УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОТОЭПИЛЯЦИИ
DEVICE FOR PHOTODEPILATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится, в целом, к фотоэпиляции, т.е. (временному или постоянному) удалению волос светом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фотоэпиляция, сама по себе, известна; смотри, например, патент США 5735844. Свет, исходящий из подходящего источника света (лазера, лампы-вспышки) поглощается меланином волоса и/или фолликулом. Поглощенный свет преобразуется в тепло. Данное тепло повреждает или даже разрушает фолликул. Волос выпадает, и рост нового волоса задерживается или даже совершенно предотвращается.
2
2
2
Свет обычно подводят импульсами. Существуют несколько параметров, которые влияют на эффективность эпиляции: продолжительность импульса, частота следования импульсов, длина волны или спектральный диапазон света и плотность потока (или плотность энергии, выраженная в Дж/см). Когда планируется постоянное удаление волос и, следовательно, разрушение фолликула, в литературе сообщается о высоких плотностях потока до 60 Дж/см, подводимых импульсами в диапазоне от нескольких мс до нескольких сотен мс. В патенте США 7044959 предложен способ временного угнетения роста волос с использованием настроек параметров в широком диапазоне как для импульсных источников, так и для непрерывных источников со сканирующим перемещением. В статье «Low dose epilation by alexandrite laser: a dose response study», Med.Laser Appl., том 16, 2001, стр 293-298, M.: Drosner и др., приведено описание исследования удаления волос с использованием относительно маломощного александритового лазера. Длина волны составляет 890 нм, плотность потока составляет от 5 до 10 Дж/см, продолжительность импульса составляет 7 мс. Авторы упомянутой статьи наблюдали долговременное удаление волос, но сомневаются в стабильности результата предложенного ими способа.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Профессиональные системы на практике обычно предназначены для подведения высоких плотностей потока, чтобы добиваться постоянного удаления волос. Однако проблема состоит в том, что существуют разные типы кожи. Если плотность потока слишком низка для кожи некоторого типа, то полученный результат может быть неудовлетворительным. Если плотность потока слишком высока для кожи некоторого типа, то меланин в эпидерме будет поглощать слишком много света, и, следовательно, вероятно проявление нежелательных эффектов, например, образование пузырей и/или гиперпигментации, и/или сильные боли. Поэтому при работе с упомянутыми профессиональными системами параметры должны устанавливаться высококвалифицированными профессионалами, чтобы гарантировать, что настройки параметров подходят к соответствующему типу кожи пациента. Кроме того, обработку большими плотностями потока требуется сочетать с охлаждением кожи, чтобы ослабить боль и не допустить повреждения кожи пациента. Упомянутые профессиональные системы являются громоздкими, тяжелыми и дорогими. Следовательно, данные системы не пригодны для потребительского рынка.
2
2
В другом решении, направленном на уменьшение габаритных размеров устройства, высокую плотность потока обеспечивают уменьшением «зоны обработки», т.е. площади кожи, которую можно обрабатывать. В коммерчески доступном устройстве для фотоэпиляции, предназначенном для потребительского рынка, плотность потока достигает 18 Дж/см при окне обработки всего 0,8 см. Приведенные данные с очевидностью превращают обработку значительной площади кожи, например на всей ноге, в неудобную, замедленную и утомительную работу.
Целью настоящего изобретения является создание устройства для фотоэпиляции, которое допускает удобное применение потребителями в домашних условиях, с незначительным риском или без риска побочных эффектов и с незначительным риском или без риска недопустимо высоких уровней боли.
Дополнительной целью настоящего изобретения является создание устройства для фотоэпиляции, которое могут использовать потребители со всеми типами кожи, без необходимости в квалифицированных специалистах для работы с устройством.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства для фотоэпиляции, которое имеет относительно небольшие размеры. В частности, настоящее изобретение должно, с упомянутой целью, обеспечить портативное и легкопереносимое устройство для фотоэпиляции.
В соответствии с важным аспектом настоящего изобретения, в зависимости от типа кожи выбирают настройку на небольшую плотность потока, которая, тем не менее, является эффективной. Данный выбор сохраняет невысокий уровень генерации тепла и, следовательно, позволяет обеспечивать эффективное охлаждение простым вентилятором, обдувающим внешним воздухом с низкой скоростью потока, и, в конечном счете, дает возможность уменьшить размеры устройства.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением обладает признаками по пункту 1 формулы изобретения. Дополнительные преимущества и предпочтительные признаки сформулированы в зависимых пунктах формулы изобретения.
Следует отметить, что некоторые известные системы содержат базовый блок и портативный блок. Устройство в соответствии с настоящим изобретением отличается отсутствием базового блока и соединения между базовым блоком и портативным блоком, так как лампа и контроллер вмещаются в портативный корпус. Таким образом, устройство в соответствии с настоящим изобретением является полностью автономным.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Упомянутые и другие аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются далее в нижеследующем описании, по меньшей мере, одного предпочтительного варианта осуществления, со ссылкой на чертеж, на котором идентичные позиции обозначают одинаковые или сходные части, и на котором:
Фиг.1 схематично изображает портативное устройство для фотоэпиляции в соответствии с настоящим изобретением.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
На фиг.1 схематично изображено портативное устройство 1 для фотоэпиляции в соответствии с настоящим изобретением. Устройство содержит корпус 10, размер которого сравним с размером устройства для бритья. Корпус 10 вмещает, по меньшей мере, один интенсивный широкополосный источник 20 света. Источник 20 света, именуемый в дальнейшем «лампой», реализован соответственно в виде ксеноновой лампы-вспышки, однако возможно также применение ламп других типов, при условии что они обеспечивают оптический спектр, который подходит для осуществления фотоэпиляции. Поскольку ксеноновые лампы-вспышки в настоящее время известны, то дополнительные объяснения не обязательны.
