БРЕЮЩАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ БРИТЬЯ ВОЛОС
SHAVING HEAD FOR HAIR SHAVING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящая заявка относится к бреющей головке для устройства для бритья волос.
Уровень техники изобретения
Известна электробритва или бритва на основе лазера для бритья волос вместо компоновки режущих лезвий. Электробритва без лезвий имеет меньше подвижных частей и, таким образом, износ снижается, что дает ей преимущество перед механическими бритвами.
Дополнительно использование лазера может уменьшить раздражение кожи, поскольку нет острых предметов, контактирующих с поверхностью кожи. Лазерные электробритвы работают на оптическом поглощении, также известном как лазерное удаление, при котором волос, подвергнутый воздействию лазерного луча, поглощает энергию луча, заставляющую его испаряться и/или отделяться.
Характеристики бритья обычно измеряются двумя критериями - гладкость бритья и раздражение кожи. Поэтому хорошая электробритва должна минимизировать остающуюся длину волос, помещая лазер как можно ближе к коже. Однако это может вызывать большее раздражение кожи, если теплота и энергия лазера падают на кожу. Необходимо защищать кожу от контакта с лазерным лучом, чтобы избегать повреждения или раздражения бреемой кожи. Триммеры или гриммеры для волос используются для подрезания волос до одинаковой длины, так что гладкость не является главным показателем характеристик, желательной является одинаковость длины остающихся волос.
Например, из документа WO 95/33600 известна генерация лазерного луча, располагающегося параллельно коже и перпендикулярно направлению хода, чтобы срезать волосы по мере того, как электробритва движется по коже. Однако теория Гаусса указывает, что лазерные лучи имеют естественную вариацию интенсивности вдоль их длины. Лучи будут иметь фокус, причем лазерный луч имеет максимальную интенсивность (мощность на единицу площади) и минимальную ширину, означающую, что фокус является самой эффективной частью лазерного луча для удаления волос посредством оптического поглощения. С другой стороны, части лазерного луча, наиболее удаленные от фокуса, будут иметь большую ширину и поэтому более распределенную интенсивность и не будут столь эффективны при отделении волос, потому что энергия лазерного луча падает на большую площадь волоса. Поэтому существует вариация характеристики удаления волос вдоль оптической оси лазерного луча и это может приводить в результате к неравномерному удалению волос и неравномерной гладкости. Кроме того, распространение плотности мощности в каждом месте в зоне бритья, в которую попадают волосы, не всегда достаточно для бритья волос. Из-за естественного расхождения гауссовых лазерных лучей невозможно достигнуть единообразной толщины луча вдоль оптической оси.
Сущность изобретения
Задача изобретения заключается в обеспечении бреющей головки для устройства для бритья волос, существенно облегчающей или преодолевающей упомянутые выше среди прочих проблемы.
В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается бреющая головка для устройства для бритья волос, содержащая оптическую систему, выполненную с возможностью направления лазерного луча, имеющего ось наибольшей скорости распространения света (быструю ось) и ось наименьшей скорости распространения света (медленную ось) через зону бритья бреющей головки, оптическую систему, содержащую фокусирующую линзу, выполненную с возможностью формирования первого фокуса лазерного луча в зоне бритья, и фокусирующий элемент, выполненный с возможностью формирования второго фокуса лазерного луча в зоне бритья.
Поэтому можно перефокусировать лазерный луч и создать другую эффективную область бритья. Это означает, что плотность мощности может быть максимизирована вдоль большей длины лазерного луча и, таким образом, можно увеличить длину зоны бритья, не снижая эффективность бреющей головки или не увеличивая требующуюся мощность лазерного луча.
Фокусирующий элемент может находиться в зоне бритья.
Это означает, что можно увеличить длину зоны бритья, увеличивая эффективную площадь бритья лазера в зоне бритья.
Фокусирующий элемент может быть расположен в среднем сечении зоны бритья. Поэтому можно обеспечить симметричную компоновку бритья по длине зоны бритья. То есть можно симметрично распределить плотность мощности лазерного луча на противоположных сторонах фокусирующего элемента и, следовательно, на каждой стороне зоны бритья.
Фокусирующий элемент может быть преломляющей линзой. В такой компоновке можно перефокусировать лазерный луч, не влияя на его путь прохождения через зону бритья.
Фокусирующий элемент может быть отражающей линзой. В такой компоновке можно перефокусировать лазерный луч и отразить лазерный луч обратно зону бритья или через ее часть.
Фокусирующий элемент является сферической линзой. Поэтому можно перефокусировать лазерный луч вдоль его быстрой и медленной осей.
Фокусирующий элемент может быть цилиндрической линзой. Поэтому более одного лазерного луча или участков лазерного луча могут быть перефокусированы одним фокусирующим элементом.
Фокусирующий элемент может быть выполнен с возможностью перефокусирования лазерный луч только вдоль его быстрой оси.
Фокусирующий элемент может быть выполнен с возможностью фокусирования по меньшей мере двух лазерных лучей.
Фокусирующая линза может быть выполнена с возможностью формирования фокусного расстояния лазерного луча вдоль быстрой оси в зоне бритья, которое отличается от фокусного расстояния лазерного луча вдоль медленной оси в зоне бритья. Фокусное расстояние вдоль медленной оси может быть больше, чем фокусное расстояние вдоль быстрой оси.
Фокусирующая линза может быть выполнена с возможностью формирования фокуса лазерного луча вдоль его быстрой оси, который смещается относительно фокуса лазерного луча вдоль его медленной оси.
Фокусирующая линза и фокусирующий элемент могут быть пространственно отделены друг от друга, так чтобы фокус лазерного луча вдоль медленной оси совпадал с фокусирующим элементом.
В такой компоновке плотность мощности и, следовательно, бреющее действие лазерного луча вдоль длины зоны бритья является симметричным. То есть ширина луча вдоль как медленной, так и вдоль быстрой осей является симметричной на противодействующих сторонах фокусирующего элемента и поэтому на каждой стороне зоны бритья. Это помогает одинаковому бреющему действию вдоль зоны бритья.
Фокусирующая линза может быть выполнена с возможностью формирования фокусного расстояния лазерного луча вдоль быстрой оси, которое больше, чем фокусное расстояние лазерного луча вдоль медленной оси.
Это обеспечивает лазерный луч в зоне бритья, который имеет минимизированную числовую апертуру вдоль его быстрой оси и высокую числовую апертуру вдоль его медленной оси.
Поэтому плотность мощность лазерного луча максимизируется вдоль большего расстояния и, таким образом, эффективная область бритья лазерного луча увеличивается.
Фокусирующая линза может быть выполнена с возможностью совпадения фокуса лазерного луча вдоль быстрой оси с фокусом лазерного луча вдоль медленной оси.
Это означает, что плотность мощности и поэтому бреющее действие лазерного луча вдоль длины зоны бритья являются симметричными.
Фокусирующий элемент может быть первым фокусирующим элементом и бреющая головка может дополнительно содержать второй фокусирующий элемент, выполненный с возможностью перефокусировки лазерного луча вдоль его быстрой и/или медленной оси.
Поэтому можно сформировать другую эффективную область бритья лазерного луча в зоне бритья. Это означает, что длина зоны бритья, в которой формируется эффективная область бритья, может быть максимизирована.
В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения обеспечивается устройство для бритья волос, содержащее бреющую головку, соответствующую любому из пп. 1-9 формулы изобретения.
В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения обеспечивается бреющая головка для устройства для бритья волос, содержащая оптическую систему, выполненную с возможностью направления лазерного луча, имеющего быструю ось и медленную ось, через зону бритья в бреющей головке, причем оптическая система содержит фокусирующую линзу, выполненную с возможностью формирования фокусного расстояния лазерного луча в зоне бритья вдоль его быстрой оси, которое больше, чем фокусное расстояние лазерного луча в зоне бритья вдоль его медленной оси.
Это обеспечивает лазерный луч в зоне бритья, имеющий минимизированную числовую апертуру вдоль его быстрой оси и высокую числовую апертуру вдоль его медленной оси. Поэтому плотность мощности лазерного луча максимизируется вдоль большего расстояния и, таким образом, эффективная область бритья лазерным лучом увеличивается.
Фокусное расстояние лазерного луча вдоль быстрой оси может быть, по меньшей мере, вдвое больше фокусного расстояния лазерного луча вдоль медленной оси.
Фокусирующая линза может быть выполнена с возможностью совпадения фокуса лазерного луча вдоль его быстрой оси с фокусом лазерного луча вдоль его медленной оси.
Это означает, что бритье вдоль длины зоны бритья может быть симметричным.
Фокусирующая линза может содержать первый участок фокусирующей линзы, выполненный с возможностью фокусировки лазерного луча вдоль его быстрой оси, и второй участок фокусирующей линзы, выполненный с возможностью фокусировки лазерного луча вдоль его медленной оси.
В такой компоновке это должно простым способом обеспечить фокусирующую линзу, формирующую различные фокусные расстояния лазерного луча вдоль его быстрой оси и его медленной оси. Дополнительно можно легко определять желаемый промежуток между фокусами лазерного луча вдоль его быстрой и медленной осей.
Первый участок фокусирующей линзы может быть цилиндрической линзой. Это означает, что первый участок фокусирующей линзы фокусирует лазерный луч только вдоль его быстрой оси. При использовании цилиндрической линзы можно фокусировать лазерный луч вдоль одной оси, не фокусируя лазерный луч вдоль другой оси.
Второй участок фокусирующей линзы может быть цилиндрической линзой. Это означает, что второй участок фокусирующей линзы фокусирует лазерный луч только вдоль его медленной оси.
Оптическая система может дополнительно содержать коллиматорную линзу, причем первый участок фокусирующей линзы и коллиматорная линза могут изготавливаться как единое целое.
Это означает, что количество компонент может быть минимизировано. Поэтому простота изготовления максимизируется.
Бреющая головка может дополнительно содержать фокусирующий элемент, выполненный с возможностью формирования второго фокуса вдоль медленной оси и/или быстрой оси лазерного луча в зоне бритья.
В такой компоновке можно максимизировать эффективную область бритья лазерного луча и, следовательно, максимизировать длину зоны бритья, благодаря фокусирующему элементу, перефокусирующему падающий на него лазерный луч.
