８】
また、皮膚色が薄い（例えば白色）と、皮膚面でエネルギーが吸収されにくいので、光エネルギー密度調整手段３０を駆動させて、図７（ａ）のように皮膚面での集光スポット径を小さくして単位面積当たりのパワーを強めるようにすることができる。図７（ｂ）にはこのときの照射光パワー、累積吸収パワー、到達パワーとの関係を示す。どちらの場合も発毛細胞が脱毛の最適温度である70℃近傍になるように調整する。
【００２９】
上記光脱毛装置の動作を示すのが、図９のフローチャートであり、図１１に検出器と発光器の移動動作を示す。図１１で「発」と記載しているのは発光器８の位置を、「検」と記載しているのは検出器６の位置を示している（他の図においても同様の意味内容を示す）。また、升目は走査ユニット４の移動ピッチ（分解能）を表しており、発光器位置と検出器位置との間隔は、４ピッチ離れている。
【００３０】
まず、光脱毛装置が皮膚面上に配置されると、第１駆動部（駆動用モータ１３）及び第２駆動部（リニアモータ１２）の変位情報を初期化して、初期駆動位置を設定する（Ｓ１）。第１駆動部（駆動用モータ１３）及び第２駆動部（リニアモータ１２）の変位情報を得るために、これらの各駆動部にはエンコーダ等が取り付けられており、駆動軸の回転に比例したパルスが得られるようになっている。
【００３１】
次に、第２駆動部を駆動し、走査ユニット４を移動方向２の方向に１ピッチ分移動させる（Ｓ２）。移動後の発光器位置における体毛位置情報を制御基板１６上のメモリから読み出す。メモリには、発光器位置から４ピッチ離れた移動方向２のライン分先行して検出器６によって検出された体毛の情報と皮膚色情報が検出器位置の情報とともに記憶されているが、最初の段階では、検出器が４ライン分検出し終わるまで、発光器位置に対応する体毛情報は存在しない。
【００３２】
メモリから読み出された情報に基づいて（Ｓ３）、発光器が毛穴（体毛）認識位置に到達したかどうかを判断し（Ｓ４）、毛穴認識位置に到達した場合には皮膚状態（皮膚色）に応じて光エネルギー密度調整手段３０を調整し、皮膚面に照射される光のスポット径を調整する（Ｓ５）。発光器から光を照射して（Ｓ６）、所定回数光の照射を行った後（Ｓ７）、検出用照明５を照射して検出器６により皮膚面からの反射光量の検出を行う（Ｓ６）。読み出された情報から体毛がない領域から体毛が存在する位置へと変化した地点を毛穴位置と判断するようにしても良い。
【００３３】
また、毛穴認識位置に到達していない場合も、検出用照明５を照射して検出器６により皮膚面からの反射光量の検出を行う（Ｓ６）。上記発光器の照射は、複数回照射するようにすると、発毛細胞を段階的に加熱し、局所的に加熱させるには有効なので複数回照射としたが、脱毛処理時間を短縮化するために照射回数を1回としても良い。複数回照射の場合は、照射回数として４〜５回程度が適切であると考えられる。
【００３４】
検出光量から体毛の存在が認識できたかどうかを判別し（Ｓ９）、体毛の存在が認識できた場合には、第１駆動部及び第２駆動部の原点位置に対する体毛の存在位置の情報（変位情報）と皮膚色の情報をメモリに格納する（Ｓ１０）。体毛からの反射光量は、体毛のない皮膚面からの反射光量よりも少なくなるので、例えば、一定の閾値以下の反射光量を検出器６で検出したときに、その検出位置に体毛（毛穴）が存在すると判断して、位置情報をメモリに格納する。例えば、最大検出光量を２５５レベルとした場合、検出光量レベルが５０以下ならば体毛（毛穴）として認識する。
【００３５】
また、検出器検出領域における最多濃度レベル（最多輝度レベル）を皮膚色情報として格納する。なお、皮膚色情報の検出方法については、以下のように行っても良い。肌画像の平均輝度は130（255階調輝度）と仮定し、平均輝度を中心に±20は測定誤差と考えて輝度レベル範囲を一例として設定（100＜最多輝度レベル≦150）する。基準は発光強度により変動するので、発光強度に対する比率に変更する。発光強度ピークの輝度レベルを255とし、発光輝度の40%＜最多輝度レベル≦発光輝度の60%にして検出し、皮膚色を分類する。
【００３６】
移動方向２へ走査ユニット４をさらに１ピッチ移動させてＳ２〜Ｓ１０までの処理を行い、この動作を第２駆動部の駆動により走査ユニット４が移動方向２の１ライン分の最終位置に到達するまで繰り返す（Ｓ１１）。
【００３７】
