УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ РОСТА ВОЛОС
DEVICE FOR HAIR GROWTH REGULATION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству регулирования роста волос для регулирования роста волос на теле, при облучении светом.
Уровень техники
В выложенной японской патентной заявке № 2002-177405 предлагается зонд, облучающий лазерным светом, для проведения процедуры, например, удаления волос или подавления роста волос посредством облучения кожи лазерным светом. Упомянутый зонд, облучающий лазерным светом, содержит встроенный источник питания и схему управления, которая управляет продолжительностью облучения лазерным светом с помощью таймера, и снабжен съемным регулировочным устройством по внешней окружности сферической линзы, расположенной на головке корпуса. Контактный датчик обеспечен на переднем конце регулировочного устройства для обнаружения контакта с кожной поверхностью и позволяет производить облучение лазерным светом только в том случае, если регулировочное устройство находится в контакте с кожей. В результате не допускается облучение лазерным светом из положения в отдалении от кожи, что позволяет заблаговременно предотвращать травмы, например, ошибочного направления лазерного света в глаза.
Однако упомянутый зонд, облучающий лазерным светом, недостаточно удобен для применения, поскольку пользователь должен постоянно держать передний конец регулировочного устройства в контакте с кожной поверхностью. Кроме того, например, когда передний конец регулировочного устройства находится в контакте с кожей вокруг глаз, существует вероятность облучения глаз лазерным светом, что создает риск поражения глаз в случае неправильного использования ребенком.
Сущность изобретения
С учетом вышеизложенного целью настоящего изобретения является создание устройства регулирования роста волос, которое обеспечивает более удобное применение и способно не допускать попадания лазерного света в глаза даже в случае его неправильного использования ребенком. Устройство регулирования роста волос в соответствии с настоящим изобретением содержит излучатель регулирующего света, выполненный с возможностью облучения регулирующим светом для регулирования роста волос на теле целевого участка на теле человека, измеритель влагосодержания, выполненный с возможностью бесконтактного измерения влагосодержания целевого участка на теле человека, и блок определения, выполненный с возможностью оценки, следует ли излучателю регулирующего света или нет излучать регулирующий свет, на основе результата измерения измерителем влагосодержания. Таким образом, следует или не следует излучать регулирующий свет, можно определить определением того, является ли кожей или нет участок, подлежащий облучению, без обязательного контакта с целевым участком, подлежащим облучению регулирующим светом. В результате регулирующий свет можно безопасно излучать даже из положения на расстоянии от кожи, что делает применение более удобным. Кроме того, так как контакт между участком устройства регулирования роста волос и кожей становится необязательным, устройство можно применять без создания ощущения какого-либо дискомфорта.
Вышеупомянутый измеритель влагосодержания предпочтительно содержит излучатель измерительного света для облучения целевого участка измерительным светом, содержащим составляющую с длиной волны от 1300 нм до 2000 нм, фотоприемный элемент для приема света, отраженного от целевого участка, и преобразования его в электрический сигнал и анализатор сигналов для анализа электрического сигнала из фотоприемного элемента для получения спектра отраженного света и оценки влагосодержания по упомянутому спектру.
В настоящем изобретении множества фотоприемных элементов предпочтительно расположены в виде двумерной матрицы для измерения влагосодержания в широком диапазоне.
Кроме того, в настоящем изобретении в излучателе измерительного света и фотоприемном элементе обеспечен поляризующий фильтр, чтобы собирать свет, отраженный от областей в пределах кожи, в соответствии со способом точного измерения влагосодержания кожи.
Кроме того, в настоящем изобретении предпочтительно обеспечено средство подачи для подачи в целевой участок жидкого вещества для уменьшения коэффициента отражения регулирующего света. В результате, поскольку эффективность облучения можно повысить путем снижения светоотражения целевого участка, облучаемого регулирующим светом, количество света, требуемое от источника света излучателя регулирующего света, можно уменьшить.