Оптическая система может дополнительно содержать первый отражающий элемент для направления лазерного луча через зону бритья.
Оптическая система может дополнительно содержать второй отражающий элемент, расположенный на противоположной относительно первого отражающего элемента стороне зоны бритья направить лазерный луч из зоны бритья.
В другом варианте осуществления оптическая система может дополнительно содержать второй отражающий элемент, расположенный на противоположной относительно первого отражающего элемента стороне зоны бритья, выполненный с возможностью отражения лазерного луча обратно через зону бритья.
Один или более фокусирующих элементов могут располагаться перед или после такого отражающего или преломляющего элемента.
Это обеспечивает вторую секцию бритья лазерного луча, который проходит через зону бритья, улучшая, таким образом, характеристики бритья электробритвы.
В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения обеспечивается устройство для бритья волос, содержащее бреющую головку, соответствующую любому из пп. 10-15 формулы изобретения.
Эти и другие варианты изобретения станут очевидны и будут подробно разъяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные здесь далее.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления изобретения будут теперь описаны только для примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематическое изображение вида сбоку бреющей головки для устройства для бритья волос;
Фиг. 2 - вид в поперечном сечении лазерного луча вдоль оптической оси лазерного луча;
Фиг. 3 - схематическое изображение вида сбоку бреющей головки другого варианта осуществления устройства для бритья волос;
Фиг. 4 - схематическое изображение вида в плане бреющей головки, показанной на фиг. 3;
Фиг. 5 - вид в разрезе лазерного луча варианта осуществления устройства для бритья волос, показанного на фиг. 3 и 4, вдоль оптической оси лазерного луча в первом и втором фокусах;
Фиг. 6 - схематическое изображение вида сбоку бреющей головки, соответствующей другому варианту осуществления устройства для бритья волос;
Фиг. 7 - схематическое изображение вида в плане бреющей головки, соответствующей другому варианту осуществления устройства для бритья волос;
Фиг. 8 - схематический вид сбоку бреющей головки, соответствующей другому варианту осуществления устройства для бритья волос;
Фиг. 9 - схематический вид в плане бреющей головки, показанной на фиг. 8;
Фиг. 10 - вид в разрезе лазерного луча, соответствующего варианту осуществления устройства для бритья волос, показанного на фиг. 8 и 9, вдоль оптической оси лазерного луча в первом и втором фокусах;
Фиг. 11 - схематическое изображение вида сбоку бреющей головки, соответствующей другому варианту осуществления устройства для бритья волос;
Фиг. 12 - схематическое изображение вида в плане бреющей головки, показанной на фиг. 11;
Фиг. 13 - график, показывающий зависимость ширины лазерного луча или диаметра луча от расстояния от фокуса лазерного луча для оптической системы бреющей головки, показанной на фиг. 11 и 12; и
Фиг. 14 - график, показывающий зависимость ширины лазерного луча или диаметра луча от расстояния от фокуса лазерного луча для оптической системы, имеющей сферическую фокусирующую линзу.
Подробное описание вариантов осуществления
На фиг. 1 показано схематическое изображение блока 1 головки для устройства для бритья волос. Блок 1 головки образует бреющую головку лазерной электробритвы. Блок 1 головки содержит лазерный генератор 2, действующий в качестве лазерного источника, и оптическую систему 3. Лазерный генератор 2 в настоящей компоновке является диодом. Лазерный генератор 2 излучает лазерный луч 4. Лазерный луч 4 следует оптической траектории от лазерного генератора 2 в блоке 1 головки.
В настоящей компоновке излучаемый лазерный луч 4 является синим диодным лазером, работающим в мультипоперечном режиме. Длина волны испускаемого лазерного луча 4 составляет приблизительно 450 нм. Мощность испускаемого лазерного луча 4 имеет величину порядка 3 Вт. Однако следует понимать, что характеристики лазерного луча могут быть и другими.
Излучаемый лазерный луч 4 направляется к оптической системе 3. Оптическая система 3 имеет коллиматорную линзу 5 и фокусирующую линзу 6. Лазерный луч 4 направляется к коллиматорной линзе 5. Коллиматорная линза 5 уменьшает или исключает расхождение луча. Коллимированное сечение или траектория 7 луча 4 затем фокусируется фокусирующей линзой 6, чтобы заставить луч 4 сходиться.
Блок 1 головки имеет зону 8 бритья, в которую попадают волосы, которые должны сбриваться. Первое окно 9a располагается между зоной 8 бритья и фокусирующей линзой 6. Второе окно 9b располагается на другом конце зоны 8 бритья относительно первого окна 9a. Второе окно 9b располагается между зоной 8 бритья и устройством рассеивания энергии или подобным устройством (не показано). Лазерный луч 4 проходит через зону бритья и рассеивается устройством рассеивания энергии. Устройство рассеивания энергии или подобное устройство предотвращает повреждение, вызываемое энергией остаточного лазерного луча 4. Окна 9a, 9b располагаются так, чтобы защитить лазерный генератор 2, линзы 5, 6 и другие компоненты, расположенные вне зоны 8 бритья, от мусора и грязи, попадающих в зону 8 бритья. Однако следует понимать, что окна 9a, 9b могут отсутствовать.
Зона 8 бритья содержит среднюю секцию 8a, первую внешнюю секцию 8b и вторую внешнюю секцию 8c. Первая внешняя секция 8b определяется между одним концом зоны 8 бритья и средней секцией 8a. Вторая внешняя секция 8c определяется между другим концом зоны 8 бритья и средней секцией 8a.
Лазерный луч 4 проходит через зону 8 бритья вдоль оптической оси 10 луча 4. Гауссова теория говорит о том, что лазерные лучи обладают естественным изменением интенсивности вдоль их длины. Лучи будут иметь фокус, где лазерный луч имеет максимальную интенсивность (мощность на единицу площади) и минимальную ширину, означающие фокус, являющийся самой эффективной частью лазерного луча для удаления волос посредством оптического поглощения. С другой стороны, части лазерного луча, наиболее далеко отстоящие от фокуса, будут иметь большую ширину и поэтому более распределенную интенсивность и не будут столь эффективны при отделении волос, потому что энергия лазерного луча падает на большую площадь волоса. Поэтому вдоль оптической оси лазерного луча существует изменение характеристик удаления волос. Благодаря естественному расхождению гауссовых лазерных лучей, невозможно достигнуть одинаковой толщины луча вдоль оптической оси.
Лазерный луч 4 в зоне 8 бритья будет соответствовать теории Гаусса и будет содержать "первый фокус" 11 или перетяжку, расположенную вдоль оптической оси 10 луча 4. Фокус 11 является местом максимальной интенсивности и минимальной ширины и самой эффективной частью луча 4 для удаления волос, потому что энергия лазерного луча концентрируется на малой площади волос, которые должны удаляться, увеличивая коэффициент оптического поглощения. Области 12, 13 с любой стороны перетяжки 11 имеют большую ширину луча и более низкую интенсивность, поэтому они менее эффективны для удаления волос, поскольку энергия лазерного луча распределяется по большей площади волоса. Такая компоновка может приводить к небольшому изменению характеристик бритья в зоне 8 бритья, поскольку первый фокус 11 лазерного луча 4 отделяет волосы более чисто и на другую длину по сравнению с другими областями 12, 13 с любой стороны перетяжки 11. Однако следует понимать, что интенсивность луча в областях 12, 13 с любой стороны перетяжки 11 будет достаточна, чтобы отделять волосы, попавшие в зону 8 бритья.
Теория гауссовых лучей может использоваться для определения естественного изменения интенсивности вдоль луча, рассматривая изменение ширины луча (площадь поперечного сечения), вызванное расхождением. Расхождение идеального лазерного гауссова луча определяется следующим уравнением:
,
в котором:
w(z) - радиус луча на расстоянии z от перетяжки луча (фокус),
0
w - радиус перетяжки луча, и
R
-
z -  рэлеевский диапазон,
2
в то время как M - коэффициент ослабления луча, являющийся критерием качества луча.
R
Рэлеевский диапазон (z) лазерного луча определяется как расстояние, на котором площадь поверхности луча удваивается, и описывается следующим уравнением:
,
где λ - длина волны лазерного луча.
Рэлеевский диапазон является участком луча с самой высокой интенсивностью, делающей его самой эффективной частью луча для бритья волос, потому что энергия лазерного луча фокусируется на меньшей площади волоса. Рэлеевский диапазон или область высокой интенсивности представляется пунктирной линией 14 на фиг. 1, который находится в фиксированном положении. Области 12, 13 луча за пределами рэлеевского диапазона 14 имеют большую ширину луча с менее концентрированным распределением энергии. Поэтому характеристики бритья волос в этих областях не будут столь же эффективны при бритье волос, как в рэлеевском диапазоне 14. Правильно спроектированная лазерная электробритва не должна генерировать лазерный луч, значительно более мощный, чем это нужно отделения волос, из-за требований к потребляемой мощности, чрезмерной теплоте и раздражению кожи. Поэтому важно эффективно использовать область 14 высокой интенсивности в лазерной электробритве, вместе с областями 12, 13, расположенными непосредственно с каждой стороны области 14 высокой интенсивности.
Следует понимать, что область 14 высокой интенсивности вместе с областями 12, 13 непосредственно с каждой стороны области 14 высокой интенсивности, определяет эффективную область бритья. То есть секцию лазерного луча 4, имеющую эффективные характеристики для бритья волос.
Лазерный луч 4, излучаемый лазерным генератором 2, является эллиптическим в поперечном сечении. Вид в поперечном сечении лазерного луча 4 в фокусе показан на фиг. 2. Лазерный луч имеет размер Y вдоль оси Y и размера X вдоль оси X. Следует понимать, что оптическая ось 10 лазерного луча 4 проходит вдоль оси Z (смотрите фиг. 1), причем оси X, Y и Z перпендикулярны друг другу.
Лазерный луч 4 излучается лазерной полоской (не показана) лазерного генератора 2. Лазерная полоска (не показана) проходит параллельно оси X. Компоновка лазерного генератора известна и поэтому ее подробное описание здесь не приводится. Расхождение лазерного луча 4 отличается в направлениях параллельном и перпендикулярном лазерной полоске, также известной как ближняя зона.