１ライン分の移動動作が完了すると、次に第１駆動部による移動動作が完了しているかどうかを判別する（Ｓ１２）。移動動作が完了していない場合は、第１駆動部を駆動して走査ユニット４を１ピッチ分移動方向１に移動させ（Ｓ１３）、第２駆動部の駆動により走査ユニット４を移動方向２の初期位置に戻し、第２駆動部の変位情報を初期化する（Ｓ１４）。一方、移動方向１及び移動方向２への各移動動作がすべて完了した場合には、駆動部の停止表示を装置上で行う（Ｓ１５）。
【００３８】
上記の具体例として、例えば、移動ピッチは２０μｍ、検出器による検出領域径２０μｍ、移動方向２への移動速度は４００ｍｍ／ｓ、移動方向２への１ストローク長は１０ｍｍ、発光器の光出力波長は６５０ｎｍ〜６８０ｎｍ、照射スポット径１００μｍ、照射強度１５０〜２００ｍＷ／（１００μｍ）２、脱毛処理の照射時間１０〜４０ｍｓ、皮膚色検出用の光照射時間１μｓとすることができる。
【００３９】
図１０に、毛穴（体毛）の検出処理の一例を示す。検出器６で取得した皮膚面からの反射光データをまとめて並べて皮膚表面の画像を構成する。なお、検出器の代わりにカメラモジュールを用いても良い。図１０（ａ）のように検出された画像を２値化処理する。２値化レベルはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）ともに１２０とし、肌色レベル（皮膚色）は１２０以上の検出レベルとなる。２値化処理した画像を図１０（ｂ）に示す。肌部は黒色で表し、毛は白色で表されている。検出した肌に明らかに１２０以上のレベルが存在しない場合エッジ処理を行う。エッジ処理画像を図１０（ｃ）に示す。このエッジ処理画像でエッジの交点において毛が無いかを確認する（しわの交点において毛穴が存在するため）。
【００４０】
まず、交点においてしきい値レベルを可変させながら２値化処理を行い体毛を検出する。同一しきい値レベル以上の画素数が一定以下ならば毛が存在しないとする。また、検出したレベルが100以上あり、かつ、検出画素数が150画素以下のものは毛として検出する。1画素が0.75μmに対応するので、150以上100μm以上のサイズとなり平均的な毛穴サイズとなるためである。また、領域が150画素以上あるものについてはしみとして検出する。毛穴位置とともにしみを検出した場合の２値化画像を図１０（ｄ）に示す。
【００４１】
皮膚表面での光の照射エネルギー密度は、上記光エネルギー密度調整手段３０により皮膚色に対応して変えられるが、毛根に存在する発毛細胞に所定のエネルギー（脱毛の最適温度である70℃）を与えるためには、発光器から発生する光のエネルギー等を調整する必要がある。一般的に発光器の出力を変化させるには、発光器に印加する電圧や電流を変化させれば良いのであるが、その他にも様々な手段があり、照射された光の毛根位置への到達エネルギーを変化させる光エネルギー調整手段について以下説明する。
【００４２】
図１２に発光器８の出力光波形を調整して、発毛細胞近傍のエネルギー量を調整する構成を示す。図１２（ａ）は、パルス幅Ｔ１、周期Ｔ２の基本となる出力光波形であるが、図１２（ｂ）は、周期Ｔ２を保持してパルス幅を変化させてエネルギー量を調整するものである。例えば、パルス幅を２倍（２×Ｔ１）にすることで照射エネルギー量は２倍となる。一方、１２（ｃ）は、パルス幅Ｔ１を保持して周期を変化させてエネルギー量を調整するものである。
【００４３】
例えば、周期を１／２（Ｔ１×１／２）にすることで照射エネルギー量は２倍となる。これらは、制御基板１６に搭載されている発光駆動回路の駆動パルス幅や駆動パルス周期を変化させることで発光器８の出力波形を変化させることができる。
【００４４】
前述したように発光器の照射は、複数回照射するようにすると、発毛細胞を段階的に加熱し、局所的に加熱させるには有効であるが、この複数回照射パターンの具体例を示すのが図１３である。図１３（ａ）は、皮膚色の薄い部分（白っぽい肌部分）に対する発光パルス波形とその照射による発毛細胞温度変化との関係を示し、図１３（ｂ）は、皮膚色の濃い部分（黒っぽい肌部分）に対する発光パルス波形とその照射による発毛細胞温度変化との関係を示す。白っぽい肌はメラニンが少ないので、メラニンによる熱吸収が少ない。そこで、黒っぽい肌よりも高い出力で１回当たり長時間光を照射し、かつゆっくりとした周期で行う。
【００４５】
逆に、黒っぽい肌は弱い出力で頻繁に光を照射することで、皮膚のメラニンの吸収よりも多くのエネルギーを毛根に与える。上記光エネルギー密度調整手段３０の作用と組み合わせることで、皮膚色の濃い部分にはよりダメージを少なくすることができ、一方、皮膚色の薄い部分については迅速に脱毛処理ができる。