В соответствии с вышеизложенным средство подачи предпочтительно выполнено с возможностью включения только тогда, когда блок определения определяет, что целевой участок является кожей. Следовательно, жидкое вещество не подается в целевой участок до измерения целевого участка измерительным светом, что дает возможность точного определения, является ли или нет целевой участок кожей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - блок-схема устройства регулирования роста волос в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - вид спереди устройства регулирования роста волос в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 - блок-схема последовательности рабочих операций устройства регулирования роста волос в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 - схематический чертеж головки устройства регулирования роста волос в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5(A) и 5(B) - соответственно местный вид с пространственным разделением деталей и вид сбоку головки, показанной на фиг.4;
Фиг.6 - блок-схема устройства регулирования роста волос в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.7 - график спектрального коэффициента отражения, измеренный на образцах кожи трех человек; и
Фиг.8 - график поглощения одного меланина.
Наилучший вариант осуществления изобретения
Ниже приведено пояснение изобретения, предложенного в настоящей заявке, на примере вариантов осуществления, показанных на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 и 2 показано устройство регулирования роста волос в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство регулирования роста волос состоит из ручки 10, которая удерживается рукой пользователя, головки 20, сформированной на верхнем конце ручки, и съемного колпачка 70 на головке 20, и излучателя 30 регулирующего света, расположенного внутри головки 20. Данный излучатель 30 регулирующего света содержит ксеноновую лампу-вспышку в качестве источника света и посылает регулирующий свет в виде вспышек света с длиной волны от 400 до 600 нм к целевому участку на коже тела человека, чтобы регулировать рост волос на теле. Следовательно, излучатель 30 регулирующего света снабжен фильтром и схемой возбуждения для возбуждения ксеноновой лампы-вспышки либо однократным импульсом, либо длительным импульсом и обеспечения испускания ксеноновой лампой-вспышкой регулирующего света в течение короткого, 1 мс или еще короче, периода времени. Данный регулирующий свет излучается через линзу 32, сформированную на нижней стенке углубления 22, сформированного на переднем конце головки 20.
Головка 20 дополнительно вмещает излучатель 40 измерительного света, который излучает измерительный свет для измерения влагосодержания целевого участка, и фотоприемный элемент 42, который принимает измерительный свет, отраженный от целевого участка на теле человека. Фотоприемный элемент 42 выдает электрический сигнал, соответствующий принятому свету, в схему управления (не показанную), находящуюся в ручке 10. Данная схема управления содержит анализатор 52 сигнала и блок 54 определения, реализованные на схемной плате, расположенной внутри ручки 10. Излучатель 40 измерительного света, фотоприемный элемент 42 и анализатор 52 сигнала составляют измеритель влагосодержания для измерения влагосодержания целевого участка. Блок 54 определения определяет, является ли или нет целевой участок кожей, на основании измеренного влагосодержания, и, когда определено, что целевой участок является кожей, допускает излучение регулирующего света излучателем 30 регулирующего света, и, когда определено, что целевой участок не является кожей, не допускает излучение регулирующего света.
Регулирующий свет, излучаемый излучателем 30 регулирующего света, должен проникать в кожу, и, при выборе длины волны регулирующего света, спектральный коэффициент отражения кожи измеряли на каждой длине волны света с использованием образцов, взятых от трех человек японской национальности, как показано на фиг.7. Поскольку спектральный коэффициент отражения в диапазоне от 400 до 600 нм снижался для всех трех образцов, то сделан вывод, что свет в данном диапазоне длин волн характеризуется наибольшей тенденцией к поглощению. Данная особенность обусловлена значительным влиянием меланина, присутствующего в коже. На фиг.8 показаны спектральные характеристики поглощения одного меланина. Один меланин поглощает 39% света облучения в том случае, если свет облучения имеет длину волны 567 нм. Из этого следует, что применение света с длиной волны в диапазоне от 400 до 600 нм, который легко поглощается кожей, в качестве регулирующего света дает возможность стимулировать волосы светом при низкой выходной мощности. Кроме того, ультрафиолетовый свет с длиной волны не более 400 нм, который вреден для кожи, отсекается УФ режекторным фильтром. Кроме того, регулирующий свет, используемый в настоящем изобретении, не обязательно ограничен вышеописанным диапазоном длин волн, а, наоборот, возможно применение регулирующего света с длинами волн в диапазоне, например, от 400 до 1000 нм.
