(57)【要約】【課題】  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。【解決手段】  美容機器１０は、放電ランプ１８及び放電ランプ１８からの光をガイドするライトガイド２０を有する発光部１２と、放電ランプ１８に通電する電流を供給するためのキャパシタ２８と、キャパシタ２８から放電ランプ１８に通電される電流を制御する電流制御部５６と、を備える。電流制御部５６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１８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１８に通電する。【選択図】  図２
2005312641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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ことを特徴とする美容機器。
【請求項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ことを特徴とする請求項１に記載の美容機器。
【請求項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ことを特徴とする請求項２に記載の美容機器。
【請求項４】
前記放電ランプからの発光量を設定する設定手段と、
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、
を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の美容機器。
【請求項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、
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ャ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、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の美容機器。
【請求項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ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の美容機器。
【請求項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ことを特徴とする美容機器の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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】
【０００２】
光ビームを利用した美容機器として、例えば特許文献１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、そばかす等の除去や脱毛等の美容を施す。
【特許文献１】特許第２８９２６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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、放電に伴い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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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壊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、かかる知見に基づいてなされたものである。
【０００７】
本発明に係る美容機器は、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発光部と、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、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と、を備え、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ことを特徴とする。
【０００８】
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。
【０００９】
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、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。
【００１０】
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、各パルスごとに揃った加熱値で加温することが可能となる。
【００１１】
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。
【００１２】
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最大キャ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、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。
【００１３】
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、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。
【００１４】
本発明に係る美容機器の制御装置は、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、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と、を備え、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ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。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、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る美容機器１０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１０は、発光部１２と本体部（美容機器の制御装置）１４とを備えている。発光部１２は、Ｔ字型の操作ハンドル１６と、この操作ハンドル１６内に組み込まれたＸｅランプ等の放電ランプ（図２の１８）と、放電ランプ１８からの光をガイドするライトガイド２０と、を有している。操作ハンドル１６には、発光指示のためのボタン２２が設けられており、このボタン２２を押すことで放電ランプ１８が発光し、ライトガイド２０にガイドされた光が出射面２０ａから出射される。
【００１８】
本体部１４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１４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２４が設けられている。この表示装置２４は、施術のための条件を設定するためのタッチパネル式の設定手段としても機能している。
【００１９】
本体部１４と発光部１２とは、ケーブルを内蔵するフレキシブルコンジット２６を介して接続されており、発光部１２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っている。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る美容機器１０の構成を示すブロック図である。図２を参照して更に詳細に説明すると、発光部１２の放電ランプ１８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３８０〜９５０ｎｍ程度である。