2
Расхождение луча по оси Y называют быстрой осью. В настоящей компоновке расположении быстрая ось имеет расхождение луча приблизительно 40° (полный угол, 1/e). Расхождение луча по оси X называют медленной осью. В настоящей компоновке медленная ось имеет расхождение луча приблизительно 10°. То есть угол расхождения лазерного луча вдоль оси Y больше, чем угол расхождения лазерного луча 4 по оси X. Размер ближней зоны вдоль оси Y - приблизительно 2 мкм. Размер ближней зоны вдоль оси X - приблизительно 20 мкм.
Фокусирующая линза 6 заставляет лазерный луч 4 сходиться вдоль быстрой оси (оси Y) и медленной оси (оси X) по мере того, как луч проходит вдоль его оптической оси 10. Фокусирующая линза 6 определяет первое фокусное расстояние лазерного луча 4. Первое фокусное расстояние лазерного луча 4 является расстоянием между фокусирующей линзой 4 и первым фокусом 11 лазерного луча 4. В настоящем варианте осуществления фокусирующая линза выполнена с возможностью одинаковости первого фокусного расстояния лазерного луча 4 вдоль его быстрой и медленной осей.
Фокусирующий элемент 15 располагается в зоне 8 бритья. Фокусирующий элемент 15 является инцидентным с оптической осью 10 лазерного луча 4. Фокусирующий элемент 15 выполнен с возможностью перефокусировки лазерного луча 4, проходящего через зону 8 бритья. То есть фокусирующий элемент выполнен с возможностью формирования второго фокуса 16 лазерного луча 4 вдоль его оптической оси 11.
Фокусирующий элемент 15 располагается в средней секции 8a зоны 8 бритья. Поэтому первая внешняя секция 8b зоны 8 бритья определяется на одной стороне фокусирующего элемента 15, а вторая внешняя секция 8c зоны 8 бритья определяется с другой стороны фокусирующего элемента 15.
Фокусирующий элемент 15 является сферической линзой. То есть фокусирующий элемент 15 выполнен с возможностью фокусировки лазерного луча как по его быстрой оси, так и вдоль медленной оси. В настоящем варианте осуществления фокусное расстояние фокусирующего элемента 15, в сущности, равно фокусному расстоянию фокусирующей линзы 6.
Фокусирующий элемент 15 является преломляющей линзой. То есть лазерный луч 4, падающий на фокусирующий элемент 15, проходит через фокусирующий элемент 15 и фокусируется посредством рефракции по мере того, как проходит через фокусирующий элемент 15.
Расстояние между фокусирующей линзой 6 и фокусирующим элементом 15 вдоль оптической оси 10 лазерного луча 4 больше, чем первое фокусное расстояние лазерного луча 4. Поэтому лазерный луч 4 отклоняется между первым фокусом 11 и фокусирующим элементом 15.
Длина первой внешней секции 8b зоны 8 бритья является примерно удвоенным первым фокусным расстоянием лазерного луча 4. Длина второй внешней секции 8c зоны 8 бритья примерно равна удвоенному второму фокусному расстоянию лазерного луча 4.
Бреющая головка 1 дополнительно содержит корпус 17 с прокладкой 18, контактирующей с секцией кожи 19 пользователя, чтобы поддерживать защитный зазор между лазерным лучом 4 и кожей 19. Прокладка 18 содержит бреющую поверхность, против которой может располагаться кожа 19 пользователя. Прокладка 18 содержит по меньшей мере одно отверстие (не показано). Прокладка 18 позволяет волосам (не показаны) попадать в зону 8 бритья. Зона 8 бритья определяется в области над прокладкой 18. Прокладка 18 содержит единственное вытянутое отверстие (не показано), параллельное оптической оси 10 лазерного луча 4, через которое волосы попадают для сбривания. Альтернативно прокладка 18 может иметь альтернативную компоновку, такую как множество круглых, шестиугольных или подобных отверстий (не показаны), через которые волосы попадают в зону 8 бритья. Альтернативно прокладка 18 может содержать гребенку с множеством зубьев, которые манипулируют волосами в зоне 8 бритья.
Когда лазерный генератор 2 работает, излучаемый лазерный луч 4 направляется к оптической системе 3. Лазерный луч 4 фокусируется фокусирующей линзой 6, чтобы заставить луч 4 сходиться. Лазерный луч 4 проходит через первую внешнюю секцию 8b зоны 8 бритья вдоль оптической оси 10 луча 4.
Первый фокус 11 из лазерного луча 4 находится в первой внешней секции 8b. Поскольку расстояние между фокусирующей линзой 6 и фокусирующим элементом 15 больше, чем первое фокусное расстояние лазерного луча 4, созданное фокусирующей линзой 6, первый фокус 11 лазерного луча 4 формируются в первом внешнем сечении 8b. Первая эффективная область бритья лазерного луча 4 поэтому формируется в первой внешней секции 8b. Секция лазерного луча 4 в первой внешней секции 8b является первой секцией 20 бритья лазерного луча.
Следует понимать, что лазерный луч 4 расходится между первым фокусом 11 и фокусирующим элементом 15. Фокусирующий элемент 15 располагается на оптической оси 10 лазерного луча 10 и, таким образом, лазерный луч 4 направляется к фокусирующему элементу 15. Лазерный луч 4 фокусируется фокусирующим элементом 15. Лазерный луч 4 перефокусируется фокусирующим элементом 15 вдоль быстрой оси (ось Y) и медленной оси (ось X).
Второй фокус 16 лазерного луча 4 находится во второй внешней секции 8c. То есть второй фокус 16 лазерного луча 4 формируется в зоне 8 бритья. Расстояние между фокусирующим элементом 15 и концом зоны 8 бритья, который в настоящем варианте осуществления формируется вторым окном 9b, больше, чем второе фокусное расстояние лазерного луча 4, созданное фокусирующим элементом 15. Вторая эффективная зона бритья лазерного луча 4 формируется во второй внешней секции 8c. Секция лазерного луча 4 во второй внешней секции 8c является второй секцией 21 бритья лазерного луча.
Фокусирующий элемент 15 образует другой рэлеевский диапазон. Рэлеевский диапазон или область высокой интенсивности второй секции 21 бритья лазерного луча 4 представлен на фиг. 1 пунктирной линией 22. Области 23, 24 луча за пределами рэлеевского диапазона 22 имеют большую ширину луча с менее концентрированным распределением энергии. Следует понимать, что область высокой интенсивности 22 второй секции 21 бритья вместе с областями 23, 24 непосредственно с каждой стороны области 22 высокой интенсивности определяют эффективную область бритья. То есть другую секцию лазерного луча 4, имеющую эффективные характеристики для бритья волос.
В такой компоновке бреющая головка 1 обеспечивается двумя областями эффективного бритья в зоне 8 бритья. Поэтому длина зоны 8 бритья может быть удвоена и лазерный луч способен эффективно сбривать волосы, по существу, вдоль зоны 8 бритья. Минимальная область, непригодная для бритья, будет формироваться в зоне 8 бритья в месте расположения фокусирующего элемента 15, однако следует понимать, что эта область, непригодная для бритья, минимальна по сравнению с увеличенной длиной зоны 8 бритья, которая обеспечивается описанной выше компоновкой. Дополнительно, бреющая головка 1 будет обычно проходить два или более раз по участку кожи, чтобы гарантировать полное удаление с него волос.
2
2
2
2
Диаметр волоса обычно составляет приблизительно 100 мкм. В настоящей компоновке размер лазерного луча 4 вдоль оси X в первом фокусе 11 составляет приблизительно 250 мкм (1/e). Размер лазерного луча 4 вдоль оси Y в первом фокусе 11 составляет приблизительно 25 мкм (1/e). Поскольку расстояние между фокусирующей линзой 6 и фокусирующим элементом 15 приблизительно вдвое больше, чем первое фокусное расстояние лазерного луча 4, и второе фокусное расстояние лазерного луча 4 приблизительно равно первому фокусному расстоянию, то размер лазерного луча 4 вдоль оси X во втором фокусе 16 равен приблизительно 250 мкм (1/e). Размер лазерного луча 4 вдоль оси Y во втором фокусе 16 равен приблизительно 25 мкм (1/e).
Преимущество описанной выше компоновки состоит в том, что обеспечивается большая продолжительность контакта лазерного луча 4 в зоне 8 бритья, имеющей плотность мощности, достаточную, чтобы эффективно сбривать волосы, попавшие в зону 8 бритья, в то же время минимизируя необходимую мощность лазерного генератора 2. Поэтому эффективность блока 1 головки максимизируется.
Когда волосы попадают в зону 8 бритья, они подвергаются воздействию первой или второй секций 20, 21 бритья лазерного луча 4 в зоне 8 бритья. Поэтому волосы срезаются посредством лазерного удаления.
Лазерный луч 4 последовательно проходит зону 8 бритья и выходит из зоны 8 бритья. Выходная секция луча 4 может затем поглощаться в устройстве рассеяния энергии или подобном устройстве (не показано), чтобы не допустить повреждения, вызываемого энергией остаточного лазерного луча 4.
В описанной выше компоновке фокусирующий элемент является сферическим. То есть первый фокусирующий элемент выполнен с возможностью фокусировки лазерного луча 4 по обеим, быстрой и медленной осям. Однако в альтернативной компоновке фокусирующий элемент является цилиндрическим. То есть фокусирующий элемент выполнен с возможностью фокусировки лазерного луча только по одной быстрой оси или медленной оси.
На фиг. 3 и 4 показан примерный вариант осуществления бреющей головки 30 для бритья волос, имеющей фокусирующий элемент 31, являющийся цилиндрическим. Компоновка бреющей головки, показанной на фиг. 3 и 4, является, в целом, такой же, как компоновка бреющей головки 1, описанной выше, и поэтому подробное описание здесь не приводится. Количество признаков и компонент соответствует признакам и компонентам, описанным выше, и поэтому их подробное описание не приводится. Однако вместо сферического фокусирующего элемента 15, как описано со ссылкой на фиг. 1, оптическая система, представленная на фиг. 3, содержит цилиндрический фокусирующий элемент 31.