Излучатель 40 измерительного света выполнен с возможностью излучения измерительного света в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн от 1300 нм до 2000 нм. Фотоприемный элемент 42 принимает свет, отраженный от целевого участка, преобразует данный свет в электрический сигнал и выдает электрический сигнал в анализатор 52 сигнала, после чего электрический сигнал анализируется анализатором 52 сигнала для определения спектра отраженного света для последующей оценки влагосодержания по данному спектру на основе нижеописанного способа. Ось падения отраженного света, который принимается фотоприемным элементом 42, наклонена относительно излучателя регулирующего света в сторону целевого участка под углом 45 градусов.
Таким образом, поскольку влагосодержание можно измерять по коэффициенту отражения ближнего инфракрасного света путем направления излучения измерительного света в ближнем инфракрасном диапазоне на содержащую влагу кожу тела человека, то целевой участок можно измерять бесконтактным способом. Кроме того, поскольку измерительный свет, излучаемый излучателем 40 измерительного света, позволяет измерять влагосодержание с использованием маломощного света, то, даже если измерительный свет облучает по ошибке глаз, глаз не повреждается. Следовательно, влагосодержание можно измерять бесконтактным способом, и безопасность можно обеспечить даже в случае ошибочного применения устройства ребенком.
На фиг.3 представлена блок-схема последовательности операций определения того, следует ли или нет излучателю 30 регулирующего света излучать регулирующий свет.
Во-первых, измеряется значение (L1) спектрального коэффициента поглощения в диапазоне длин волн, которые поглощаются водой. В частности, излучатель 40 измерительного света излучает свет, содержащий составляющую с длинами волны от 1300 нм до 2000 нм, на кожу тела человека, фотоприемный элемент 42 принимает свет, отраженный от кожи тела человека, и преобразует его в электрический сигнал, и анализатор 52 сигнала анализирует электрический сигнал из фотоприемного элемента 42 и определяется частное значение (L1) коэффициента поглощения в диапазоне длин волн 1450±5 нм, в котором происходит поглощение влагой.
Затем определяется обусловленное меламином значение (L0) спектрального коэффициента поглощения в области длин волн 570±5 нм (этап S2). Затем анализатор 52 сигнала вычисляет отношение значения (L1) спектрального коэффициента поглощения в области длин волн поглощения влагой, 1450±5 нм, к обусловленному меламином значению (L0) спектрального коэффициента поглощения в области длин волн 570±5 нм и выдает влагосодержание (K) (K=L1/L0) (этап S3).
Затем блок 54 определения определяет, находится ли значение влагосодержания (K), выданное анализатором 52 сигнала в пределах установленного диапазона (этап S4). В результате этого, если влагосодержание (K) имеет значение в пределах установленного диапазона, то определяется, что целевой участок является кожей тела человека (этап S5). Если значение влагосодержания (K) не находится в пределах установленного диапазона, то определяется, что целевой участок не является кожей тела человека (этап S6).
В результате исполнения вышеописанных этапов для обеспечения безопасности регулирующий свет излучается на целевой участок излучателем 30 регулирующего света только в том случае, если целевой участок является кожей. В результате вышеописанной процедуры, глаз с влагосодержанием, отличающейся от влагосодержания кожи, удается отличить от кожи. Поэтому, даже если устройство по ошибке применяется ребенком, описанная конфигурация делает возможным уменьшить риск, что в глаз попадет интенсивный свет, который излучается излучателем 30 света.
Возможно также размещение множества фотоприемных элементов 42 в форме двумерной матрицы. В случае, если множество фотоприемных элементов 42 расположено в форме двумерной матрицы, влагосодержание можно измерять в широком диапазоне. Следовательно, определение того, является ли кожей тела человека или нет целевой участок, измеряемый на предмет влагосодержания, можно выполнять в более широком диапазоне, что дополнительно повышает степень безопасности.