【００２１】
ライトガイド２０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１８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２０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１８からの光を損失少なく受光してガイドし、出射面２０ａから出射する。
【００２２】
放電ランプ１８の光が入射されるライトガイド２０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２０ｂが設けられている。従って、出射面２０ａから出射される光の波長は、約５４０〜９５０ｎｍ程度となる。
【００２３】
ライトガイド２０は、光を出射する出射面２０ａ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２０ａ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２０の出射面２０ａの寸法は、幅２０ｍｍ×厚さ１０ｍｍや、幅３５ｍｍ×厚さ１０ｍｍや、幅５５ｍｍ×厚さ１０ｍｍが採用される。幅２０ｍｍのライトガイド２０に光を出射する放電ランプ１８としては、幅２０ｍｍにわたっ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２０の幅にほぼ等しい放電長を有する放電ランプ１８が使用される。
【００２４】
このライトガイド２０は、光を収束させることなく光を伝播する。これは、出射面２０ａが大きいこと、操作ハンドル１６を手のひらに収まる大きさにするため放電ランプ１８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１８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２０には光の収束作用がないため、放電ランプ１８は上記したような出射面２０ａ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。
【００２５】
本体部１４は、放電ランプ１８に通電する電流を供給するためのキャパシタ２８を有している。キャパシタ２８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２８は、充電された大容量電力を一挙に放電して、放電ランプ１８を発光させる。
【００２６】
キャパシタ２８には、充電のための電源部３０が接続されている。この電源部３０は、一般の交流（ＡＣ）商用配電系統より整流して、直流（ＤＣ）電力を供給する。電源部３０は、後述する電圧制御誤差比較増幅器３２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３０は、出力電圧が設定値になると充電を完了し、キャパシタ２８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２８への充電電流の流入を阻止するように制御される。
【００２７】
キャパシタ２８には、電流制御素子３４が接続されている。この電流制御素子３４は、キャパシタ２８から放電ランプ１８に通電される電流を制御する。電流制御素子３４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３４による電流制御として、IGBTを用いたシリー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、エ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が、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、実用的にはスイッチONに等しい状態に至る。スイッチ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１０では、このような電流制御素子３４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１８に通電する電流を制御する。
【００２８】
電流制御素子３４の下流には、放電ランプ１８に通電される電流を検知する電流検出部３６が設けられている。この電流検出部３６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１８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３６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３６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、ＤＣ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。
【００２９】
トリガートランス３８は、電流検出部３６の下流に設けられている。このトリガートランス３８は、放電ランプ１８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１８に供給する。本実施形態では、トリガートランス３８は直列式で、放電ランプ１８の通電電極に直接接続されている。
【００３０】
トリガートランス３８には、トリガー発振器４０が接続されている。トリガー発振器４０は、放電ランプ１８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３８に送る。放電ランプ１８が励起した後は、トリガー発振器４０は自動的に発振を停止する。
【００３１】
またトリガートランス３８には、微小電流供給電源部４２が接続されている。この微小電流供給電源部４２は、放電ランプ１８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１８に供給する。このように放電ランプ１８を常に微小発光させておくことで、電流制御素子３４が作動してキャパシタ２８からの電流が放電ランプ１８に流入すると、放電ランプ１８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１８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１８に加える必要がなくなる。
【００３２】
電流制御誤差増幅器４４は、電流検出部３６において検出された電流値を、後述する電流設定器４６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。
【００３３】
負帰還電流制御調整部４８は、パルス生成部５０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３４を制御する。このとき、負帰還電流制御調整部４８は電流制御誤差増幅器４４からの出力を受け取り、放電ランプ１８に流れるパルス電流の電流値が電流設定器４６で設定された設定値となるように、電流制御素子３４を制御する。
【００３４】
ドライブ出力制御スイッチ５２は、負帰還電流制御調整部４８と電流制御素子３４との間に設けられており、いわゆる電子スイッチとして機能する。このドライブ出力制御スイッチ５２は、通常は負帰還電流制御調整部４８からの信号を電流制御素子３４に通しているが、異常検出増幅器５４からの制御信号を受け取ると、負帰還電流制御調整部４８からの信号が電流制御素子３４に伝わらないように信号を遮断する。
【００３５】
このように、電流制御素子３４、電流検出部３６、電流制御誤差増幅器４４、負帰還電流制御調整部４８、及びドライブ出力制御スイッチ５２により、キャパシタ２８から放電ランプ１８に通電される電流を制御する電流制御部５６としての、負帰還電流制御系が構成されている。
【００３６】
光出力設定入力部（設定手段）５８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１８からの発光量を設定入力する入力部である。
【００３７】
設定入力処理部６０は、光出力設定入力部５８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１８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６０は、光出力設定入力部５８で設定された値を図１の表示装置２４に表示させる信号を出力する。
