(57)【要約】剃刀システムは、刃を有する剃刀カートリッジと、剃刀カートリッジに取り付けられたハンドルとを含む。センサは剃刀システムに配置され、シェービング時に検知されたパラメータを表すセンサ信号を発生する。センサは、電磁誘導センサ、超音波センサ、ホール効果センサ、容量センサ、電荷移動センサ、電界センサ、光電センサ、磁気ひずみセンサ、及び、角速度センサのうちの少なくとも一つを含む。
2005536287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１枚の刃を含む剃刀カートリッジと、
剃刀カートリッジに取り付けられたハンドルと、
剃刀システムに連結され、シェービング時に検知されたパラメータを表すセンサ信号を発生する非圧電型センサと、
を具備する剃刀システム。
【請求項２】
センサが電磁誘導センサ、超音波センサ、ホール効果センサ、容量センサ、電荷移動センサ、電界センサ、光電センサ、磁気ひずみセンサ、及び、角速度センサのうちの少なくとも一つを含む、請求項１記載の剃刀システム。
【請求項３】
カートリッジの少なくとも一部分がシェービング動作中に毛のある表面の輪郭に追従するため移動可能である、請求項１記載の剃刀システム。
【請求項４】
センサに電気的に接続された受容部を具備し、
受容部が対応したフィードバック信号を発生するためセンサ信号を処理する信号コンディショニング回路を含む、
請求項１記載の剃刀システム。
【請求項５】
信号コンディショニング回路に電気的に接続され、少なくとも１枚の剃刀刃に動作的に接続されたアクチュエータを具備し、
アクチュエータがフィードバック信号に応答して少なくとも１枚の剃刀刃を動かす、
請求項４記載の剃刀システム。
【請求項６】
アクチュエータが剃刀カートリッジに動作的に接続され、フィードバック信号に応答して剃刀カートリッジを動かす、請求項５記載の剃刀システム。
【請求項７】
ハンドルが可撓部を有し、アクチュエータがハンドルの可撓部に動作的に接続されフィードバック信号に応答して可撓部を動かす、請求項５記載の剃刀システム。
【請求項８】
信号コンディショニング回路に電気的に接続されたインジケータを具備し、
インジケータがフィードバック信号に応答する、
請求項４記載の剃刀システム。
【請求項９】
センサが剃刀カートリッジに配置される、請求項１記載の剃刀システム。
【請求項１０】
センサがハンドルに配置される、請求項１記載の剃刀システム。
【請求項１１】
センサが導電ターゲットとセンサとの間の距離を検知する電磁誘導センサである、請求項１記載の剃刀システム。
【請求項１２】
センサが剃刀カートリッジの裏側で剃刀ハンドルに配置され、ターゲットが少なくとも１枚の刃である、請求項１１記載の剃刀システム。
【請求項１３】
センサがハンドルに配置された超音波センサであり、一つ以上の皮膚拘束要素の動きを監視するため超音波周波数で共振する、請求項１記載の剃刀システム。
【請求項１４】
センサがホール効果センサであり、
ホール効果センサが
磁界を発生する磁石と、
電流の流れの向きと直角である磁界に配置された電流伝搬導体と、
を含む、
請求項１記載の剃刀システム。
【請求項１５】
磁石が剃刀ハンドルに配置され、電流伝搬導体が剃刀カートリッジに配置される、請求項１４記載の剃刀システム。
【請求項１６】
センサがセンサ極板及びターゲット極板を有する容量センサであり、
センサがセンサ極板とターゲット極板との間の距離に応じた容量の変化をそれらの間の距離に応じて監視する、
請求項１記載の剃刀システム。
【請求項１７】
少なくとも１枚の刃が、
センサ極板が配置された第１の刃と、
ターゲット極板が配置された実質的に平行である第２の刃と、
を具備する、
請求項１６記載の剃刀システム。
【請求項１８】
センサが湿気レベル及び含有物を判定するため使用される電荷移動センサである、請求項１記載の剃刀システム。
【請求項１９】
センサが互いに接近した一対の電極を含む電界センサであり、
電極が両方の電極間に動的変位情報を表すように変化する電界を発生する、
請求項１記載の剃刀システム。
【請求項２０】
電極間の距離は少なくとも１枚の刃が動かされるときに変化する、請求項１９記載の剃刀システム。
【請求項２１】
センサが光源及び感光検出器を有する光電センサである、請求項１記載の剃刀システム。
【請求項２２】
光源がレーザー光を含み、センサが少なくとも１枚の刃の偏向の距離を測定するため利用される、請求項２１記載の剃刀システム。
【請求項２３】
センサが磁気ひずみセンサであり、少なくとも１枚の刃の変位を監視するため、電流パルスが発信され、音響波が検知される、請求項１記載の剃刀システム。
【請求項２４】
センサが、可撓部が動かされるときに少なくとも１枚の刃のヨー、ピッチ及びロールを測定するため利用される角速度センサである、請求項７記載の剃刀システム。
【請求項２５】
剃刀システムの剃刀ハンドルに取り付ける剃刀カートリッジであって、
少なくとも１枚の刃と、
当該剃刀カートリッジに配置され、シェービング時に検知されたパラメータを表すセンサ信号を発生するセンサと、
を具備し、
センサが電磁誘導センサ、超音波センサ、ホール効果センサ、容量センサ、電荷移動センサ、電界センサ、光電センサ、磁気ひずみセンサ、及び、角速度センサのうちの少なくとも一つを含む、
剃刀カートリッジ。
【請求項２６】
センサが導電ターゲットとセンサとの間の距離を検知する電磁誘導センサである、請求項２５記載の剃刀カートリッジ。
【請求項２７】
センサが超音波センサであり、一つ以上の皮膚拘束要素の動きを監視するため超音波周波数で共振する、請求項２５記載の剃刀カートリッジ。
【請求項２８】
センサがホール効果センサであり、
ホール効果センサが
磁界を発生する磁石と、
電流の流れの向きと直角である磁界に配置された電流伝搬導体と、
を含む、
請求項２５記載の剃刀カートリッジ。
【請求項２９】
センサがセンサ極板及びターゲット極板を有する容量センサであり、