【００４６】
光エネルギー密度調整手段３０からのビーム径が変化することによって皮膚表面に対する照射角度が変化するが、この照射角度、光の照射パワー（エネルギー）、光発生の駆動周期と肌色（皮膚色）との適切な関係の一例を示すのが図１４である。照射角度については、一般的なレーザ光源の広がり角が40°〜60°なので、中間色の場合にはその値に設定する。照射パワーについては、海外で一般に使用されている脱毛器の照射パワーが１２〜１４Ｊ／cm２であるので、白色肌の場合にはその値に設定する黒色肌にはメラニンが白色よりも２倍以上は含まれていることからパワーを１／２程度に落す。光駆動周期については、２５０ｍＷ半導体レーザにて脱毛可能なエネルギー量である１００μm当たりに１５Ｊのエネルギーを照射時の周期が１００ms程度であるので、その値を中心として±10％を白色肌値としている。
【００４７】
図１５は、第２集光レンズ４０の光照射側に液晶シャッター５１を配置した構成を示す。第２集光レンズ４０に設けた液晶シャッター５１により、第２集光レンズ４０からの照射される光量を調整する。液晶シャッター５１の印加電圧を調整して液晶シャッター５１の透過率（液晶シャッターの濃度）を調整する。印加電圧大につれて透過率は増大するが、例えば、印加電圧を0.4V下げること（例えば3.3V→2.9Vで透過率90%→50%となる）で透過率を40%ダウンさせられるようになっている。このようにして発毛細胞に与えるエネルギー量を最適になるように調整する。
【００４８】
図１６は、発毛細胞近傍での照射ビーム径を可変にした構成を示す。基本的構成は、図１、２と同様であるが、第２集光レンズ４０を集光レンズホルダー５２に格納し、この集光レンズホルダー５２をボールネジ５３を介して駆動モータ等（図示せず）により上下方向に移動させようとするものである。第２集光レンズ４０を上下させることにより、発毛細胞近傍での照射径が大きくなったり、小さくなったりする。
【００４９】
発毛細胞近傍の温度を下げる場合には図１６（ａ）のように第２集光レンズ４０を移動させて発毛細胞近傍での照射ビーム径を大きくし（照射面積が広がり単位面積当たりの照射エネルギー量は減少する）、発毛細胞近傍の温度を上げる場合には図１６（ｂ）のように第２集光レンズ４０を移動させて発毛細胞近傍での照射ビーム径を小さくする。上記光エネルギー密度調整手段３０の作用と組み合わせることで、皮膚色の濃い部分にはよりダメージを少なくすることができ、一方、皮膚色の薄い部分については迅速に脱毛処理ができる。
【００５０】
図１７は、メラニン、酸化ヘモグロビンにおける照射光の波長に対する吸収度分布を示す。波長域650〜680nmがヘモグロビンとメラニンの吸収比率が1:100となり最大となる。上記波長域の光源を用いることで、皮膚下の血液には光がほとんど吸収されずに、毛根周辺の発毛細胞に存在するメラニンに光が効率よく吸収されるので、皮膚下へのエネルギー浸透率を向上させることができ、発毛細胞に高効率でエネルギーを照射することができる。
【００５１】
この特定の波長域を用いるための構成を示すのが図１８である。フィルター５９は波長域660〜680nmの光を透過率95％以上で透過する。フィルター５９はフィルター駆動用モータ５７で駆動することで、第２集光レンズ４０の前に移動する。ボールネジ５８は、光路を遮らないように第２集光レンズ４０の後方に配置されており、フィルター５９とこのフィルターの取り付け板とはＬ型に構成されている。
【００５２】
発光器８に使用する光源はレーザダイオード、ＬＥＤ、フラッシュランプのいずれでも使用可能なように着脱できる構造となっている。光源が単一波長を有する光源の場合には、フィルターを使用する必要がないので、フィルター５９は第２集光レンズ４０の前に移動させずに図の破線位置に待機しており、ブロードな波長を有する光源を使用する場合にフィルター５９を第２集光レンズ４０の前に移動させる。
【００５３】
次に、構成は図１８のままで、異なる特性のフィルター５９を用いた例を示す。フィルター５９は波長域900nm以上の光を透過率95％以上で透過するものを用いる。発光器８に使用する光源はフラッシュランプなどの波長帯の広いもの、特に脱毛処理が最適に行われる650nm〜680nmの波長帯と900nm以上の波長帯を有する光源を使用する。光源が単一波長を有する光源以外の光源（安価なフラッシュランプなどのブロードな波長を有するランプ）を使用することで、光源を安価に構成することができる。