【００３８】
設定補正第１記憶部６２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６２は、設定入力処理部６０から受け取った上記パラメータに基づいて、キャパシタ２８に印加する充電電圧を決定し、第１電圧設定器６４を駆動する信号を出力する。キャパシタ２８に印加する充電電圧の決定は、電流制御部５６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１８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６２の記憶素子に予め記憶されている。設定補正第１記憶部６２は、この関係から充電電圧を決定する。
【００３９】
第１電圧設定器６４は、設定補正第１記憶部６２の出力に従い、キャパシタ２８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６０、設定補正第１記憶部６２、及び第１電圧設定器６４により、キャパシタ２８の充電電圧を決定する充電電圧決定手段が構成される。
【００４０】
第１電圧検出器６６は、キャパシタ２８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３２に出力する。電圧制御誤差比較増幅器３２は、第１電圧設定器６４からの設定基準値と、第１電圧検出器６６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３０を制御する。
【００４１】
パルス設定器６８は、設定補正第１記憶部６２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５０に出力する。
【００４２】
パルス生成部５０は、パルス設定器６８からの信号により、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５０は、発光指示部７０の指示によって作動し、パルス群が立ち上がる。
【００４３】
発光指示部７０は、パルス生成部５０の出力を負帰還電流制御調整部４８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１６に設けられた発光指示のためのボタン２２が、この発光指示部７０に電気的に接続されている。
【００４４】
電流設定器４６は、設定補正第１記憶部６２からの信号を受け取り、放電ランプ１８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４４に入力される。
【００４５】
設定補正第２記憶部７２は、記憶素子と演算子とを有している。この設定補正第２記憶部７２は、設定補正第１記憶部６２で決定された充電電圧に従い、電流制御素子３４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２８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６８及び電流設定器４６で設定した通電量とするように、電流制御素子３４は通電電流を制御するものの、電流制御素子３４は直列制御のため電流制御素子３４に負荷が加わる。電流制御素子３４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壊される。従って、電流制御素子３４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７２が設けられている。
【００４６】
設定補正第２記憶部７２の記憶素子には、電流制御素子３４の許容できる負荷量が記憶されている。演算子は、設定補正第１記憶部６２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３４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７４を駆動する信号を出力する。
【００４７】
第２電圧設定器７４は、設定補正第２記憶部７２の指示に従い、電流制御素子３４が破壊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６０、設定補正第１記憶部６２、設定補正第２記憶部７２、及び第２電圧設定器７４により、キャパシタ２８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。
【００４８】
第２電圧検出器（キャパシタ電圧検知手段）７６は、キャパシタ２８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。
【００４９】
電圧誤差比較増幅器７８は、第２電圧検出器７６からのキャパシタ電圧と第２電圧設定器７４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イッチ８０を作動させ、キャパシタ２８に負荷抵抗器８２を接続する。この負荷抵抗器８２は、キャパシタ２８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２８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。
【００５０】
出力制御スイッチ８０は、電圧誤差比較増幅器７８の出力を受け取り、負荷抵抗器８２とキャパシタ２８とを接続したり接続を解除したりして、キャパシタ２８の放電を制御する。また、キャパシタ２８が負荷抵抗器８２を通じて放電している間は、出力制御スイッチ８０は放電ランプ１８が発光しないように発光指示部７０を制御して、発光指示部７０が発光指示を出しても放電ランプ１８が発光しないように制御する。
【００５１】
このように、電圧誤差比較増幅器７８、  出力制御スイッチ８０、及び負荷抵抗器８２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。
【００５２】
基準電圧生成部８４は、放電ランプ１８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４２から微小電流が放電ランプ１８に流れているときの、放電ランプ１８に加えられている電圧よりも低い。
【００５３】
電圧比較検出器（判定手段）８６は、トリガートランス３８を介して入力された放電ランプ１８に加えられているランプ電圧と、基準電圧生成部８４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１８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５４に信号を出力する。
【００５４】
異常検出増幅器５４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８６からの信号に従い、ドライブ出力制御スイッチ５２を駆動して、負帰還電流制御調整部４８からの信号が電流制御素子３４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３６で電流を検知し、電流制御素子３４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イッチ５２を駆動し、負帰還電流制御調整部４８からの信号が電流制御素子３４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イッチ５２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。
【００５５】
次に、本実施形態に係る美容機器１０の動作について説明する前に、この美容機器１０の制御の概要について説明する。
【００５６】
今、電流制御部５６が放電ランプ１８に通電される電流を制御せず、キャパシタ２８からの電流が直接放電ランプ１８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１８に流れる電流及びランプ電圧は、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１８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。
【００５７】
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ａｆ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。