センサがセンサ極板とターゲット極板との間の距離に応じた容量の変化をそれらの間の距離に応じて監視する、
請求項２５記載の剃刀カートリッジ。
【請求項３０】
少なくとも１枚の刃が、
センサ極板が配置された第１の刃と、
ターゲット極板が配置された実質的に平行である第２の刃と、
を具備する、
請求項２９記載の剃刀カートリッジ。
【請求項３１】
センサが湿気レベル及び含有物を判定するため使用される電荷移動センサである、請求項２５記載の剃刀カートリッジ。
【請求項３２】
センサが互いに接近した一対の電極を含む電界センサであり、
電極が両方の電極間に動的変位情報を表すように変化する電界を発生する、
請求項２５記載の剃刀カートリッジ。
【請求項３３】
電極間の距離は少なくとも１枚の刃が動かされるときに変化する、請求項３２記載の剃刀カートリッジ。
【請求項３４】
センサが光源及び感光検出器を有する光電センサである、請求項２５記載の剃刀カートリッジ。
【請求項３５】
センサが磁気ひずみセンサであり、少なくとも１枚の刃の変位を監視するため、電流パルスが発信され、音響波が検知される、請求項２５記載の剃刀カートリッジ。
【請求項３６】
センサが少なくとも１枚の刃のヨー、ピッチ及びロールを測定するため利用される角速度センサである、請求項２５記載の剃刀カートリッジ。
【請求項３７】
電磁誘導センサ、超音波センサ、ホール効果センサ、容量センサ、電荷移動センサ、電界センサ、光電センサ、磁気ひずみセンサ、及び、角速度センサのうちの少なくとも一つから発生され、シェービング時に検知されたパラメータを表すセンサ信号を受信する受容部を有し、
フィードバック信号を発生するためセンサ信号を処理する信号コンディショニング回路を具備する、
剃刀ハンドル。
【請求項３８】
信号コンディショニング回路に電気的に接続されたアクチュエータを具備し、
アクチュエータがフィードバック信号に応答して移動する、
請求項３７記載の剃刀ハンドル。
【請求項３９】
アクチュエータがハンドルの可撓部に動作的に接続され、フィードバック信号に応答して可撓部を動かす、請求項３８記載の剃刀ハンドル。
【請求項４０】
信号コンディショニング回路に電気的に接続されたインジケータを具備し、
インジケータがフィードバック信号に応答して指示を与える、
請求項３７記載の剃刀ハンドル。
【請求項４１】
センサがハンドルに配置される、請求項３７記載の剃刀ハンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、「in situセンサを具備した剃刀(RAZOR WITH IN SITU SENSOR)」に関する米国特許第６，００９，６２３号に関連し、２００２年８月２１日に出願された米国仮特許出願第６０／４０５，２５７号に基づく優先権を主張し、その米国仮特許出願に開示された本質的な内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は剃刀システムのセンサに関する。特に、本発明は、剃刀システムにおいて、剃り味を改良又は評価する際に役立つシェービング器具の動きを実現し、シェービング器具への指示を形成するため、シェービング時に受ける力を監視し、その力に応答するセンサに関する。
【背景技術】
【０００３】
剃り味を改良するための試みは長年に亘って続けられている。剃り味を改良するための試みの殆どは、シェービング時に剃刀が受ける各種の力に対して剃刀カートリッジと刃をより敏感にすることに向けられていた。これらの試みの例には、刃、シェービング力に応答して収縮又は屈曲するカートリッジ、及び、外から加えられた力に応答して内側と外側へ動く刃のような可動コンポーネントを有する剃刀システムが含まれる。一般に、従来技術のシェービングシステムは、剃刀に対して発生させられた外力の結果として利用者の皮膚の輪郭に追従する。多くの場合に、この反応は非常に遅いので、利用者の皮膚の切断又は刺激を回避することができない。この原因の大部分は従来型の剃刀が不連続点を予想しないという事実にある。それどころか、剃刀は不連続点に遭遇したことに反応し、何らかの補正は不連続性と連動した後でなければ行われない。
【０００４】
非接触的に皮膚を拘束する位置に配置された圧電センサ、圧電抵抗センサ、又は、ポテンショメータを剃刀システムに組み込むための試みがなされている。シェービング時に、このセンサは、剃刀カートリッジ及び刃と相対的に外から加えられた力に応答して電気信号を発生する。信号は一つ以上の受容部に送信され、受容部はシステムコンフィギュレーションを調整するためアクチュエータを駆動し、或いは、その信号に応答して検出可能な指示を与える。
【０００５】
しかし、圧電センサ、圧電抵抗センサ、又はポテンショメータセンサは、センサ自体の応力又は動きに応答して信号を発生し得るだけであり、刃又は剃刀カートリッジ上の動き又は力を間接的に検出し得るだけである。さらに、圧電／圧電抵抗センサ、及び、ポテンショメータセンサは、ターゲット（たとえば、皮膚表面又は刃表面）からセンサまでの距離、剃られる毛深い表面の密度、動的な変位測定量、及び、センサとターゲットとの間の容量の変化などのような要因に感応しない。その上、圧電／圧電抵抗センサ、及び、ポテンショメータセンサは摩耗、埃、塵又は高湿度の環境によって影響され、これらの環境のすべてがシェービング動作中に存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の点に鑑みて、本発明の一般的な目的は、従来技術の剃刀システムに付随した問題点及び欠点を解決又は改良するセンサを有する剃刀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】
【０００７】
本発明は、一態様において、毛深い表面上に存在する毛を切断する少なくとも部分的に露出した刃先を有する少なくとも１枚の刃を含む剃刀カートリッジを備える剃刀システムにある。ハンドルは剃刀カートリッジに取り付けられる。圧電センサ以外のセンサが剃刀システムに連結され、シェービング動作中に検知されたパラメータを表すセンサ信号を発生する。