Теперь, как показано на фиг. 3 и 4, блок 30 головки содержит первый лазерный генератор 32, действующий в качестве лазерного источника, и первую оптическую систему 23. Первый лазерный генератор 32 излучает первый лазерный луч 34. Первый лазерный луч 34 следует по оптической траектории в блоке 30 головки от первого лазерного генератора 32 вдоль первой оптической оси. Следует понимать, что оптическая ось проходит вдоль оси Z, как показано на чертежах, и что бреющая головка выполнена с возможностью движения по коже пользователя в направлении вдоль оси Х, чтобы срезать волосы.
Излучаемый лазерный луч 34 направляется к первой оптической системе 33. Первая оптическая система 33 имеет первую коллиматорную линзу 35 и первую фокусирующую линзу 36. Первый лазерный луч 34 направляется к первой коллиматорной линзе 35. Первая коллиматорная линза 35 снижает или устраняет расхождение луча. Первый лазерный луч 34 затем фокусируется первой фокусирующей линзой 36, чтобы заставить луч 34 сходиться.
Блок 30 головки также содержит второй лазерный генератор 37, действующий в качестве лазерного источника, и вторую оптическую систему 38. Второй лазерный генератор 37 излучает второй лазерный луч 39. Второй лазерный луч 39 следует по оптической траектории в блоке 30 головки от второго лазерного генератора 37 вдоль второй оптической оси. В настоящем варианте осуществления первая и вторая оптические оси проходят параллельно, но со смещением относительно друг друга.
Излучаемый второй лазерный луч 39 направляется ко второй оптической системе 38. Вторая оптическая система 38 имеет вторую коллиматорную линзу 40 и вторую фокусирующую линзу 41. Второй лазерный луч 39 направляется ко второй коллиматорной линзе 40. Вторая коллиматорная линза 40 снижает или устраняет расхождение луча. Второй лазерный луч 39 затем фокусируется второй фокусирующей линзой 41, чтобы заставить луч 39 сходиться.
В настоящей компоновке излучаемые лазерные лучи являются лучами синего диодного лазера, работающего в мультипоперечном режиме. Длина волны испускаемых лазерных лучей составляет приблизительно 450 нм. Мощность испускаемых лазерных лучей имеет порядок 3 Вт. Однако следует понимать, что характеристики лазерных лучей могут быть и другими.
Блок 30 головки имеет зону 43 бритья, в которую попадают волосы, которые должны сбриваться. Первый и второй лазерные генераторы 32, 37 располагаются на противоположных сторонах зоны 43 бритья. Первое окно 44a располагается между зоной 43 бритья и первой фокусирующей линзой 36. Второе окно 44b располагается на другом конце зоны 43 бритья относительно первого окна 44a. Второе окно 44b располагается между зоной 43 бритья и второй фокусирующей линзой 41. Устройство рассеивания энергии или подобные устройства (не показаны) располагаются позади первого и второго окон 44a, 44b, чтобы рассеивать энергию остаточных лазерных лучей 34, 39.
Однако следует понимать, что окна 44a, 44b могут отсутствовать.
Каждый лазерный луч 34, 39 в зоне 43 бритья будет соответствовать теории Гаусса и содержать "первый фокус" 45a, 45b или перетяжку, расположенную вдоль его оптической оси. Области высокой интенсивности в первых фокусах 45a, 45b вместе с областями, непосредственно соседствующими с каждой стороной областей высокой интенсивности, определяют области эффективного бритья. То есть секции 34, 39 каждого лазерного луча, имеющие эффективные характеристики бритья для бритья волос.
Фокусирующие линзы 36, 41 заставляют соответствующие лазерные лучи 34, 39 сходиться вдоль быстрой оси (ось Y) и медленной оси (оси X) по мере того, как лучи проходят вдоль своих оптических осей. Фокусирующие линзы 36, 41 определяют первое фокусное расстояние каждого лазерного луча. В настоящем варианте осуществления фокусирующие линзы 36, 41 выполнены с возможностью одинаковости первого фокусного расстояния лазерных лучей 34, 39 вдоль быстрой оси и вдоль медленной оси. Однако следует понимать, что фокусное расстояние вдоль быстрой оси каждого лазерного луча может отличаться от фокусного расстояния вдоль медленной оси, как станет понятно ниже.
Фокусирующий элемент 31 располагается в зоне 43 бритья. Фокусирующий элемент 31 действует как фокусирующий элемент 31 как для первого, так и для второго лазерных лучей 34, 39. То есть фокусирующий элемент 31 является частью первой и второй оптических систем 33, 38. Фокусирующий элемент 31 является инцидентным с оптической осью первого лазерного луча 34. Фокусирующий элемент 31 выполнен с возможностью перефокусировки первого лазерного луча 34, проходящего через зону 43 бритья. То есть фокусирующий элемент 31 выполнен с возможностью формирования второго фокуса 46a первого лазерного луча 34 вдоль его оптической оси.
Фокусирующий элемент 31 является инцидентным с оптической осью второго лазерного луча 39. Фокусирующий элемент 31 выполнен с возможностью перефокусировки второго лазерного луча 39, проходящего через зону 43 бритья. То есть фокусирующий элемент 31 выполнен с возможностью формирования второго фокуса 46b второго лазерного луча 39 вдоль его оптической оси.
Фокусирующий элемент 31 является преломляющей линзой. Фокусирующий элемент 31 является цилиндрической линзой. То есть фокусирующий элемент 31 выполнен с возможностью фокусировки лазерного луча только по одной быстрой оси или медленной оси.
В настоящем варианте осуществления фокусирующий элемент 31 выполнен с возможностью фокусировки каждого из лазерных лучей 34, 39 вдоль его быстрой оси. Быстрая ось проходит вдоль оси X. Поэтому второй фокус 46a, 46b является только фокусом быстрой оси каждого лазерного луча 34, 39. Медленная ось каждого лазерного луча 34, 39 не перефокусируется фокусирующим элементом 31. Цилиндрические поверхности фокусирующего элемента 31 могут быть поверхностями, имеющими тороидальную форму.
В настоящем варианте осуществления фокусное расстояние фокусирующего элемента 31, в сущности, равно фокусному расстоянию каждой из фокусирующих линз 36, 41. Второй фокус 46b второго лазерного луча 39 выравнивается с первым фокусом 45a первого лазерного луча 34. Точно также первый фокус 46a второго лазерного луча 39 выравнивается со вторым фокусом 46a первого лазерного луча 34. Однако следует понимать, что фокусы первого и второго лазерных лучей 34, 39 могут быть смещены относительно друг друга.
Бреющая головка 30 дополнительно содержит корпус с прокладкой 47, контактирующей с секцией кожи пользователя, чтобы поддерживать защитный зазор между лазерными лучами 34, 39 и кожей.
Когда лазерные генераторы 32, 37 действуют, излучаемые лазерные лучи 34, 39 фокусируются первой и второй фокусирующими линзами 36, 41 соответственно. Фокусирующий элемент 31 располагается в средней секции 43a зоны 43 бритья. Первый лазерный луч 34 проходит через первую внешнюю секцию 43b зоны 43 бритья и второй лазерный луч 39 проходит через вторую внешнюю секцию 43 зоны бритья.
Первый фокус 45a первого лазерного луча 34 находится в первой внешней секции 43b. Первая область эффективного бритья первого лазерного луча 34 поэтому формируется в первой внешней секции 43b. Первый фокус 45a является фокусом на быстрой и медленной осях луча.
Первый лазерный луч 34 отклоняется между первым фокусом 45a и фокусирующим элементом 31. Первый лазерный луч 34 затем перефокусируется фокусирующим элементом 31. Первый лазерный луч 34 перефокусируется фокусирующим элементом 31 только вдоль быстрой оси (ось Y). Фокусирующий элемент 31 является цилиндрической линзой и поэтому не фокусирует первый лазерный луч 34 вдоль его медленной оси (ось X), которая продолжает отклоняться. Второй фокус 46a первого лазерного луча 34 формируется во второй внешней секции 43c. Вторая область эффективного бритья первого лазерного луча 34 формируется во второй внешней секции 43c.
Вид в поперечном сечении первого лазерного луча 34 в первом и втором фокусах 45a, 46a показан на фиг. 5. Первый лазерный луч 34 имеет соответствующие размеры вдоль оси Y в первом и втором фокусах 45a, 46a, поскольку лазерный луч перефокусируется фокусирующим элементом вдоль его быстрой оси. Однако размер X во втором фокусе 46a больше, чем размер X в первом фокусе 45a, поскольку лазерный луч не перефокусируется вдоль его медленной оси. Второй фокус 46a и вторая область эффективного бритья первого лазерного луча 34 будут иметь несколько меньшую пиковую мощность из-за того, что луч не перефокусируется фокусирующим элементом 31, но будет создавать большее время экспонирования волоса по мере того, как лазерный луч движется через волос, благодаря увеличению размера X луча.
Первый фокус 45b второго лазерного луча 39 находится во второй внешней секции 43c. Первая область эффективного бритья второго лазерного луча 39 поэтому формируется во второй внешней секции 43c. Второй фокус 45b является фокусом на быстрой и медленной осях луча.
Второй лазерный луч 39 отклоняется между первым фокусом 45b и фокусирующим элементом 31. Второй лазерный луч 39 затем перефокусируется фокусирующим элементом 31. Второй лазерный луч 39 перефокусируется фокусирующим элементом 31 только вдоль быстрой оси (ось Y). Второй фокус 46b первого лазерного луча 34 формируется во второй внешней секции 43c. Вторая область эффективного бритья первого лазерного луча 34 формируется в первой внешней секции 43b.
Второй фокус 46b и вторая область эффективного бритья второго лазерного луча 39 будут иметь несколько более низкую пиковую мощность луча из-за того, что он не перефокусируется фокусирующим элементом 31, но создает большее время экспонирования волоса по мере того, как лазерный луч движется через волос, благодаря увеличения размера X луча.
Для приведенной выше компоновки бреющая головка 30 обеспечивается многочисленными областями эффективного бритья в зоне 43 бритья. Поэтому длина зоны 43 бритья увеличивается, и лазерные лучи способны эффективно сбривать волосы, по существу, вдоль зоны 43 бритья.