Измерение влагосодержания микроволновым способом или способом на основе диэлектрической постоянной, вместо вышеописанного способа измерения влагосодержания, также может подтверждаться аналогичными операциями и результатами.
Вышеописанное устройство дополнительно снабжено средством подачи для подачи на целевой участок жидкого вещества, состоящего из воды или прозрачного геля, для снижения коэффициента отражения, чтобы повысить эффективность облучения кожи регулирующим светом. Упомянутое средство подачи снабжено резервуаром 62 для хранения жидкого вещества и насосом 66, устроенным на пути 64 подачи, для подачи жидкого вещества в углубление 22 на переднем конце головки 20. Насос 66 может работать только, если блок 54 определения определил, что целевой участок является кожей, и жидкое вещество подается в углубление 22 либо автоматически, либо при включении пользователем.
В случае подачи жидкого вещества головку 20 прижимают к коже. В данном состоянии пространство между линзой 32 и кожей заполнено жидким веществом, поданным в углубление 22, после чего регулирующий свет излучается излучателем 30 регулирующего света. При этом оптическое стимулирующее воздействие можно надлежащим образом подводить к корням волос на теле, так как эффективность облучения корней волос на теле регулирующим светом повышается в результате снижения коэффициента отражения кожной поверхности благодаря жидкому веществу. Поскольку толщина жидкого вещества ограничена до заданной величины или меньше глубины углубления 22, жидкое вещество не вызывает снижения коэффициента светопропускания.
Жидкое вещество снижает коэффициент отражения путем устранения слоя свободного воздуха, и, в результате, потребная толщина описанного средства снижения коэффициента отражения должна составлять 0,5 мм или менее, а глубину углубления 22, задающего упомянутую толщину, в связи с этим, устанавливают равной 0,5 мм или менее.
В случае, если жидкое вещество является прозрачным гелем, и поскольку окружная стенка, охватывающая внешнюю окружность углубления 22, служит для обеспечения равномерной толщины и, вместе с этим, создания возможности для нанесения на кожу лишь тонкого слоя прозрачного геля, сначала можно наносить прозрачный слой, благодаря использованию упомянутой окружной стенки, а затем можно выполнять облучение регулирующим светом.
В качестве жидкого вещества, применяемого для снижения коэффициента отражения, показаны вода или прозрачный гель, однако возможно также применение других веществ, при условии, что они способны снижать коэффициент отражения кожной поверхности. Тем не менее, предпочтительны жидкие вещества, оказывающие охлаждающее действие на кожу, которая нагревается при облучении светом.
2
2
Регулирующий свет, испускаемый излучателем 30 регулирующего света, излучается с освещенностью от 1500000 до 7000000 люкс и вспышками с длительностью (на уровне половинной пиковой мощности) от 100 до 700 мкс. Поскольку количество излученного света можно определить как произведение освещенности и длительности вспышки, то упомянутое количество составляет от 150 до 4900 люкс·сек. Кроме того, энергия (Дж/см) излучения равна произведению мощности (Вт) излучения и времени (секунды) излучения, и, путем такого регулирования мощности (Вт) излучения и времени (секунды) излучения, чтобы энергия K излучения составляла, например, 0,1 Дж/см, можно надежно устранить вероятность появления вредных побочных эффектов, связанных с облучением. Вместе с тем, из сравнения случая облучения светом раз/сутки с интервалами в несколько суток со случаем многократного облучения светом раз/сутки в течение приблизительно от 5 до 10 последовательных суток следует вывод, что последний случай позволяет применять источник света низкой мощности.