【０００８】
本発明の一実施例において、剃刀システムは、好ましくは、センサに電気的に接続された受容部を含む。受容部は、センサ信号を処理し、センサ信号に応答してフィードバック信号を発生する信号コンディショニング回路を含む。信号コンディショニング回路は、フィードバック信号に応答して刃又は剃刀カートリッジを動かすアクチュエータに電気的に接続してもよい。或いは、信号コンディショニング回路は、フィードバック信号に応答して、好ましくは、光の形式で指示を与えるインジケータに電気的に接続してもよい。
【０００９】
本発明の別の実施例において、剃刀システムのアクチュエータは、剃刀カートリッジに動作的に接続され、フィードバック信号に応答して剃刀カートリッジを動かす。或いは、アクチュエータは、ハンドルの可撓部に動作的に接続され、フィードバック信号に応答して可撓部を動かしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に現時点での本発明の好ましい実施例を参照する。湿式シェーブ剃刀は、利用者がある程度の回数の使用後にユニット全体を廃棄する使い捨て剃刀と、ユーザがある程度の回数の使用後に刃を支持する剃刀カートリッジを廃棄し交換する永久システムの両方を含む。剃刀カートリッジとハンドルの組み合わせは、永久型と使い捨て型のいずれの場合でも、本明細書中では剃刀システムとして定義される。
【００１１】
本発明は、シェービング時に剃刀に外部から加えられた力に対する応答を受信し生成する１台以上のセンサが配置された湿式シェーブ剃刀システムを提供する。以下で詳述するように、センサは、好ましくは、電磁誘導、超音波、ホール効果、容量、電荷移動、電界、光電、磁気ひずみ又は角速度のいずれかのタイプのセンサである。
【００１２】
センサは剃刀システム上の任意の希望箇所に設置される。その上、図面には２枚の刃を有するカートリッジが例示されているが、センサは２枚以外の枚数の刃を有する剃刀に利用される。
【００１３】
図１及び２を参照すると、本発明の典型的な実施例がカートリッジ１０に一般的に表され、カートリッジは、２枚の刃１１、１２と快適さを与えるコンフォートストリップ１４とを含む。一対の刃１１、１２は、それぞれ、外向きの露出した刃先であって、カートリッジ１０の縦方向に延びる刃先を有する。コンフォートストリップ１４はカートリッジ１０に取り付けられ、刃１１、１２とほぼ平行に延びる。コンフォートストリップ１４には、一般に、潤滑材料、又は、そのほかのシェービング補助剤が含浸させられ、シェービング動作の快適さを改良する。
【００１４】
容量センサ１５、１６は、ブレード１１、１２の二つのほぼ平行な導電部によって形成され、刃と刃の間の容量の変化を検知する。刃１１、１２又は剃刀カートリッジ１０は互いに相対的に変位させられるので、２個の導電センサ１５、１６の間の距離は導電センサ間の容量に反比例する。このような容量の変化は、配線１８を介して剃刀の本体部（図示せず）に設けられた受容部によって検出され、この配線はセンサ１５、１６から電気信号を受信し、剃刀ヘッドの中を通して信号を受容部へ送信する。本実施例では配線１８が図示されているが、他のタイプの電気接続を使用してもよく、たとえば、印刷回路基板及び／又はコネクタが使用される。
【００１５】
容量センサ１５、１６は、シェービング時に受けた力の結果を検出し、それらの力を表す電気信号を供給するためにある位置に配置される。一般に受ける様々な力の中には、カートリッジ１０を上向き又は下向きに曲げる力、及び、１枚の刃又は２枚の刃１１、１２に応力及び歪みを生ずる力がある。本実施例で示されているセンサは容量センサであるが、ホール効果センサ又は電荷移動型センサのようなその他のタイプのセンサを使用してもよい。
【００１６】
図３を参照すると、図示された剃刀システム２０は、剃刀ハンドル２２内に位置決めされたセンサ２１を有する。本実施例では、センサ２１は刃１１、１２に外部から加えられ、ハンドル２２に伝達された力を間接的に測定する。センサ２１は、非圧電方式であり、電磁誘導センサ、超音波センサ、ホール効果センサ、容量センサ、電荷移動センサ、電界センサ、光電センサ、磁気ひずみセンサ、若しくは、角速度センサのうちのいずれか一つ、又は、組み合わせでもよい。可動ピストン２３は運動のためハンドル２２に連結される。ピストン２３の一端２４は剃刀カートリッジ２６を拘束し、一般に反対側の摺動可能な端２８は剃刀ハンドル２２と協働し、センサ２１と有効な通信状態にある。
【００１７】
図４に示されるように、全体的に参照番号２９で表された剃刀ハンドルは、剃刀カートリッジ４４に搭載されたセンサを含む。ハンドル２９は、カートリッジリテイナをハンドル上で保持するため適合したカートリッジリテイナ３０を含む。ピストン３２はハンドル２９に連結され、カートリッジリテイナ３０によって画成された二つの保持端部３５の間に端部３３を含む。導体３４及び受容部は、図４において、電気モーター３６及び信号処理回路３８の形で示され、すべてがハンドルに配置される。剃刀カートリッジをハンドル２９に永久的又は交換可能的に取り付けると、導体３４は剃刀カートリッジ３０の一部分を形成するセンサに接続され、回路を形成し、導体３４を介してセンサ信号を受信する。
【００１８】
センサ信号を受信し処理する２種類の受容部が存在し、それらは本発明の好ましい実施例のそれぞれに利用される。第１の受容部の実施例は能動型であり、センサ信号を処理し、刃をピストン運動させるために応答を作成する信号処理回路の形式をしている。図４に示された実施例において、受容部はアクチュエータと組み合わされた信号処理回路３８であり、アクチュエータはピストン３２をピストン運動させるために使用される。アクチュエータは、連結装置４２と直列に電気モーター３６によって駆動される送りネジ４０のように、ピストン３２を十分に移動させるために適したアクチュエータであればよい。ピストン３２又はピストンの一部分はネジ山が付けられ、モーター３６がセンサから受信した信号に応答して信号処理回路３８によって生成されたフィードバック信号に応答するときに送りネジ４０に沿って上昇する。導体３４は、剃刀カートリッジ４４内のセンサから信号処理回路３８へ電気信号を伝達し、電気回路を完成する。センサ信号に対するモーター３６の応答に基づいて、送りネジ４０は回転し、これに対応してピストン３２は、剃刀ヘッドをピストン運動させて一貫した剃りを生じるために剃刀ヘッド４４を曲げる必要に応じて伸縮する。図５、６及び７に示されるように、ピストン３２の伸張は剃刀ヘッド４４を凸状に曲げ、一方、ピストン３２の収縮は剃刀ヘッド４４を凹状に曲げる。