Лазерные лучи 34, 39 затем проходят зону 43 бритья и выходят из зоны 43 бритья. Выходная секция лучей может затем поглощаться в устройствах поглощения энергии или подобных устройствах (не показаны), чтобы не допустить повреждения, вызываемого энергией остаточного лазерного луча 34, 39.
Дополнительно можно использовать одиночную цилиндрическую линзу, действующую в качестве фокусирующего элемента, чтобы перефокусировать два или больше лазерных лучей. Это упрощает и снижает стоимость изготовления бреющей головки. В настоящей компоновке фокусирующий элемент 31 расширяется, чтобы перефокусировать два лазерных луча. Преимущество использования такого цилиндрического фокусирующего элемента 31 состоит в том, что он проще для изготовления, чем расширенная сферическая линза.
В упомянутой выше компоновке бреющая головка имеет два лазерных генератора. Такая компоновка максимизирует эффективность бреющей головки и помогает гарантировать, что бреющая головка обеспечивает, в целом, симметричное бреющее действие вдоль своей длины. Однако следует понимать, что в альтернативной компоновке бреющая головка используется с цилиндрической линзой и одиночным лазерным генератором, только чтобы сформировать одиночный лазерный луч в бреющей головке (не показана). Дополнительно следует понимать, что в альтернативной компоновке могут использоваться три или более лазерных лучей.
На фиг. 6 показан другой вариант осуществления бреющей головки 50 для бритья волос. Компоновка бреющей головки 50, показанной на фиг. 6, является, в целом, такой же, что компоновка бреющих головок, описанных выше, и поэтому ее подробное описание здесь не приводится. Множество признаков и компонент соответствуют признакам и компонентам, описанным выше, и поэтому их подробное описание здесь не приводится. В этой компоновке бреющая головка 50 содержит первый и второй фокусирующие элементы 51, 52.
Блок 50 головки содержит лазерный генератор 53, действующий в качестве лазерного источника, и оптическую систему 54. Лазерный генератор 53 излучает лазерный луч 55. Лазерный луч 55 следует по оптической траекторией в блоке 50 головки от лазерного генератора 53 вдоль оптической оси.
Излучаемый лазерный луч 55 направляется к оптической системе 54. Оптическая система 54 имеет коллиматорную линзу 56 и фокусирующую линзу 57. Лазерный луч 55 направляется к коллиматорной линзе 56 и затем фокусируется фокусирующей линзой 57, чтобы заставить луч 55 сходиться.
Блок 50 головки имеет зону 58 бритья, в которую попадают волосы, которые должны сбриваться. Первое окно 59a располагается между зоной 58 бритья и фокусирующей линзой 57. Второе окно 59b располагается на другом конце зоны 58 бритья относительно первого окна 59a. Однако следует понимать, что окна 59a, 59b могут отсутствовать.
Лазерный луч 55 в зоне 58 бритья будет соответствовать теории Гаусса и будет содержать "первый фокус" 60 или перетяжку, расположенную вдоль его оптической оси. Области высокой интенсивности в первом фокусе 60, вместе с областями, непосредственно примыкающими к каждой стороне областей высокой интенсивности, определяют область эффективного бритья. То есть секцию лазерного луча 55, имеющую эффективные характеристики для бритья волос.
Фокусирующая линза 57 заставляет лазерный луч 55 сходиться вдоль быстрой оси (оси Y) и медленной оси (оси X) по мере того, как лучи проходят вдоль их оптических осей. Фокусирующая линза 57 определяет первое фокусное расстояние лазерного луча. В настоящем варианте осуществления фокусирующая линза 57 выполнена с возможностью одинаковости первого фокусного расстояния лазерного луча 55 вдоль его обеих быстрой и медленной осей. Однако следует понимать, что фокусное расстояние вдоль быстрой оси может отличаться от фокусного расстояния вдоль медленной оси, как станет очевидно ниже.
Первый и второй фокусирующие элементы 51, 52 располагаются в зоне 58 бритья. Первый фокусирующий элемент 51 инцидентен с оптической осью лазерного луча 55. Второй фокусирующий элемент 52 инцидентен с оптической осью лазерного луча 55. Первый и второй фокусирующие элементы 51, 52 пространственно разнесены относительно друг друга.
Первый и второй фокусирующие элементы 51, 52 выполнены с возможностью перефокусировки лазерного луча 55, проходящего через зону 58 бритья. То есть первый фокусирующий элемент 51 выполнен с возможностью формирования второго фокуса 61 лазерного луча 55 вдоль его оптической оси. Точно также второй фокусирующий элемент 52 выполнен с возможностью формирования третьего фокуса 62 лазерного луча 55 вдоль его оптической оси.
Фокусирующие элементы 51, 52 являются преломляющими линзами. Фокусирующие элементы 51, 52 являются цилиндрическими линзами. То есть фокусирующие элементы 51, 52 выполнены с возможностью фокусировки лазерного луча вдоль его быстрой оси и медленной оси.
Бреющая головка 50 дополнительно содержит корпус с прокладкой 64, контактирующей с секцией кожи пользователя, чтобы поддерживать защитный зазор между лазерным лучом и кожей.
В настоящем варианте осуществления фокусное расстояние первого и второго фокусирующих элементов 51, 52, по существу, равно фокусному расстоянию фокусирующей линзы 57. Однако следует понимать, что фокусные расстояния первого и второго фокусирующих элементов 51, 52 могут отличаться от фокусирующей линзы 57 и друг от друга.
Когда лазерный генератор 53 работает, излучаемый лазерный луч 55 фокусируется фокусирующей линзой 57. Первый фокус 60 лазерного луча 55 формируется в зоне 58 бритья между фокусирующей линзой 57 и первым фокусирующим элементом 51. Первая область эффективного бритья лазерного луча 55 поэтому формируется в зоне 58 бритья.
Лазерный луч 55 отклоняется между первым фокусом 60 и первым фокусирующим элементом 51. Лазерный луч 55 затем перефокусируется первым фокусирующим элементом 51. Лазерный луч 55 перефокусируется первым фокусирующим элементом 51 вдоль его быстрой и медленной осей. Второй фокус 61 лазерного луча 55 формируется между первыми и вторыми фокусирующими элементами 52. Вторая область эффективного бритья лазерного луча 55 поэтому формируется в зоне 58 бритья.
Лазерный луч 55 отклоняется снова между вторым фокусом 61 и вторым фокусирующим элементом 52. Лазерный луч 55 затем перефокусируется вторым фокусирующим элементом 52. Лазерный луч 55 перефокусируется вторым фокусирующим элементом 52 вдоль его быстрой и медленной осей. Третий фокус 62 лазерного луча 55 формируется между вторым фокусирующим элементом 52 и дистальным концом зоны 58 бритья. Третья область эффективного бритья лазерного луча 55 поэтому формируется в зоне 58 бритья.
Для описанной выше компоновки обеспечивается бреющая головка 30 с тремя областями эффективного бритья в зоне 43 бритья. Поэтому длина зоны 58 бритья увеличивается и лазерный луч способен эффективно сбривать волосы вдоль зоны 58 бритья.
Лазерный луч 55 далее проходит через зону 58 бритья и идет дальше от зоны 58 бритья. Выходная секция луча может затем поглощаться внутри устройства рассеивания энергии или подобного устройства (не показано), чтобы предотвратить повреждение, вызываемое энергией остаточного лазерного луча 55.
В упомянутой выше компоновке первый и второй фокусирующие элементы являются сферическими. То есть как первый, так и второй фокусирующие элементы выполнены с возможностью фокусировки лазерного луча по обеим осям, быстрой оси или медленной оси. Однако следует понимать, что в альтернативной компоновке каждый или оба первый и второй фокусирующие элементы могут быть цилиндрическими линзами. То есть каждый первый или второй фокусирующие элементы выполнены с возможностью фокусировки лазерного луча только по одной быстрой оси или медленной оси.
Для такой компоновки блок 50 головки может быть выполнен с возможностью наличия двух или более лазерных лучей (не показаны), проходящих через зону бритья. В примерной компоновке с двумя или более лазерными лучами лазерные лучи выполнены с возможностью выравнивания и расположения в компоновке, подобной компоновке, показанной на фиг. 3 и 4. Однако в этой примерной компоновке каждый лазерный луч имеет оптическую ось, которая инцидентна с двумя или более фокусирующими элементами.
В описанных выше вариантах осуществления фокусирующий элемент или элементы являются преломляющими линзами. То есть лазерный луч, падающий на фокусирующий элемент, фокусируется посредством рефракции по мере того, как проходит через фокусирующий элемент. Однако в другом варианте осуществления фокусирующий элемент является отражающей линзой. То есть лазерный луч, падающий на фокусирующий элемент, фокусируется по мере того, как он отражается фокусирующим элементом. Один такой вариант осуществления, в котором фокусирующим элементом является отражающая линза, показан на фиг. 7.
На фиг. 7 показан примерный вариант осуществления бреющей головки 70 для бритья волос, имеющей фокусирующий элемент, являющийся отражающей линзой. Компоновка бреющей головки, показанной на фиг. 7, является, в целом, такой же, как компоновка бреющих головок, описанных выше, и поэтому ее подробное описание здесь не приводится. Множество признаков и компонент соответствуют признакам и компонентам, описанным выше, и поэтому их подробное описание приводиться не будет. Однако вместо отражающих линз, как описано со ссылкой на фиг. 1-6, оптическая система, показанная на фиг. 7, содержит первую и вторую отражающие линзы 71, 72, действующие в качестве фокусирующих элементов.
Теперь, как показано на фиг. 7, блок 70 головки содержит первый лазерный генератор 73, действующий в качестве лазерного источника, чтобы излучать первый лазерный луч 75, и первую оптическую систему 74. Первый лазерный луч 75 следует по оптической траектории в блоке 70 головки от первого лазерного генератора 73 вдоль первой оптической оси. Излучаемый лазерный луч 75 направляется к первой оптической системе 74. Первая оптическая система 74 имеет первую коллиматорную линзу 76 и первую фокусирующую линзу 77. Первый лазерный луч 75 направляется к первой коллиматорной линзе 76 и затем фокусируется первой фокусирующей линзой 77, чтобы заставить луч 75 сходиться.