【００５８】
そこで、本実施形態に係る美容機器１０では、電流制御部５６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１８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１８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。
【００５９】
すなわち、図３に示すように、時刻Ｔ０からＴ２までの一回の照射期間内において、時刻Ｔ０からＴ１までは放電ランプ１８に通電される電流を定電流制御する。これにより、時刻Ｔ０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、ａｂ間の電圧は、ランプに直列に入ったときに電流制御素子３４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３４の負荷となる。
【００６０】
時間の経過とともにキャパシタ電圧は低下し、時刻Ｔ１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Ｔ１においては電流制御素子３４のコレクタ−エミッタ間の電圧が微小電圧になり、素子３４の機能は飽和して、スイッチ素子と同等に機能するようになる。そして、時刻Ｔ１からＴ２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１８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ｃｄに示すように低下する。
【００６１】
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ｆで示すように、一回の照射期間は同じなのに点ｆの方が電圧低下が大きいのは、包絡線ａｆで示される通電の方が、包絡線ｂｃ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ａｆで示される通電の方が大きくなるためである。
【００６２】
ここで、点ａ、点ｂ、点ｃで囲まれた範囲は、電流制御素子３４にかかる負荷量を示している。この負荷量は、時刻Ｔ０からＴ１の間の各パルスについて、ａｃ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３４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３４は破壊される。
【００６３】
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ｐｍで示されるように、時刻Ｔ０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。しかしながら、このように制御すると電流制御素子３４にかかる負荷量が増大し、電流制御素子３４は破壊されるおそれが高くなる。
【００６４】
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。しかし、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。
【００６５】
そこで、本実施形態に係る美容機器１０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１８に通電するように制御することで、時刻Ｔ０でのキャパシタ電圧を下げることができ、電流制御素子３４に加えられる負荷量が低減され、電流制御素子３４が破壊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。
【００６６】
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って、電流制御素子３４にかかる負荷量が低下する。しかし、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３４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、時刻Ｔ１が定まる。本実施形態において、時間（Ｔ２−Ｔ１）の一回の照射期間（Ｔ２−Ｔ０）に対する比率は、０．４以下となるように定められる。このようにして定められた時刻Ｔ１からＴ２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〜８０ミリ秒程度であり、一回の照射期間を６０ミリ秒とすると、照射の末期は２４ミリ秒以下になる。
【００６７】
ここで、一回の照射期間（Ｔ２−Ｔ０）が短い場合は、図３に示すａｂｃの面積が小さくなり、電流制御素子３４への負荷が軽くなるため、照射の末期（Ｔ２−Ｔ１）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（Ｔ２−Ｔ０）が長い場合は、図３に示すａｂｃの面積が大きくなり、電流制御素子３４への負荷が重くなるため、照射の末期（Ｔ２−Ｔ１）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Ｔ１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３４への負荷を低く抑えるのに有効である。
【００６８】
なお、施術において一回の照射期間（Ｔ２−Ｔ０）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（Ｔ２−Ｔ０）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。
【００６９】
次に、本実施形態に係る美容機器１０の具体的な動作について説明する。
【００７０】
まず、美容機器１０の電源を入れる。すると、トリガートランス３８の巻き線一次側にトリガー発振器４０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３８は、発生した約１２ｋＶ〜２０ｋＶのパルス電圧を放電ランプ１８に印加する。これにより、放電ランプ１８が励起される。
【００７１】
既に立ち上がっている微小電流供給電源部４２は、高い内部インピーダンスを有している。放電ランプ１８が励起していないとき、この電源部は高電圧を出力し、放電ランプ１８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１８内部のランプインピーダンスは低下する。微小電流供給電源部４２は高い内部イ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１８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。
【００７２】
このようにして、放電ランプ１８は微弱発光で放電を継続しているため、放電ランプ１８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１８を再励起する必要がない。なお、放電ランプ１８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４０は発振を停止する。
【００７３】
次に、図１の表示装置２４を通し、光出力設定入力部５８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２４は液晶を用いたタッ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ッ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。
【００７４】
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。
【００７５】
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−５の数値が用意される。これを−５から＋５まで１数値づつ段階的に数値変更することで、放電ランプ１８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、−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／ｃｍ２単位の数値で表しても良い。
【００７６】