【００１９】
或いは、図８、９及び１０のそれぞれに示されるように、ハンドル２９は、剃刀ヘッド４４ではなくハンドル２９を伸張、折り曲げ、又は回転させるため、能動型受容部システムと併せて使用される可撓部４５を含む。以下で詳述するように、角速度センサ４６は、可撓部が動かされるときに刃のヨー、ピッチ及びローを測定するため利用可能である。
【００２０】
図１１に示されるように、受容部はまた受動型システムの形でもかまわない。この実施例では、１台以上のセンサが剃刀ヘッドに位置し、ハンドルは上記の実施例と同じように構成される。本実施例において、ハンドル４７内の受容部は動きを生じさせないが、その代わりに、ライト４８のようなインジケータを作動する信号処理回路である。受動型システム内の受容部はまた発光ダイオード（ＬＥＤ）又はその他の希望のインジケータを作動する。信号処理回路はセンサから電気信号を受信し、ライトのようなインジケータを作動し、このインジケータは、何らかの行動をとるべき利用者に視覚的信号を与える。たとえば、センサは、シェービング圧を変えるために視覚的な指示をユーザに生ずる比較可能な電気信号を発生することにより、利用者がシェービング時に加える圧力が過大であるか、又は、過小であるかを区別するため使用される。その上、刃はやがて切れ味が鈍り、毛を切断するために要する圧力が増えるので、余分なシェービング圧の付加は、使い捨て型剃刀を廃棄すべきであること、又は、永久システムの場合には、剃刀カートリッジを交換すべきであることを指示するために使用される。別の実施例では、振動のような動きを生じるようにモーター又は圧電トランスデューサのような装置を作動するために、又は、歌の音符及び／又は人のような音声のような可聴音を生じる回路基板若しくは半導体チップ上の電気回路を作動するために電圧が使用される。さらに別の実施例では、受動型システムは能動型システムと組み合わされる。たとえば、受容部は一定のシェービング圧を生じるためアクチュエータを作動し、一方、同時に、刃が損耗し、交換が必要であることを指示するためインジケータを点灯する。
【００２１】
様々なセンサタイプが上記の剃刀システムで使用され、その中の一部を次に詳細に説明する。
【００２２】
電磁誘導センサ：
本発明の一実施例によれば、１台以上の電磁誘導センサが剃刀ヘッド又は剃刀ハンドルのいずれかで利用される。本明細書で使用されるように、用語「電磁誘導センサ」は、可変インピーダンス、可変リラクタンス、誘導型及び渦電流センサを含む。センサコイルのインピーダンス、リラクタンス、及び誘導の変化を検出するセンサは、産業用途で用いられ、一般に、コイル状導電線を含む。時間的に変化する電流がコイルの中を流れるとき、磁界が生成される。センサコイルのインピーダンスは導電ターゲットとセンサコイルとの間の距離に応じて変化する。磁界を誘導するために低発振周波数が使用されるとき、可変リラクタンスはターゲットとコイルの間の距離に対して非常に感度が高い。インピーダンス、リラクタンス、及び誘導の変化は、ターゲットとセンサコイルとの間の距離の変化に直接的に関係する。
【００２３】
渦電流は、導体が磁界に持ち込まれたときにその導体に誘導される電流である。非磁性伝導のため発生した二次磁界は位置を検知するため利用される有効なインピーダンスを減少させる可能性がある。
【００２４】
渦電流センサはコイル状線により構成される。高発振周波数は、ターゲット導電材料に磁界を誘導し渦電流を生じさせるため使用される。センサコイルの磁界とターゲット材料との間のインピーダンス結合は、センサコイルと導電材料との間の距離に応じて変化する。このインピーダンス変化は変位範囲に亘って較正される。測定範囲はセンサ径に正比例する。最高性能はセンサ径の１０％の距離で達成されるが、ある程度の感度の損失を含んでもセンサ径の５０％の距離まで測定可能である。
【００２５】
図１２を参照すると、本発明の典型的な実施例において、電磁誘導センサ６０が剃刀カートリッジ６２の裏側で剃刀ハンドル内に取り付けられる。磁界６４が生成され、ステンレス鋼の刃６６の近接距離に対する感度がよい。刃６６はターゲット材料として使用してもよく、又は、信号を誘導するため導電材料を剃刀ヘッド又は刃に組み込み、堆積させ、又は、塗布してもよい。
【００２６】
電磁誘導センサを使用する動的変位測定が能動型又は受動型フィードバック機構とは独立に、又は、一体として利用され、シェービング過程を改善及び向上させることができる。変位測定は、カートリッジ及び／又は刃の位置、並びに、剃刀ヘッドの位置を能動的に制御するため使用される。受動モードでは、剃刀ヘッド交換の必要性、及び、剃刀ヘッドの位置変更の必要性を指定するため識別できる信号が使用される。
【００２７】
超音波センサ：
図１３を参照すると、本発明の別の実施例では、１台以上の超音波センサ７０が利用される。超音波７２は可聴範囲よりも高い周波数をもつ音波である。超音波の発信及び反射波７４の監視は、一般に、映像化、検出及び測定のため使用される。超音波トランスデューサ７０は一般に圧電材料及び磁気ひずみ材料から製造される。超音波トランスデューサは、超音波周波数で共振し、音波７２を刃７６のような対象物へ発信する。対象物距離は、発信超音波７２と反射超音波７４との間の時間間隔によって決定可能である。この信号は非常に高感度であり、長い距離であっても移動対象物を容易に測定する。材料密度は、また、非移動対象物に対する短い超音波の発信すなわちバーストの反射を監視することによって特定可能である。超音波センサは、埃、塵又は高湿度の環境によって影響されない。