Блок 70 головки также содержит второй лазерный генератор 78, действующий в качестве лазерного источника, чтобы излучать второй лазерный луч 80, и вторую оптическую систему 79. Второй лазерный луч 80 следует по оптической траектории в блоке 70 головки от второго лазерного генератора 78 вдоль второй оптической оси. Излучаемый второй лазерный луч 80 направляется ко второй оптической системе 79. Вторая оптическая система 79 имеет вторую коллиматорную линзу 81 и вторую фокусирующую линзу 82. Второй лазерный луч 80 направляется ко второй коллиматорной линзе 81 и затем фокусируется второй фокусирующей линзой 82, чтобы заставить луч 80 сходиться.
Блок 30 головки имеет зону 84 бритья, в которую попадают волосы, которые должны сбриваться. Первый и второй лазерные генераторы 73, 78 располагаются на противоположных сторонах зоны 84 бритья. Первое окно 85a располагается между зоной 84 бритья и первой фокусирующей линзой 77. Второе окно 85b располагается на другом конце зоны 84 бритья относительно первого окна 85a. Второе окно 85b располагается между зоной 84 бритья и второй фокусирующей линзой 82. Устройства рассеивания энергии или подобные устройства (не показаны) располагаются позади первого и второго окон 85a, 85b, чтобы рассеивать энергию остаточных лазерных лучей 75, 80.
Однако следует понимать, что окна 85a, 85b могут отсутствовать.
Каждый лазерный луч 75, 80 в зоне 84 бритья будет соответствовать теории Гаусса и будет содержать "первый фокус" 86a, 86b, или перетяжку, расположенные вдоль его оптической оси. Области высокой интенсивности в первых фокусах 86a, 86b, вместе с областями, расположенными непосредственно рядом с каждой стороной областей высокой интенсивности, определяют области эффективного бритья. То есть секцию каждого лазерного луча 75, 80, которая обладает эффективными характеристиками для бритья волос.
Фокусирующие линзы 77, 82 определяют первое фокусное расстояние каждого лазерного луча. В настоящем варианте осуществления фокусирующие линзы 77, 82 выполнены с возможностью одинаковости первого фокусного расстояния лазерных лучей 75, 80 вдоль обеих их осей, быстрых и медленных осей. Однако следует понимать, что фокусное расстояние вдоль быстрой оси каждого лазерного луча может отличаться от фокусного расстояния вдоль медленной оси, как станет понятно ниже.
Первый и второй фокусирующие элементы 71, 72 располагаются в зоне 84 бритья. Первый и второй фокусирующие элементы 71, 72 расположены напротив друг друга. Первый фокусирующий элемент 71 имеет первую фокусирующую поверхность 88 и второй фокусирующий элемент 72 имеет вторую фокусирующую поверхность 89. Первая и вторая фокусирующие поверхности 88, 89 обращены в противоположные стороны друг от друга.
Следует понимать, что первый и второй фокусирующие элементы 71, 72 могут быть сформированы как единое целое.
Первый фокусирующий элемент 71 действует как фокусирующий элемент для первого лазерного луча 75. Первый фокусирующий элемент 71 является инцидентным с оптической осью первого лазерного луча 75. Первый фокусирующий элемент 71 выполнен с возможностью перефокусировки первого лазерного луча 75, проходящего через зону 84 бритья. То есть первый фокусирующий элемент 71 выполнен с возможностью формирования второго фокуса 87a первого лазерного луча 75 вдоль его оптической оси.
Второй фокусирующий элемент 72 действует как фокусирующий элемент для второго лазерного луча 80. Второй фокусирующий элемент 72 является инцидентным с оптической осью второго лазерного луча 80. Второй фокусирующий элемент 72 выполнен с возможностью перефокусировки второго лазерного луча 80, проходящего через зону 84 бритья. То есть второй фокусирующий элемент 72 выполнен с возможностью формирования второго фокуса 87b второго лазерного луча 80 вдоль его оптической оси.
Фокусирующие элементы 71, 72 являются отражающими линзами. Фокусирующие поверхности 88, 89 являются отражающими. Фокусирующие поверхности 88, 89 являются вогнутыми, чтобы фокусировать соответствующий падающий на них лазерный луч. В настоящем варианте осуществления каждый из фокусирующих элементов является сферической линзой. То есть фокусирующие элементы выполнены с возможностью фокусировки лазерного луча вдоль обеих осей, быстрой оси и медленной оси.
В настоящем варианте осуществления фокусное расстояние первого и второго фокусирующих элементов 71, 72, в сущности, равно фокусному расстоянию фокусирующих линз 77, 82.
Однако следует понимать, что фокусные расстояния первого и второго фокусирующих элементов 71, 72 могут отличаться от фокусирующих линз и друг от друга.
Когда лазерные генераторы 73, 78 работают, излучаемые лазерные лучи 75, 80 фокусируются первой и второй фокусирующими линзами 77, 82 соответственно. Первый и второй фокусирующие элементы 71, 72 располагаются в средней секции 84a зоны 84 бритья. Первый лазерный луч 75 проходит через первую внешнюю секцию 84b зоны 84 бритья и второй лазерный луч 80 проходит через вторую внешнюю секцию 84c зоны 84 бритья.
Первый фокус 86a первого лазерного луча 75 находится в первой внешней секции 84b. Первый фокус 86a первого лазерного луча 75 формируется между первой фокусирующей линзой 77 и первым фокусирующим элементом 71. Первая область эффективного бритья первого лазерного луча 75 поэтому формируется в первой внешней секции 84b.
Первый лазерный луч 75 отклоняется между первым фокусом 86a и первым фокусирующим элементом 71. Первый лазерный луч 75 затем перефокусируется первым фокусирующим элементом 71. Первый лазерный луч 75 отражается обратно в первую внешнюю секцию 84b. Лазерный генератор 73 выполнен с возможностью формирования оптической траектории первого лазерного луча 75 под углом к отражающей поверхности 88 первого фокусирующего элемента 71. Поэтому второй участок оптической траектории первого лазерного луча 75 в зоне 84 бритья проходит под углом к первому участку. То есть путь прохождения отраженной части лазерного луча отклоняется от начального пути прохождения луча. Второй фокус 87a первого лазерного луча 75 формируется в первом внешнем сечении 84b. Вторая область эффективного бритья первого лазерного луча 75 формируется в первой внешней секции 84b. Поэтому первым лазерным лучом 75 формируются две области эффективного бритья.
Первый фокус 86b второго лазерного луча 80 находится во второй внешней секции 84c. Первый фокус 86b второго лазерного луча 80 формируется между второй фокусирующей линзой 82 и вторым фокусирующим элементом 89. Первая область эффективного бритья второго лазерного луча 80 поэтому формируется во второй внешней секции 84c.
Второй лазерный луч 80 отклоняется между первым фокусом 86b и вторым фокусирующим элементом 72. Второй лазерный луч 80 затем перефокусируется вторым фокусирующим элементом 72. Второй лазерный луч 80 отражается назад во вторую внешнюю секцию 84c. Второй лазерный генератор 78 выполнен с возможностью формирования оптической траектории второго лазерного луча 80 под углом к отражающей поверхности 89 второго фокусирующего элемента 72. Поэтому второй участок оптической траектории второго лазерного луча 80 в зоне 84 бритья проходит под углом к первому участку. То есть путь прохождения отраженной части лазерного луча отклоняется от начального пути прохождения луча. Второй фокус 87b второго лазерного луча 80 формируется во второй внешней секции 84c. Вторая область эффективного бритья второго лазерного луча 80 формируется во второй внешней секции 84c. Поэтому второй лазерный луч 80 формирует две области эффективного бритья.
В упомянутой выше компоновке бреющая головка 70 снабжена многочисленными областями эффективного бритья в зоне 84 бритья. Поэтому длина зоны 84 бритья увеличивается, и лазерные лучи способны эффективно сбривать волосы, по существу, вдоль зоны 84 бритья. Поэтому эффективность и эффективность бреющей головки 70 максимизируются.
Лазерные лучи 75, 80 затем проходят зону 84 бритья и выходят из зоны 84 бритья. Выходная секция лучей может затем поглощаться в устройствах поглощения энергии или подобных устройствах (не показаны), чтобы предотвратить повреждение, вызываемое энергией остаточного лазерного луча 75, 80.
Хотя в представленном выше варианте осуществления, описанном со ссылкой на фиг. 7, оптическая система содержит две отражающие линзы, следует понимать, что в альтернативном варианте осуществления оптическая система содержит одну отражающую линзу или три или более отражающих линз. В примерном варианте осуществления, имеющем одну отражающую линзу (не показана), отражающая линза, действующая в качестве фокусирующего элемента, располагается на одном конце зоны бритья. То есть отражающая линза располагается на дистальном конце зоны бритья относительно лазерного генератора, чтобы перефокусировать и отразить лазерный луч обратно через зону бритья.
В представленной выше компоновке первый и второй фокусирующие элементы являются сферическими. То есть из первого и второго фокусирующих элементов 71, 72 каждый выполнен с возможностью фокусировки лазерных лучей 75, 80 по обеим их осям, быстрой оси и медленной оси. Однако следует понимать, что в альтернативной компоновке один или оба, первый и второй фокусирующие элементы могут быть цилиндрической линзой. То есть оба или каждый из фокусирующих элементов выполнены с возможностью фокусировки лазерного луча только по одной быстрой оси или медленной оси. Следует также понимать, что одна или более преломляющих линз, действующих в качестве дополнительных фокусирующих элементов, могут использоваться вместе с обоими или с каждым из отражающих элементов, действующих в качестве фокусирующих элементов.
На фиг. 8 и 9 показан другой вариант осуществления бреющей головки 90 для бритья волос. Компоновка бреющей головки, показанной на фиг. 8 и 9, является, в целом, такой же, что компоновка бреющих головок, описанных выше, и поэтому их подробное описание здесь не приводится. Многочисленные признаки и компоненты соответствуют признакам и компонентам, описанным выше, и поэтому их подробное описание здесь не приводится. В этой компоновке фокус медленной оси смещен по меньшей мере относительно одного из фокусов быстрой оси.
Теперь, как показано на фиг. 8 и 9, блок 90 головки содержит лазерный генератор 92, действующий в качестве лазерного источника, и оптическую систему 93. Лазерный генератор 92 излучает лазерный луч 94. Лазерный луч 94 следует по оптической траектории в блоке 90 головки от лазерного генератора 92 вдоль оптической оси.