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−５の数値が用意される。これを−５から＋５まで１数値づつ段階的に数値変更することで、放電ランプ１８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、−５がパルス数が最も少ない。
【００７７】
これら入力された設定値を表示装置２４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６０に入力する。これらの設定値の入力により、放電ランプ１８からの発光量が設定される。
【００７８】
上記した表示装置２４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、例えばタッ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。
【００７９】
設定入力処理部６０は、光出力設定入力部５８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２４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１８に流す電流値が変化する。放電ランプ１８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。
【００８０】
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って、放電ランプ１８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６２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増大する。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６２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。
【００８１】
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ＣＰＵを含めてロジック回路を形成し使用してもよい。また、この記憶及び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。
【００８２】
設定補正第１記憶部６２は、設定入力処理部６０から受け取った上記パラメータに基づいて、キャパシタ２８に印加する充電電圧を決定し、第１電圧設定器６４を駆動するデジタル信号を出力する。キャパシタ２８に印加する充電電圧の決定は、設定補正第１記憶部６２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５６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２８の充電電圧が決定される。
【００８３】
ランプ電流が大きいときには、放電ランプ１８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２８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１８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に対応するキャパシタ２８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５６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２８の充電電圧が決定される。
【００８４】
第１電圧設定器６４は、設定補正第１記憶部６２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、これをアナロ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３２に変換されたアナログ信号を出力する。第１電圧検出器６６は、キャパシタ２８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３２に出力する。そして、電圧制御誤差比較増幅器３２は、キャパシタ電圧が設定基準値になるように、電源部３０を制御する。これにより、電源部３０は電流制御部５６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２８を充電する。
【００８５】
一方、パルス設定器６８は、設定補正第１記憶部６２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５０は、パルス設定器６８からの信号に基づいて、所望のパルス群を生成する。
【００８６】
電流設定器４６は、設定補正第１記憶部６２からのデジタル信号に基づいて、放電ランプ１８に通電する定電流の設定値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４４に出力する。
【００８７】
キャパシタ２８の充電が完了した後、操作ハンドル１６を把持して発光部１２を移動させ、施術を行う部位にライトガイド２０の出射面２０ａを当接させる。ここで、ライトガイド２０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２０の出射面２０ａの光強度密度分布にむらが少なく、肌の面と出射面２０ａ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２０を押し当てる。これにより、ライトガイド２０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。
【００８８】
操作ハンドル１６のボタン２２を押して、発光指示部７０からの発光指示がパルス生成部５０に入力されると、パルス生成部５０は生成したパルス群を負帰還電流制御調整部４８に出力する。
【００８９】
電流検出部３６は、放電ランプ１８に通電される電流値を検出し、電流制御誤差増幅器４４に出力する。電流制御誤差増幅器４４は、電流検出部３６において検出された電流値を、電流設定器４６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。
【００９０】
負帰還電流制御調整部４８は、パルス生成部５０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３４を制御する。このとき、負帰還電流制御調整部４８は、電流制御誤差増幅器４４からの出力を受け取り、放電ランプ１８に流れるパルス電流の電流値が電流設定器４６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３４を制御する。
【００９１】
これにより、キャパシタ２８から放電されて電流制御素子３４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１８に供給され、放電ランプ１８がパルス発光する。そして、操作ハンドル１６を介してライトガイド２０の出射面２０ａ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繰り返し照射される。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１０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。
【００９２】
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、６〜１５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、１２〜３０Ｊ／ｃｍ２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、１０〜２５Ｊ／ｃｍ２程度の発光量を肌に照射すると好ましい。
【００９３】
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。
【００９４】
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１８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１８には３００Ａ程度の電流が投入される。