【００２８】
本発明の種々の態様によれば、超音波センサは少なくとも二つの方式で使用できる。超音波センサはハンドルに取り付けられ、一つ以上の皮膚拘束要素、たとえば、剃刀刃の動きを監視し、剃刀ヘッド全体の動きを監視し、剃刀カートリッジ、刃又は剃刀ヘッドを調整するため能動型フィードバックシステムに信号を供給する。この超音波センサは、付加的若しくは代替的に、ハンドル、又は、刃のような一つ以上の皮膚拘束要素に取り付けられ、剃られる領域の形体を監視する。剃られる領域の密度測定は、剃り味を向上させるため、剃刀カートリッジ、刃又はヘッドを調整するため使用可能である。受動モードにおいて、信号は、刃若しくは剃刀ヘッドの交換の必要性、及び／又は、剃刀ヘッドの位置変更の必要性を指定するため使用可能である。
【００２９】
ホール効果センサ：
本発明の別の実施例は１台以上のホール効果センサを利用する。ホール効果は、電流を伝搬する導体が電流の流れと直角な向きの磁界に置かれたとき、導体に電位勾配を生じさせる。
【００３０】
図１４及び１５はホール効果の基本原理の説明図である。図１４は、半導体材料（ホール素子）から作られ、電流Ｉ（参照番号８２）が中を流れる薄いシート８０を表す。出力端子８４及び８６は、ホール素子の対向する側面の取り付け点８８及び９０に接続され、端子は電流の流れの向きに対して直角に向けられる。磁界が存在しないとき、電流分布は一様であり、出力端子８４と８６の間には電位差Ｖ（参照番号９２で示される）が見られない。
【００３１】
図１５を参照すると、垂直な磁界Ｂ（参照番号９４）が存在するとき、ローレンツ力が電流に影響を与える。ローレンツ力は電流８２の分布を妨げ、その結果として、出力端子８４と８６との間に電位差Ｖｈ（参照番号９６）が生じる。この電圧Ｖｈはホール電圧と呼ばれる。ホール電圧９６は、電流Ｉと磁界Ｂのベクトル外積に比例する。
【００３２】
図１６を参照すると、１台以上のホール効果センサ１０２がハンドル１０４の上部に設けられた剃刀システム１００の典型的な実施例が表されている。この実施例では、刃１０６の少なくとも一部分は磁化され、磁界１０８を作る。ホールセンサ１０２は、刃１０６からの磁界１０８がセンサのホール素子の中を通る電流の流れに直角になるように向けられる。
【００３３】
ホール効果センサ１０２は、１個以上のホール素子を有し、適切な信号コンディショニングがその中に組み込まれている。ホール効果センサは、磁束に対して直線性があるが、距離に対して直線性はない。しかし、これらのセンサは非常に再現性があり、希望の範囲について較正可能である。
【００３４】
磁界１０８は、代替的に、磁界が電流を搬送する対象物、すなわち、ホール素子によって検出可能であるように、剃刀ハンドル１０４、剃刀カートリッジ１１０又は刃１０６自体の内部に磁石を組み込むことにより発生させてもよい。ホール素子は、或いは、剃刀ハンドル、剃刀ヘッド、剃刀刃、又は、その他の皮膚拘束要素上の導電性の線、プレート又は膜でもよい。剃刀刃自体がホール素子でもかまわない。
【００３５】
ホール効果センサを使用する動的変位測定が能動型又は受動型フィードバック機構とは独立に、又は、一体として利用され、シェービング過程を改善及び向上させることができる。変位測定は、剃刀カートリッジ及び刃の位置、並びに、剃刀ヘッドの位置を能動的に制御するため使用される。受動モードでは、カートリッジ交換の必要性、及び／又は、剃刀ヘッドの位置変更の必要性を指定するため１個以上の信号が使用される。
【００３６】
容量センサ：
図１及び２を参照すると、本発明のさらに別の実施例によれば、１台以上の容量センサ１５、１６が利用される。容量センサは容量の変化を検知する。コンデンサは、誘電又は絶縁材料（本例では、空気）によって隔離された２枚の平行な極板により構成される。このセンサは一方の導電面１５であり、ターゲットがもう一方の導電面１６であり、それらの間には誘電又は絶縁材料としての材料が設けられる。容量は導電極板間の材料の誘電率と極板間の共通面積とに正比例し、極板間の距離に反比例する。この関係は、変位測定量を獲得するためセンサとターゲットとの間の距離に応じて容量の変化を監視することを可能にさせる。また、極板間の距離が一定であり、極板間の環境が変化するときには、極板間の誘電率の変化に関する情報を獲得することも可能である。
【００３７】
かくして、本発明のこの態様は、導電面がセンサとしての役割を果たすために剃刀ヘッド又はカートリッジのいずれかの場所に置かれ、別の導電面であるターゲットが剃刀ヘッド又はカートリッジに置かれ、センサとカートリッジの導電面が平行である剃刀システムを含む。ターゲット又はセンサの導電面は刃若しくは刃の材料により作ることができる。導電面は、剃刀システムのどの場所でも塗布、被膜又は挿入することができる。センサ及びターゲットは、二つの導体の間の距離が刃又は剃刀カートリッジが変位させられるときに変化するような形で取り付けなければならない。容量センサを使用する動的変位測定は能動型又は受動型フィードバック機構と一体として利用され、シェービング過程を改善及び向上させることができる。変位測定は、剃刀カートリッジ及び刃の位置、並びに、剃刀ヘッドの位置を能動的に制御するため使用される。受動モードでは、カートリッジ交換の必要性、及び／又は、剃刀ヘッドの位置変更の必要性を指定するため１個以上の信号が使用される。これらのセンサはまた剃刀システム内で使用され、刃が使われるときのシェービング環境の湿気レベル及び環境条件を監視し、及び／又は、このような環境における刃の寿命を判定することも可能である。
【００３８】
電荷移動センサ：