Излученный лазерный луч 94 направляется к оптической системе 93. Оптическая система 93 имеет коллиматорную линзу 95 и фокусирующую линзу 96. Лазерный луч 94 направляется к коллиматорной линзе 95. Коллиматорная линза 95 снижает или устраняет расхождение луча. Лазерный луч 94 затем фокусируется фокусирующей линзой 96, чтобы заставить луч 94 сходиться.
Фокусирующая линза 96 выполнена с возможностью фокусировки лазерного луча 94 вдоль обеих его быстрой оси и медленной оси. Однако фокусирующая линза 96 выполнена с возможностью формирования различных фокусных расстояний для быстрой оси и медленной оси. В настоящем варианте осуществления фокусное расстояние вдоль медленной оси выполнено с возможностью быть большим, чем фокусное расстояние вдоль быстрой оси.
Фокусирующая линза 96 содержит первый участок 96a фокусирующей линзы и второй участок фокусирующей линзы 96b. Первый участок 96a фокусирующей линзы является сферическим и выполнен с возможностью фокусировки лазерного луча 94 вдоль обеих его осей, быстрой оси и медленной оси. Второй участок 96b фокусирующей линзы является цилиндрическим и выполнен с возможностью фокусировки лазерного луча 94 только вдоль одной из его осей, быстрой оси или медленной оси. Альтернативно первый и второй участки 96a, 96b фокусирующей линзы оба являются цилиндрическими, причем один из участков линзы выполняет фокусировку лазерного луча 94 только вдоль быстрой оси, а другой участок линзы фокусирует лазерный луч 94 только вдоль медленной оси.
Блок 90 головки имеет зону 97 бритья, в которую попадают волосы, которые должны сбриваться. Лазерный генератор 92 располагается на одной стороне зоны 97 бритья. Первое окно 98a располагается между зоной 97 бритья и фокусирующей линзой 96. Второе окно 98b располагается на другом конце зоны 97 бритья относительно первого окна 98a. Однако следует понимать, что окна 98a, 98b могут отсутствовать. Бреющая головка 90 дополнительно содержит корпус с прокладкой 102, контактирующей с секцией кожи пользователя, чтобы поддерживать защитный зазор между лазерным лучом 94 и кожей.
Фокусирующий элемент 91, образующий часть оптической системы 93, располагается в зоне 97 бритья. Фокусирующий элемент 31 является инцидентным с оптической осью лазерного луча 94. Фокусирующий элемент 91 выполнен с возможностью перефокусировки лазерного луча 94, проходящего через зону 97 бритья. Фокусирующий элемент 91 является преломляющей линзой. Фокусирующий элемент 91 является цилиндрической линзой.
Фокусирующий элемент 91 выполнен с возможностью фокусировки лазерного луча 94 вдоль его быстрой оси. Быстрая ось проходит вдоль оси X. Медленная ось лазерного луча 94 не перефокусируется фокусирующим элементом 91.
Лазерный луч 94 в зоне 97 бритья будет соответствовать теории Гаусса вдоль его быстрой и медленной осей. Фокусирующая линза 96 заставляет лазерный луч 94 сходиться вдоль его быстрой оси (ось Y) и его медленной оси (ось X) по мере того, как луч проходит вдоль его оптической оси. Первый участок 96a фокусирующей линзы определяет фокусное расстояние лазерного луча вдоль его медленной оси. Второй участок 96b фокусирующей линзы определяет фокусное расстояние лазерного луча вдоль его быстрой оси. Фокусное расстояние лазерного луча вдоль его медленной оси больше, чем фокусное расстояние лазерного луча вдоль его быстрой оси. Поэтому фокусы лазерного луча 94 вдоль его медленной и быстрой осей смещены относительно друг друга.
Лазерный луч 94 будет иметь "первый фокус вдоль быстрой оси" 99 или перетяжку, расположенную вдоль его оптической оси. Область высокой интенсивности в первом фокусе 99 вдоль его быстрой оси вместе с областями, непосредственно примыкающими с каждой стороны к области высокой интенсивности, определяют область эффективного бритья. То есть секцию лазерного луча 94, имеющую эффективные характеристики для бритья волос.
Когда лазерный генератор 92 работает, излучаемый лазерный луч 94 фокусируется фокусирующей линзой 96. Медленная ось лазерного луча 94 фокусируется первым участком 96a фокусирующей линзы. Быстрая ось лазерного луча 94 фокусируется вторым участком фокусирующей линзы 96b. Фокусирующий элемент 91 располагается в средней секции 97a зоны 97 бритья. Лазерный луч 94 проходит через первую внешнюю секцию 97b зоны 97 бритья.
Первый фокус 99 вдоль быстрой оси находится в первой внешней секции 97b. Первая область эффективного бритья лазерного луча 94 поэтому формируется в первой внешней секции 43b. Лазерный луч также имеет "фокус вдоль медленной оси" 101. Как объяснялось выше, фокус 101 вдоль медленной оси смещен относительно первого фокуса 99 вдоль быстрой оси. Фокусирующая линза 96 и фокусирующий элемент 91 пространственно разнесены относительно друг друга и располагаются так, чтобы фокус 101 вдоль медленной оси совпадал с фокусирующим элементом 91. Поэтому, когда лазерный генератор работает, медленная ось симметрична с любой стороны фокусирующего элемента 91.
Лазерный луч 94 затем перефокусируется фокусирующим элементом 91. Лазерный луч 94 перефокусируется фокусирующим элементом 91 только вдоль быстрой оси (оси Y). Второй фокус 100 лазерного луча 94 формируется во второй внешней секции 97c. Вторая область эффективного бритья лазерного луча 94 формируется во второй внешней секции 97c. Поскольку фокус 101 вдоль медленной оси лазерного луча 94 совпадает с фокусирующим элементом 91, лазерный луч начинает отклоняться от фокусирующего элемента 91 во второй внешней секции 97c зоны 97 бритья. Однако следует понимать, что лазерный луч 94 отклоняется вдоль его медленной оси во второй внешней секции 97c, по существу, с тем же самым коэффициентом, с которым он сходился в первой внешней секции 97b. Поэтому размеры и плотность мощности лазерного луча 94 в первом и втором фокусах 99, 100 вдоль быстрой оси соответствуют друг другу.
Вид в поперечном сечении лазерного луча 94 в первом и втором фокусах 99, 100 показан на фиг. 10. Лазерный луч 94 имеет соответствующие размеры и вдоль обеих своих осей X и Y в первом и втором фокусах 99, 100.
Лазерный луч 94 далее проходит зону 97 бритья и выходит из зоны 97 бритья, чтобы быть поглощенным в устройстве рассеивания энергии или подобном устройстве (не показано) для предотвращения повреждения, вызываемого энергией остаточного лазерного луча 94.
В варианте осуществления, описанном выше со ссылкой на фиг. 8-10, фокусное расстояние вдоль медленной оси больше, чем фокусное расстояние вдоль быстрой оси, так что фокус вдоль медленной оси смещается относительно фокуса вдоль быстрой оси. Это означает, что ширина луча вдоль медленной оси может быть одинаковой в первом и втором фокусах вдоль быстрой оси, когда фокусирующий элемент используется для расширения области эффективного бритья лазерного луча. Однако было найдено, что оптическая система, выполненная с возможностью иметь различные фокусные расстояния вдоль каждой из быстрой и медленной осей, может использоваться для расширения области эффективного бритья лазерного луча без фокусирующего элемента, расположенного в зоне бритья. Следует понимать, что компоновки и признаки в вариантах осуществления, описанных ниже, могут использоваться вместе или в комбинации с компоновками и признаками, описанными выше. В частности, фокусирующий элемент может использоваться вместе с компоновкой, описанной ниже со ссылкой на фиг. 11 и 12.
На фиг. 11 и 12 показан другой вариант осуществления бреющей головки 110 для бритья волос. Блок 110 головки содержит лазерный генератор 111, действующий в качестве лазерного источника, и оптическую систему 112. Лазерный генератор 111 излучает лазерный луч 113. Лазерный луч 113 следует по оптической траектории в блоке 110 головки от лазерного генератора 111 вдоль оптической оси.
Излученный лазерный луч 113 направляется к оптической системе 112. Оптическая система 112 имеет коллиматорную линзу 114 и фокусирующую линзу 115. Лазерный луч 113 направляется к коллиматорной линзе 114. Коллиматорная линза 114 снижает или устраняет расхождение луча. Лазерный луч 113 затем фокусируется фокусирующей линзой 115, чтобы заставить луч 113 сходиться.
Фокусирующая линза 115 выполнена с возможностью фокусировки лазерного луча 113 вдоль его обеих осей, быстрой оси и медленной оси. Однако фокусирующая линза 115 выполнена с возможностью формирования различных фокусных расстояний для быстрой оси и для медленной оси. В настоящем варианте осуществления фокусное расстояние вдоль быстрой оси выполнено с возможностью быть больше, чем фокусное расстояние вдоль медленной оси.
Фокусирующая линза 115 содержит первый участок 115а фокусирующей линзы и второй участок 115b фокусирующей линзы. Первый участок 115a фокусирующей линзы является цилиндрическим и выполнен с возможностью фокусировки лазерного луча 113 вдоль его быстрой оси. Первый участок 115a фокусирующей линзы располагается ближе к коллиматорной линзе 114. Второй участок 115b фокусирующей линзы является цилиндрическим и выполнен с возможностью фокусировки лазерного луча 113 вдоль его медленной оси. В настоящей компоновке первый и второй участки 115a, 115b фокусирующей линзы являются преломляющими линзами.
Блок 110 головки имеет зону 116 бритья, в которую попадают волосы, которые должны сбриваться. Лазерный генератор 101 располагается на одной стороне зоны 116 бритья. Фокусирующая линза 115 располагается на той же самой стороне зоны 116 бритья. Бреющая головка дополнительно содержит корпус (не показан) с прокладкой (не показана), контактирующей с участком кожи пользователя, чтобы поддерживать защитный зазор между лазерным лучом 113 и кожей.