【００９５】
今、放電ランプ１８が発光する発光量は、放電ランプ１８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１８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。
【００９６】
キャパシタ２８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Ｔ０からＴ１において、電流設定器４６で定められた電流値で放電ランプ１８を発光させるとき、放電ランプ１８にはこの電流値に応じた電圧が印加される。
【００９７】
キャパシタ電圧が電流制御素子３４のコレクタ−エ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３４はリニアな作動状態にあり、電流制御素子３４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Ｔ０からＴ１まで）は放電ランプ１８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。
【００９８】
時刻Ｔ１において、電流制御素子３４は飽和し、コレクタ−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−エミッタ間電圧とを加算した値となる。コレクタ−エミッタ間電圧は、素子によって異なるものの２Ｖ程度である。
【００９９】
キャパシタ２８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。しかし、時刻Ｔ１において電流制御素子３４は既に飽和しているため、電流設定器４６からの信号が電流制御誤差比較増幅器４４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３４が単なるスイッチONの状態と同等になり、キャパシタ２８からの電流を放電ランプ１８にそのまま通電する。このように、照射の末期（時刻Ｔ１からＴ２）においては、電流制御素子３４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１８に通電する。その結果、図３に示すように、放電ランプ１８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。
【０１００】
なお、上記した一回の照射期間において電流制御素子３４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ｐｍ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３４が破壊されるおそれが低減されている。
【０１０１】
このように本実施形態に係る美容機器１０では、電流制御部５６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１８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１８に通電するため、電流制御部５６の電流制御素子３４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。
【０１０２】
また、このように電流制御素子３４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３４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１０自体の小型化を図ることが可能となる。
【０１０３】
なお、電源部３０はキャパシタ２８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から、キャパシタ２８に対しては電源内部インピーダンスが高い。従って、電源部３０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補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５６が通電をOFFにし、放電ランプ１８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３０はキャパシタ２８を充電する。
【０１０４】
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５８を通して新しい設定値を入力すると、設定入力処理部６０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２８を充電しようとする。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ータを変えることで、放電ランプ１８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６０、設定補正第１記憶部６２、第１電圧設定器６４が新しい設定電圧値を定める。
【０１０５】
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２８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１８をそのまま発光させると、電流制御素子３４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壊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。
【０１０６】
図４において、包絡線ｇｋは求める制御ｂｃｄに対し、電流制御素子３４が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。従って、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。
【０１０７】
設定補正第２記憶部７２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、設定補正第１記憶部６２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Ｔ１（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７２に記憶されている電流制御素子３２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３４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７４に設定値をデジタル信号で出力する。
【０１０８】
第２電圧設定器７４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７８に出力する。
【０１０９】
第２電圧検出器（キャパシタ電圧検知手段）７６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イズで第２電圧検出器７６、電圧誤差比較増幅器７８、出力制御スイッチ８０、負荷抵抗器８２、及び第２電圧設定器７４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。
【０１１０】
電圧誤差比較増幅器７８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８０を作動させ、キャパシタ２８に負荷抵抗器８２を接続して、キャパシタ２８を放電させ、キャパシタ電圧を点ｇの最大キャ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、出力制御スイッチ８０を作動停止させ、キャパシタ２８と負荷抵抗器８２との接続を解除する。
【０１１１】
出力制御スイッチ８０は、電圧誤差比較増幅器７８の信号を受け、キャパシタ２８の放電を行う。直流を放電するので、スイ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２８が負荷抵抗器８２を通じて放電している間は、放電ランプ１８が発光しないように制御する信号を発光指示部７０に出力する。この結果、発光指示部７０に接続された操作ハンドル１６のボタン２２が押されても、放電ランプ１８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１６のボタン２２が押されると発光するようになる。