図１７は、本発明の剃刀システムでも使用される電荷移動センサ１２０の典型的な実施例を説明する。剃刀システムの刃Ｂ１のような導電対象物は、湿気、又は、毛深い表面までの近接性などの条件に応じて変化する容量Ｃｘを有する。帯電した刃Ｂ１は、正味の電荷の損失なく別のコンデンサＣｓに接続されたとき、その電荷の一部を転送する。一方のコンデンサＣｓの容量が他方のコンデンサＣｘの容量よりも著しく大きいとき、殆どすべての電荷が容量の大きいコンデンサへ移され、その結果として、そのコンデンサにその電荷に正比例する電圧Ｖｓが生じる。基準電圧Ｖｒを使用して未知のＣｘから既知コンデンサＣｓへの移動中に生じる電圧Ｖｓは、未知のコンデンサの値Ｃｘを計算するために使用可能である。
【００３９】
グラウンド基準又はオープンエレクトロード検出のため使用される電荷移動センサの一つの形式は、接地ＧＮＤに関して検知素子の急速充電及び放電を伴う。容量Ｃｘを有する刃Ｂ１のような電極素子は、最初にスイッチＳ１を介して電圧基準Ｖｒに接続される。次に、Ｓ１は、Ｃｘが基準電圧Ｖｒの電位まで十分に充電された後に再び開かれる。次に、コンダクタンスＲｘによって生じるリーク効果を最小限に抑えるためにできるだけ短い遅延の後、スイッチＳ２が再び開かれる。電荷は、次に、電荷検出器ＣＤから読み出され、使用される。電荷検出器ＣＤは、単にＣｘの予想値よりも遙かに大きいコンデンサＣｓでもよく、得られた電圧Ｖｓを緩衝、増幅する増幅器Ａに接続される。これらの状況は、次の測定のためスイッチＳ３を用いて放電され、リセットされる。
【００４０】
Quantum Research Groupによって開発されたQProx（トレードマーク）のようなセンサは、このチャージトランスファの原理を使用し、湿式剃刀システムを向上させるため利用可能である近接検出、位置検知、材料分析及びその他の特徴を組み込むためにこの考え方を実現している。
【００４１】
水は、その本質的な導電性のため、検出電流を伝導し、これにより、一貫性のない形で容量性負荷を増加させる。このようなランダムな作用はモデル化不可能であり、湿式環境における電荷移動センサの使用を困難にさせる。しかし、QProx（トレードマーク）センサは、水及び湿気の影響を抑制するため短いパルスを使用する。QProx（トレードマーク）センサは、水に関するこのセンサの周波数感度をうまく利用し、湿気レベル及び含有物を判定するため応答を監視する間に、周波数を変えることが可能である。
【００４２】
このような電荷移動装置は、剃る人の皮膚がシェービングのため適切に水分を補給されているかどうかを判定するため剃刀システムで使用され、利用者の皮膚条件を利用者に通知するか、又は、皮膚に水分を補給する装置を作動することが可能である。電荷移動センサは、刃とカートリッジの位置を監視するため動的変位測定量を判定するために使用される。これらの測定は、能動型又は受動型フィードバック機構と一体にされ、シェービング過程を改善及び向上させることができる。変位測定は、剃刀カートリッジ及び刃の位置、並びに、剃刀ヘッドの位置を能動的に制御するため使用される。受動モードでは、カートリッジ交換の必要性、及び／又は、剃刀ヘッドの位置変更の必要性を指定するため１個以上の信号が使用される。
【００４３】
付加的に及び／又は代替的に、材料分析が長時間に亘って刃に関して実行され、刃の状況及び損耗を判定する。このような情報は、刃を交換すべき時期をユーザに指定するため、並びに、長時間に亘って刃の状況に関する情報をユーザに与えるために使用される。電荷移動センサは剃る人が一度のシェービング時に行うストロークの回数をカウントするためにも使用され、この回数は刃を交換すべき時期を指定するために使用される。このような情報は、剃る人ごとの個別のシェービングパターンを理解するために使用され、このシェービングパターンは利用者のシェービング習慣及び傾向を剃刀に教えるために使用される。電荷移動信号は、剃刀システムの利用者が居るとき、剃刀システムをオンにするためにも使用される。
【００４４】
電界センサ：
本発明のさらに別の実施例によれば、１台以上の電界センサが単独で、又は、他のタイプのセンサと組み合わせて利用される。電界センサは、一般に１ミリワット未満で給電される２個の電極又はアンテナにより構成される。電界強度の変化は、対象物が静止している電極へ向かって、若しくは、電極から離れる方へ移動するときに検出され、又は、電極が互いに接近する方へ、若しくは、互いに遠ざかる方へ移動するときに検出される。これらの変化は動的変位情報を指定し得る。
【００４５】
図１８を参照すると、剃刀システムのための電界センサ１３０の典型的な実施例は、一対の平行な刃１３４のそれぞれに配置された一対の導電コーティングを含む。コーティング１３２は電界センサ１３０の電極又はアンテナとしての役割を果たす。電界１３６は、アンテナ１３２が剃刀システム内に適切に設置された１ミリワット電源１３８によって給電されるときに発生される。刃１３４はシェービング時に動かされるので、刃と刃の間の距離Ｄは変化し、電界１３６も比例して変化する。
【００４６】
導電面により構成されたアンテナは剃刀システム内のいかなる場所に設置してもよい。導電面は剃刀ヘッド又はカートリッジのいかなる場所に設置してもよいが、２本のアンテナは互いに近接していることが必要である。刃若しくは刃の材料はアンテナとして使用可能であり、又は、導電面は剃刀システム内のどの場所に塗布、被覆又は挿入してもよい。アンテナは、刃若しくは剃刀カートリッジが動かされるときに２個の導体間の距離が変化するように取り付けられるべきである。
【００４７】
動的変位測定は能動型又は受動型フィードバック機構と結合され、シェービング過程を改良及び向上させることができる。変位測定は、剃刀カートリッジ及び刃の位置、並びに、剃刀ヘッドの位置を能動的に制御するため使用可能である。受動モードにおいて、カートリッジ交換の必要性、及び／又は、剃刀ヘッドの位置変更の必要性を指定するため１個以上の信号が使用される。
【００４８】
光電センサ：