Лазерный луч 113 в зоне 116 бритья будет соответствовать теории Гаусса вдоль его быстрой оси и медленной оси. Фокусирующая линза 115 заставляет лазерный луч 113 сходиться вдоль его быстрой оси (ось Y) и его медленной оси (ось X) по мере того, как луч 113 проходит вдоль его оптической оси.
Первая фокусирующая линза 115a определяет фокусное расстояние лазерного луча 113 вдоль его быстрой оси. Вторая фокусирующая линза 115b определяет фокусное расстояние лазерного луча вдоль его медленной оси.
Лазерный луч 113 будет иметь "фокус вдоль быстрой оси" 117 или перетяжку, расположенную вдоль его оптической оси. Область высокой интенсивности в фокусе 117 вдоль быстрой оси вместе с областями непосредственно с каждой стороны области высокой интенсивности, определяют область эффективного бритья. То есть секцию 113 лазерного луча, имеющую характеристики эффективного бритья волос. Лазерный луч 113 также будет иметь "фокус вдоль медленной оси" 118 или перетяжку, расположенную вдоль его оптической оси.
Первый участок 115a фокусирующей линзы пространственно отделен от второго участка 115b фокусирующей линзы. Следует понимать, что зазор между первым участком 115a фокусирующей линзы и вторым участком 115b фокусирующей линзы будет определять расстояние между фокусом 117 вдоль быстрой оси и фокусом 118 вдоль медленной оси. В настоящем варианте осуществления фокус 117 вдоль быстрой оси и фокус 118 вдоль медленной оси выравниваются друг с другом. То есть фокусы 117, 118 вдоль быстрой оси и вдоль медленной оси совпадают друг с другом. Это обеспечивает симметричное бреющее действие по длине зоны 116 бритья.
Фокусное расстояние лазерного луча вдоль его быстрой оси больше, чем фокусное расстояние лазерного луча вдоль его медленной оси. Это означает, что лазерный луч 113 имеет низкую числовую апертуру вдоль его быстрой оси (фиг. 11) и высокую числовую апертуру вдоль его медленной оси (фиг. 12). Это означает, что размер области высокой интенсивности максимизируется.
Ширина лазерного луча или диаметр вдоль медленной оси (размер вдоль оси X) в фокусе определяется ближней зоной лазерного луча и увеличением оптической системы 112 и представляется выражением
s
где φ - диаметр лазерного луча в фокусе вдоль медленной оси;
s
d - диаметр ближней зоны лазера вдоль медленной оси;
f
- фокусное расстояние фокусирующий линзы; и
f
с
- фокусное расстояние коллиматора.
Минимальный диаметр луча в фокусе вдоль медленной оси (размер вдоль оси X) определяется пределом дифракции:
где λ - длина волны лазера; и
θ - угол расхождения быстрой оси лазерного луча (в радианах).
Примерное моделирование описанной выше компоновки показано на фиг. 13 и сравнительное примерное моделирование другой компоновки, имеющей сферическую фокусирующую линзу в качестве фокусирующей линзы, показано на фиг. 14.
На фиг. 13 показана зависимость ширины лазерного луча или диаметра луча от расстояния от фокуса лазерного луча для примерного варианта осуществления, описанного выше со ссылкой на фиг. 11 и 12.
2
В примерном варианте осуществления, описанном выше, участок 115a фокусирующей линзы вдоль быстрой оси имеет фокусное расстояние 75 мм и участок 115b фокусирующей линзы вдоль медленной оси имеет фокусное расстояние 30 мм. Фокусное расстояние коллиматорной линзы составляет 2,97 мм. Лазерный генератор 101 излучает лазерный луч с длиной волны 450 нм, расхождение луча вдоль медленной оси в дальней зоне составляет 12° и расхождение луча вдоль быстрой оси составляет 44° (1/e, полный угол). Размер ближней зоны вдоль оси Y составляет 2,1 мкм. Размер ближней зоны вдоль оси X составляет 18,3 мкм. Следует понимать, что хотя приведены конкретные размеры, подразумеваются и другие альтернативные размеры.
На фиг. 14 показана зависимость ширины лазерного луча или диаметра луча от расстояния от фокуса лазерного луча для оптической системы, имеющей сферическую фокусирующую линзу. Сферическая фокусирующая линза имеет фокусное расстояние 30 мм. Из фиг. 14 понятно, что размеры лазерного луча вдоль быстрой оси 120 и медленной оси 121 при расфокусировке ±15 мм (то есть 15 мм от фокуса лазерного луча) для оптической системы со сферической фокусирующей линзой являются относительно большими, в частности, для быстрой оси, что приводит в результате к плохой эффективности стрижки. Однако с компоновкой, имеющей участок 115a быстрой оси фокусирующей линзы, имеющей фокусное расстояние 75 мм, и участок 115b медленной оси фокусирующей линзы, имеющей фокусное расстояние 30 мм, размеры лазерного луча при расфокусировке ±15 мм сравнимы с размерами лазерного луча со сферической фокусирующей линзы, имеющей фокусное расстояние 30 мм с расфокусировкой ±5 мм.
Это означает, что плотность мощности на концах зоны бритья, имеющей длину 30 мм, для варианта осуществления, описанного выше, должна иметь плотность мощности, подобную плотности мощности зоны бритья, имеющей длину 10 мм, когда используется сферическая фокусирующая линза.
Лазерный луч 113 затем проходит зону 116 бритья и выходит из зоны 116 бритья, чтобы быть поглощенным в устройстве рассеивания энергии или подобном устройстве (не показаны) для предотвращения повреждения, вызываемого энергией остаточного лазерного луча 113.
Следует понимать, что каждая из бреющих головок, описанных выше, может быть отдельным блоком бреющей головки, прикрепляемым к ручке электробритвы. Блок бреющей головки может сниматься для чистки бреющей головки или замены бреющей головки или компонентов бреющей головки после того, как они износились. Бреющие головки могут быть взаимозаменяемыми. Альтернативно бреющая головка может быть объединена с ручкой электробритвы в виде одного изделия (не показано).
Хотя в описанных выше вариантах осуществления лазерный генератор располагается в бреющей головке, следует понимать, что в альтернативной компоновке лазерный генератор располагается в ручке электробритвы, к которой прикрепляется бреющая головка. В такой компоновке обеспечивается монтажный блок, чтобы гарантировать, что лазерный генератор выровнен с оптической системой в бреющей головке.
Описанные выше бреющие головки относятся к бритью кожи, чтобы достигнуть минимальной остающейся длины волоса, а также улучшенной однородности остающейся длины волос. Однако следует понимать, что бреющие головки могут альтернативно использоваться для подстригания волос до контролируемой длины, которая не обязательно является как можно более короткой, как это имеет место в случае устройства для стрижки или ухода за волосами. Чтобы достигнуть этого, должен дополнительно обеспечиваться направитель режущего лазерного луча(-ей) так, чтобы высота срезания увеличилась, но осталась однородной.
Хотя в описанных выше вариантах осуществления оптическая система показана как выполненная с возможностью следования лазерного луча линейному пути, следует понимать, что в альтернативной компоновке отражающие элементы могут располагаться так, чтобы отражать лазерный луч. Это позволяет минимизировать размер бреющей головки.
В описанных выше вариантах осуществления используются отдельные фокусирующие линзы и коллиматорные линзы. Однако следует понимать, что две или более из этих линз могут быть сформированы целиком вместе друг с другом.
В описанных выше вариантах осуществления блок головки показан с лазерным лучом, обычно следующим по линейному пути. Однако следует понимать, что путь прохождения лазерного луча может быть перенаправлен через оптическую систему, имеющую один или более отражающих элементов. Например, для вариантов осуществления, описанных выше, первый отражающий элемент может быть расположен так, чтобы направить лазерный луч, генерированный лазерным генератором, через зону бритья. В такой компоновке второй отражающий элемент может располагаться на противоположной стороне зоны бритья, чтобы отражать лазерный луч вдоль выходной секции выхода или пути прохождения, который уходит из зоны бритья.
Отражающий элемент может располагаться на одной стороне зоны бритья, чтобы отражать лазерный луч обратно через зону бритья, создать вторую секцию бритья луча, который проходит через зону бритья, улучшая, таким образом, характеристики бритья электробритвы. Вторая секция бритья луча может отражаться вдоль второй оптической оси в зоне бритья, так что существуют две параллельные смежные секции лазерного луча, проходящего зону бритья. Альтернативно вторая секция бритья луча может быть под углом к первой секции бритья луча. Один или более фокусирующих элементов могут быть расположены перед или после такого отражающего или преломляющего элемента.
Как вариант, могут использоваться дополнительные последующие элементы (не показаны), чтобы отражать лазерный луч обратно через зону бритья множество раз, позволяя лучу проходить третий, четвертый и пятый раз через зону бритья.
Для описанных выше компоновок возможно достигнуть меньшей вариации интенсивности лазерного луча вдоль его длины. Это позволяет максимизировать размер зоны бритья, в то же самое время минимизируя мощность лазерного генератора. Хотя лазерные лучи Гаусса имеют естественное расхождение вдоль их длины, описанные выше варианты осуществления обеспечивают средство максимизации распределенной интенсивности вдоль их длины и, таким образом, минимизируют неравномерность отрезания волос и неравномерную гладкость.
Следует понимать, что термин "содержит" не исключает другие элементы или этапы и что единственное число не исключает множественное число. Единый процессор может выполнять функции нескольких пунктов, приведенных в формуле изобретения. Простой факт, что определенные критерии приводятся во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает, что объединение этих критериев не может быть использовано для достижения преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны считаться ограничивающими объем формулы изобретения.
Хотя пункты формулы изобретения были сформулированы в этой заявке в отношении конкретных объединений признаков, следует понимать, что объем раскрытия настоящего изобретения также содержит любые новые признаки или любые новые объединения признаков, раскрытые здесь явно или неявно, или любое их обобщение, независимо от того, относится ли оно к тому же самому изобретению, которое настоящим заявлено в любом пункте формулы изобретения, и смягчает ли оно любые или все те же самые технические проблемы, как это делает основное изобретение. Заявители настоящим уведомляют, что новые пункты формулы изобретения могут быть сформулированы для таких признаков и/или объединений признаков во время судебного преследования настоящей заявки или любой дополнительной заявки, полученной из нее.