Как известно, волосы (в том числе, волосы на теле и волосы на волосистой части головы) характеризуются циклом развития волос, в течение которого волосы изменяются по циклам, состоящим из фазы роста, регрессивной фазы и фазы омертвения. Авторы настоящего изобретения подтвердили в ходе экспериментов на мышах, что, если облучать кожу светом в вышеописанном режиме облучения, то рост волос эффективно подавляется, без вызова изменений в клеточной морфологии, что наблюдается при использовании существующих лечебных лазеров, и т.п., и без вызова разрушения клеток, если свет излучается в фазе роста цикла развития волос. К тому же, удалось подтвердить, что рост волос в фазе роста цикла развития волос протекает быстро, если свет излучается в фазе омертвения цикла развития волос. Кроме того, удалось также подтвердить, что не возникают такие негативные побочные эффекты, как пережог волос.
Хотя ясного представления о причине, по которой рост волос угнетается, когда волосы облучаются светом с интенсивностью, которая не вызывает изменений клеточной морфологии в фазе роста, не имеется, однако исходя из результатов анализов на уровне РНК предполагают, что, при облучении светом, происходит активация воспалительных цитокинов, и предполагают также, что угнетение роста волос является результатом такой активации воспалительных цитокинов.
Кроме того, мощность облучения изменяли соответственно степени изменения спектрального коэффициента отражения кожи облучаемого целевого участка, с учетом спектрального коэффициента отражения в диапазоне от 500 до 600 нм, в котором появлялись эффекты воздействия, которые вызывали изменения цикла развития волос. Если коэффициент отражения на конкретной длине волны, являющийся опорным значением, обозначить R0, коэффициент отражения облучаемой кожи обозначить R1, и мощность источника света, при которой обеспечивалась активизация воспалительных цитокинов для кожи с R0, обозначить P0, то мощность P облучения можно определить по формуле P=R1/R0×P0. Поскольку энергия, оказывающая воздействие на цикл развития волос, имеет постоянное значение, то, в случае, если спектральный коэффициент отражения кожи имеет высокое значение, мощность следует увеличить, и время облучения следует сократить.
Кроме того, поскольку продолжительность фазы роста, регрессивной фазы и фазы омертвления цикла развития волос изменяется в зависимости от местоположения, например волосистой части головы, свет излучает после первоначального определения, находится ли или нет цикл развития волос в фазе роста в местоположении, в котором желательно вызвать угнетение роста волос.
На фиг.6 показано устройство регулирования роста волос в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Ниже приведено пояснение только тех особенностей данного устройства, которые отличаются от особенностей, ранее описанных на примере первого варианта осуществления. Следовательно, пояснения таких особенностей, которые являются общими с первым вариантом осуществления, пропускаются.
Устройство регулирования роста волос в соответствии с настоящим изобретением снабжено поляризационными фильтрами 41 и 43, соответственно расположенными перед излучателем 40 измерительного света и фотоприемным элементом 42.
Даже при том, что целевой участок для измерения влагосодержания находится внутри кожи, когда свет излучается излучателем 40 измерительного света, приблизительно 70% излучаемого света теряется на отражение от кожной поверхности. Следовательно, большая часть света, принимаемого фотоприемным элементом 42, отражается от кожной поверхности, что затрудняет точное измерение света, отраженного внутренними областями кожи. С другой стороны, известно, что, в отличие от света, отраженного от кожной поверхности, имеющего такой же угол поляризации, как свет облучения, свет, который проходит сквозь внутренние области кожи, претерпевает изменение угла поляризации. Поэтому в данном варианте осуществления перед излучателем 40 измерительного света расположен поляризационный фильтр 41, и, вследствие этого, свет поляризуется до заданного угла поляризации. Поляризованным светом облучают целевой участок. Влагосодержание можно измерить точно только в измерительном свете, отраженном от внутренних областей кожи, при размещении перед фотоприемным элементом 42 поляризационного фильтра 43, который допускает пропускание только света, поляризованного до углов поляризации света, отраженного от внутренних областей кожи.
В данном случае, хотя, в вышеописанных вариантах осуществления, в излучателе 30 регулирующего света и излучателе 40 измерительного света применяются разные источники света, в обоих данных излучателях можно также применить один и тот же источник света. В результате можно уменьшить число частей и сократить затраты. Однако мощности излучения света облучения назначается низкий уровень в случае излучения измерительного света и назначается высокий уровень в случае излучения регулирующего света.