本発明の別の実施例は単独で、又は、他のセンサと組み合わせて１台以上の光電センサを利用する。光電センサは光を使用して検知する。あらゆる光の波長が使用されるが、現在の検出器テクノロジーは多くの光電検出器を可視及び赤外領域のスペクトルに制限する傾向がある。光電センサは、光源と、感光装置すなわち検出器とを含む。発光ダイオード（ＬＥＤ）は多くの場合にこれらのセンサにおいて光源として使用される。可視及び赤外ＬＥＤが利用可能である。可視ＬＥＤは特に色差を検出するため有用であり、赤外ＬＥＤは安全性のため有用である。他の光源には、可視及び赤外半導体レーザーが含まれる。検出器は、フォトセル、フォトトランジスタ、又は、そのほかの光検出器を含む。
【００４９】
光を使用して偏向及び距離を検出、測定する複数の方法がある。レーザー（及び／又は）のようなコヒーレント光源を用いて、移動ミラーマイケルソン干渉計は偏向する刃の距離を測定するため実現可能である。このセットアップにおいて、刃、又は、刃若しくはカートリッジの裏側に塗布された反射コーティングは移動ミラーとして使用できる。ミラーが移動するとき、光路長が変化する。光路長の変化はコヒーレント光の波長及び強め合う干渉縞の本数に正比例する。ミラーが移動するときに生成される縞の本数は距離の変化の測定量を与える。光源及び干渉計コンポーネントは剃刀ヘッド及びハンドルにあり、オプティカルウィンドウ又は光ファイバの中を通りカートリッジの裏側から剃刀ヘッドを出る。このセンサを適切に動作させるため、検出領域は光反射汚染物質を含むべきではない。特殊コーティングが、レンズ、及び、刃又はカートリッジの反射面に施され、光強度の損失を最小限に抑える。別の構成は、反射端部を備えたカートリッジ又は刃にピストンを取り付ける。このピストンは次に剃刀ヘッドへ案内される。この構成の場合、剃刀ヘッド内部の干渉計コンポーネント及び移動ミラーは汚染物質環境の外にある。
【００５０】
図１９を参照すると、光電センサを実現するもう一つの方法は、剃刀システム１４０に表されるように反射光の強度を監視することである。ターゲット、すなわち、反射面からの反射により検出される光量は、ターゲットと光源との距離に依存する。距離に応じて検出強度に関連付けられた較正曲線は、相対的な距離測定を行うために使用できる。この構成の場合、光源エミッタ１４２は、剃刀カートリッジ１４６の直ぐ後ろ側のハンドル１４４内で剃刀システム１４０に設置される。この例においてエミッタはＬＥＤであるが、レーザーのようなその他の光源を使用してもよい。
【００５１】
エミッタからの光１４８は放射され、ターゲット対象物、すなわち、刃１５０から反射される。反射光１５２はエミッタ１４２の隣に位置する検出器１５４によって検出される。光源は高周波数に変調され、検出器はその周波数に合わされ、これにより、周辺光を拒む。反射面又はコーティングはカートリッジに裏側に塗布可能であり、又は、光を検出器に反射するために刃を直接使用してもよく、若しくは、刃をコーティングしてもよい。カートリッジ又は刃が移動するとき、検出される光量はそれに応じて変化する。このタイプの光電センサはまた光反射汚染物質に対する感度が高い。特殊コーティングが光強度損失を最小限に抑えるためにレンズ、及び、刃又はカートリッジの反射面に施される。反射端を備えたカートリッジ又は刃と接触したピストンを含む構成を実施することが可能である。この構成では、ピストンは剃刀ヘッドに案内され、光学部品は汚染物質環境の外にある。
【００５２】
第３の光電アプリケーションは、光ビームが表面からある角度で反射され、他の角度で検出される三角測量法を組み込む。刃又はカートリッジが移動するとき、偏向ビームは同じように検出器上で移動する。このタイプの光電センサはまた光反射汚染物質に対する感度が高い。特殊コーティングが光強度損失を最小限に抑えるためにレンズ、及び、刃又はカートリッジの反射面に施される。反射端を備えたカートリッジ又は刃と接触したピストンを含む構成を実施することが可能である。この構成では、ピストンは剃刀ヘッドに案内され、光学部品は汚染物質環境の外にある。
【００５３】
１個以上の発光ダイオード及び検出器のペアが刃と平行に配置された光電近接スイッチもまた使用可能である。これらの近接スイッチはエミッタと検出器のペアの間の間隔がわかるように剃刀ヘッド内に設けられる。刃が偏向するとき、刃はビームを遮り、したがって、開いているスイッチと閉じているスイッチの個数によって刃の位置を指定する。この配置はまたピストン構成にも敏感に反応し、刃又は剃刀ヘッドが偏向されるとき、ピストンは光ビームを遮る。
【００５４】
エミッタ及び検出器の入力の２組のペアは直交復号器で使用される。ピストン配置も使用される。ピストンの一端は刃又はカートリッジと接触し、他端は剃刀ヘッド内に案内される。剃刀ヘッド内に案内されたピストンの端は光学的に不透明又は透明な領域のパターンが設けられる。このパターンの間隔はエミッタと検出器のペアの間隔と一致するので、パターンがエミッタと検出器のペアの間に広がるときに、一方のスイッチが開き、もう一方が閉じる。
【００５５】
これらの変位測定システムのすべては、能動型又は受動型フィードバック機構と結合させ、シェービング過程を改善及び向上させることができる。変位測定は、剃刀カートリッジ及び刃の位置、並びに、剃刀ヘッドの位置を能動的に制御するため使用可能である。受動モードにおいて、カートリッジ交換の必要性、及び／又は、剃刀ヘッドの位置変更の必要性を指定するため１個以上の信号が使用される。
【００５６】
磁気ひずみセンサ：
本発明のさらに別の実施例は、単独で、又は、他のタイプのセンサと一体として１台以上の磁気ひずみセンサを使用する。磁界が存在するとき、強磁性材料は横方向と縦方向の両方に変形し得る。この特性は、磁気ひずみ材料製の管により構成された磁気ひずみ導波路が使用されるセンサ構成で利用される。導波路内で、銅線のような導電要素は、導波路の中で電流パルスを伝達するように位置決めされる。導波路に沿った場所であればどこに配置してもよい可動磁石は距離を指定するため使用される。導波路の周りに磁界を導入することによって、導波路内を伝搬し検出される音響パルスが生成される。発信された電流パルスと受信された音響パルスとの間の時間間隔は磁石位置と受信機との間の距離に比例する。