【００５４】
図１７からわかるように、900nm以上の波長ではヘモグロビン、メラニンとも吸収しにくい。ヘモグロビン、メラニンともに吸収しにくいので、照射された皮膚において吸収が少なく皮膚全体が加熱させられることになり、マッサージ効果を発揮する。
【００５５】
このようにブロードな波長を有するランプの場合では、まず、フィルター５９を用いないで光を照射して脱毛処理を行った後、フィルター５９を第２集光レンズ４０の前へ移動することで900nm以上の波長帯を選択して照射することにより、脱毛処理、マッサージ処理を切り替えることができる。また、脱毛処理前、または脱毛処理後に900nm以上の波長帯を有する光を照射してマッサージを行い、脱毛処理による皮膚ダメージを緩和しても良い。
【００５６】
脱毛の場合の照射パターン、照射方法は上述した例と同様に行い、マッサージの場合の照射パターンは照射パルス幅が1〜9秒（赤外線治療器の照射時間と同レベル）で行う。皮膚表面の温度が42℃を超えないようにするために、赤外線治療器の照射時間と同レベルの照射時間とすることで赤外線治療器と同様の温度上昇（42℃程度）を実現しようとするものである。
【００５７】
図１９は、異なる光源を用いた２個の発光器を使用する構成を示す。光源Ａは650〜680nmの波長域の光源（ＬＤ、ＬＥＤ等）、光源Ｂは900nm〜の波長域を有する光源（近赤外光源）である。光源Ａと光源Ｂは光源駆動用モータ５５がボールネジ５６を駆動することにより第１集光レンズ２０の真上位置に各々移動する。
【００５８】
光源駆動用モータ５５を駆動して、脱毛処理の場合には光源Ａを用い、脱毛処理が終った後に光源Ｂを用いて光を照射すれば、900nm以上の波長では、へモグロビン、メラニンともに吸収しにくいので、照射された皮膚において吸収が少なく皮膚全体が加熱させられることになり、マッサージ効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の光脱毛装置の正面断面図である。
【図２】図１の構成を下方向から見た断面を示す図である。
【図３】本発明の光脱毛装置の概観デザインの一例を示す図である。
【図４】光エネルギー密度調整手段の構成を示す図である。
【図５】光エネルギー密度調整手段の作用を示す図である。
【図６】光の照射状態と単位面積当たりの温度との関係、光のパワーと皮膚表面からの深さとの関係を示す図である。
【図７】皮膚色が薄い場合の光の照射状態と単位面積当たりの温度との関係、光のパワーと皮膚表面からの深さとの関係を示す図である。
【図８】皮膚色が濃い場合の光の照射状態と単位面積当たりの温度との関係、光のパワーと皮膚表面からの深さとの関係を示す図である。
【図９】本発明の光脱毛装置の動作を示すフローチャート図である。
【図１０】毛穴（体毛）の検出処理の一例を示す図である。
【図１１】検出器と発光器との動作を示す図である。
【図１２】発光器の出力光波形を調整して、光エネルギー量を調整する様子を示す図である。
【図１３】発光パルス波形を変化させた場合のその光照射による発毛細胞温度変化との関係を示す図である。
【図１４】照射角度、光の照射パワー、光発生の駆動周期と肌色との関係を示す図である。
【図１５】液晶シャッターを第２集光レンズの前に設けた構成例を示す図である。
【図１６】第２集光レンズを移動可能にした構成例を示す図である。
【図１７】メラニン、酸化ヘモグロビンにおける照射光の波長に対する吸収度分布を示す図である。
【図１８】第２集光レンズの前にフィルター移動可能にした構成例を示す図である。
【図１９】異なる光源を第１集光レンズの真上に移動可能にした構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    照射窓
２    駆動輪
３    共振バネ
４    走査ユニット
５    検出用照明
６    検出器
７    カバー
８    発光器
９    駆動用磁石
１０  駆動軸
１１  駆動ベルト
１２  リニアモータ
１３  駆動用モータ
１４  固定子
１５  電源
１６  制御基板
１７  ケース
２０  第１集光レンズ
２１  凸レンズ
３０  光エネルギー密度調整手段
４０  第２集光レンズ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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