【０１１２】
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。
【０１１３】
このように、本実施形態に係る美容機器１０では、光出力設定入力部５８に入力された発光量に基づいてキャパシタ２８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３４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び制御装置としては、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、ＣＰＵを含めてロジック回路を形成し使用してもよい。
【０１１４】
ここで、上記した電流制御素子３４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３４の選択手法について説明する。
【０１１５】
図４において包絡線ｇｋは、求める制御ｂｃｄに対し、電流制御素子３４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ｇｋのように変化するとき、電流制御素子３４はｂｃｈに示すように、時刻Ｔ０からＴ２の一回の照射期間において常に定電流制御を行う。
【０１１６】
この場合の電流制御素子３４が負担する負荷容量は、各パルスについてｇｋ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。
【０１１７】
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３４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、破壊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ＩＧＢＴについては、公表されている最大コレクタ損失に対し、約１０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１０では、公表されている最大コレクタ損失が、電流制御素子３４に作用しうる最大負荷容量の１／１０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３４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３４を複数並列で使用してもよい。
【０１１８】
さて、放電ランプ１８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１０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。
【０１１９】
微小電流供給電源部４２からの微小電流が放電ランプ１８に供給されているとき、放電ランプ１８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程度である。
【０１２０】
放電ランプ１８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１８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。
【０１２１】
電圧比較検出器８６には、トリガートランス３８を通してランプ電圧が入力される。また、電圧比較検出器８６には、基準電圧生成部８４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８６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８６は異常と判定して、異常検出増幅器５４に信号を出力する。
【０１２２】
また、電流制御素子３４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３６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５４に信号を出力する。本実施形態では、４００Ａ程度以上を異常と判定している。
【０１２３】
そして、電圧比較検出器８６からの異常信号と、電流検出部３６からの異常信号とは、異常検出増幅器５４において論理和としてドライブ出力制御スイッチ５２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３４が動作しないようにドライブ出力制御スイッチ５２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。
【０１２４】
ところで、放電ランプ１８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１８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加したとき、注入電流にバラツキが生じ発光量が異なって、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。
【０１２５】
そこで、本実施形態に係る美容機器１０では、放電ランプ１８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１８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１８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イ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。
【０１２６】
放電ランプ１８のバラツキや使用変化に伴う放電特性の違いによって、定電流制御の期間（図３のＴ０〜Ｔ１）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１８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１８ごとのバ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。
【０１２７】
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１８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Ｔ１からＴ２までの照射の末期の期間は、放電ランプ１８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っ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。
【０１２８】
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、本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本実施形態に係る美容機器の外観構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る美容機器の構成を示すブロック図である。
【図３】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。
【図４】最大キャパシタ設定電圧を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１０…美容機器、１８…放電ランプ、２０…ライトガイド、２８…キャパシタ、３４…電流制御素子、３６…電流検出部、４４…電流制御誤差増幅器、４８…負帰還電流制御調整部、５０…パルス生成部、５２…ドライブ出力制御スイッチ、５４…異常検出増幅器、５６…電流制御部、５８…光出力設定入力部、６０…設定入力処理部、６２…設定補正第１記憶部、６４…第１電圧設定器、７２…設定補正第２記憶部、７４…第２電圧設定器、７６…第２電圧検出器、７８…電圧誤差比較増幅器、８０…出力制御スイッチ、８２…負荷抵抗器、８６…電圧比較検出器。
【図１】
2005312641.tif 000003
【図２】
2005312641.tif 000004
【図３】
2005312641.tif 000005
【図４】
2005312641.tif 000006