【００５７】
剃刀システムの磁気ひずみセンサ組立体１６０は図２０に示されている。本発明のこの態様によれば、線１６４が管内に同心円状に配置された小型管状磁気ひずみ導波路１６２は、剃刀システム内の刃１６６に対して垂直に設置される。剃刀カートリッジ又は刃１６６と接触するピストン１６８は導波路１６２の周りで滑る。ピストン１６８の端には、シェービング時にピストン１６８が動かされるときに導波路１６２に沿って移動する磁石１７０がある。一定間隔の電流パルス１７２は導体１６４を介して発信される。磁石１７０は導波路１６２の外側に沿って通る可動磁界１７４を発生する。電流パルス１７２はまた磁界１７６を発生し、この磁界１７６は導波路の中心から半径方向に伝搬し、磁石１７０から発生した磁界１７４とほぼ垂直である。二つの磁界１７４及び１７６の交差は、導波路を精密に変形し、ひずみパルスを静止し、このひずみパルスは、音響パルスが検出され波変換器組立体１８０によって電気信号に変換されるまで、音響波パルス１７８として音速で進む。磁石１７０の位置、したがって、刃１６６の偏向量は、電流パルス１７２の発射と音響波パルス１７８の検出との間の経過時間を測定することにより高い精度で判定される。このタイプのセンサは非常に頑強であり、塵、堆積物、及び、水分の環境に対する耐性がある。
【００５８】
動的変位測定は能動型又は受動型フィードバック機構と結合され、シェービング過程を改良及び向上させることができる。変位測定は、剃刀カートリッジ及び刃の位置、並びに、剃刀ヘッドの位置を能動的に制御するため使用可能である。受動モードにおいて、カートリッジ交換の必要性、及び／又は、剃刀ヘッドの位置変更の必要性を指定するため１個以上の信号が使用される。
【００５９】
角速度センサ：
もう一度図１０を参照すると、本発明のさらに別の実施例は、ヨー、ピッチ又はローを検知することができる角速度センサ４６を利用する。各センサは１軸の角速度を検出可能である。シリコンマイクロ機械加工型の角速度センサは、四輪操舵、自動ブレーキング、滑り検出、及び、衝突回避を補助するために自動車産業用のセンサとして非常に有望であるため普及し始めている。
【００６０】
本発明のこの実施例によれば、角速度センサ４６は剃刀ハンドル又はヘッドの慣性運動を検知するため使用される。角速度情報は、利用者が手の届き難い領域を剃るために自分の腕又は手首を曲げなくても済むように、ヘッド角度及び傾きを調整するため使用可能である。これは、非常に人間工学的な剃刀を生み出し、特に、脚の裏側や足首の周りを剃るため身体を曲げる必要がある女性にとって有用であろう。
【００６１】
好ましい実施例が記載され説明されているが、様々な変形及び置換が本発明の精神及び範囲を逸脱することなくそれらの実施例になされるであろう。したがって、本発明は、限定の目的ではなく例示の目的で説明されていることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】容量センサが搭載された剃刀カートリッジの平面図である。
【図２】容量センサを表す線２−２による図１の剃刀カートリッジの断面図である。
【図３】ハンドルとハンドルに搭載されたセンサを有する剃刀カートリッジとを含む剃刀システムの部分断面平面図である。
【図４】剃刀カートリッジに搭載されたセンサから信号を受信するため適合したアクチュエータを有する剃刀ハンドルの平面図である。
【図５】格納位置で表されたアクチュエータが取り付けられた剃刀ハンドル及びカートリッジの平面図である。
【図６】中立位置のアクチュエータを有する剃刀ハンドル及びカートリッジの平面図である。
【図７】拡張位置で表されたアクチュエータが取り付けられた剃刀ハンドル及びカートリッジの平面図である。
【図８】ハンドル内のアクチュエータによって拡張又は格納可能である可撓部を有する剃刀ハンドルの平面図である。
【図９】角度的に変位した位置で表された可撓部を有する剃刀ハンドルの平面図である。
【図１０】ハンドルに配置された角速度センサによって回転的に位置決め可能である可撓部を有する剃刀ハンドルの平面図である。
【図１１】剃刀カートリッジが搭載された剃刀ハンドルの平面図であり、ハンドルに取り付けられたインジケータライトが表されている。
【図１２】剃刀カートリッジの裏側で剃刀ハンドル内に設置された電磁誘導センサを有する剃刀システムの平面図である。
【図１３】剃刀カートリッジの裏側で剃刀ハンドル内に設置された超音波センサを有する剃刀システムの平面図である。
【図１４】磁界が存在する剃刀システム用のホール効果センサの概略図である。
【図１５】磁界が存在する場所にある剃刀システム用のホール効果センサの概略図である。
【図１６】剃刀カートリッジの裏側で剃刀ハンドル内に設置されたホール効果センサを有する剃刀システムの平面図である。
【図１７】剃刀システム用の電荷移動センサの概略図である。
【図１８】剃刀システムの一対の平行刃に配置された典型的な電界センサの側面図である。
【図１９】替刃カートリッジの裏側で剃刀ハンドル内に設置された光電センサを有する剃刀システムの平面図である。
【図２０】剃刀システムの刃に接触させて配置された磁気ひずみセンサの部分断面平面図である。
【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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【図２０】
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【国際調査報告】
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2005536287.tif 000024
2005536287.tif 000025
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