Корпус 10, по существу, закрыт, но имеет одно окно 11 (однако, корпус может также содержать множество окон), чтобы свет, генерируемый лампой 20, мог выходить из корпуса. Края окна 11 называются далее раструбом 12 устройства 1. Предпочтительная форма окна является, по существу, прямоугольной, и предпочтительный размер составляет около 30 мм × около 10 мм. Однако, для обработки небольших участков кожи, возможно, было бы желательно, чтобы окно имело меньшие размеры, например, приблизительно 15 мм × 10 мм. Окно можно снабдить подвижными затворами для уменьшения выходного отверстия. Вблизи лампы 20 противоположно окну 11 расположен рефлектор 30, чтобы увеличивать долю генерируемого света, которая выходит из корпуса, и чтобы повышать эффективность выходящего света и уменьшать количество света, непроизводительно теряющегося внутри корпуса. Рефлектор 30 может иметь, как показано, подходящую кривизну, чтобы концентрировать выходящий свет. Следует отметить, что рефлектор 30 можно заменить системой из нескольких рефлекторов.
Ксеноновые лампы-вспышки способны генерировать интенсивный свет в спектральном диапазоне от ультрафиолета до инфракрасного света, т.е. от менее чем 575 нм до 1700 нм. Ультрафиолетовый свет может быть опасен. Следовательно, ультрафиолетовый свет целесообразно отфильтровывать. Для этого фильтр 40, расположенный между лампой 20 и окном 11, подбирают, чтобы блокировать УФ свет, и предпочтительно подбирают, чтобы блокировать длины волн короче приблизительно 575 нм; при этом граница упомянутого диапазона не важна. Поскольку подходящие фильтры, по существу, известны, то дополнительное пояснение не требуется. Следует отметить, что проектировщик может выбрать отличающийся фильтр с другой характеристикой, чтобы блокируемый спектральный диапазон немного отличался.
Спектр длин волн длиннее приблизительно 1000-1200 нм, почти не участвует или совсем не участвует в фотоэпиляции. Поэтому можно также дополнительно ввести фильтр для блокирования света с длинами волн длиннее приблизительно 1200 нм, при этом граница не важна. Однако в контексте настоящего изобретения такая фильтрация не обязательна.
Вблизи окна 11 внутри корпуса система зеркал 35 определяет оптический путь для света, проходящего от фильтра 40 к окну 11 и, следовательно, к подлежащей обработке коже. Данные зеркала, которые могут быть изготовлены, например, из полированного металла, отражают свет, который проходит не точно к окну 11, также чтобы повысить эффективность выходящего света и уменьшать количество света, непроизводительно теряющегося внутри корпуса.
Вентилятор 50 для охлаждения лампы 20 расположен внутри корпуса. Данный вентилятор создает поток воздуха, который проходит вдоль лампы, чтобы охлаждать ее. Корпус может содержать выходные отверстия (не показанные), чтобы позволять потоку воздуха выходить из корпуса; упомянутые выходные отверстия могут располагаться вблизи окна 11. Корпус может также содержать входные отверстия (не показанные), чтобы пропускать воздух в корпус.
Корпус 10 вмещает также батарею 60 для питания лампы 20 и вентилятора 50 с управлением от электронного управляющего устройства 70, обычно содержащего микроконтроллер или микропроцессор, или подобное устройство. Управляющее устройство 70 содержит вход 76 питания, который подсоединен к батарее для получения мощности от батареи. Следует отметить, что батарею 60 можно заменять при разрядке, но батарея может быть также подзаряжаемой, и тогда корпус 10 снабжен соединителем (не показанным) для подсоединения к зарядному устройству, обычно выполненному в виде сетевого адаптера. В альтернативном варианте батарея может быть также подзаряжаемой схемой, получающей электромагнитную энергию беспроводным способом и содержащей, с упомянутой целью, приемную катушку (не показанную), расположенную в корпусе 10. Поскольку упомянутая технология для зарядки батареи, по существу, известна, то дополнительного пояснения в настоящем описании не требуется.
Управляющее устройство 70 дополнительно содержит ламповый выход 72, который подсоединен к лампе 20 для управления работой лампы. Управляющее устройство 70 содержит также вентиляторный выход 75, который подсоединен к вентилятору 50 для управления работой вентилятора.
Корпус 10 снабжен пользовательским элементом 17 управления для включения или выключения устройства 1 для фотоэпиляции. Данный элемент 17 управления может быть выполнен в виде кнопочного переключателя, ползункового переключателя и т.п., по существу, известных в технике. В показанном варианте осуществления управляющее устройство 70 дополнительно содержит вход 77 пользовательского управления, который соединен с элементом 17 управления и позволяет управляющему устройству 70 принимать решение о включении лампы и приведении в действие вентилятора на основании положения элемента 17 управления. В альтернативном варианте элемент 17 управления может быть также связан с батареей 60 для включения и выключения батарейного питания.
Подходящие рабочие параметры зависят от типа кожи пользователя. Поэтому управляющее устройство 70 чувствительно к пользовательскому элементу 14 управления, подсоединенному к пользовательскому входу 74, для установки, по меньшей мере, одного рабочего параметра. Обычно различают шесть разных типов кожи. Поэтому подходящий элемент 14 ввода представляет собой, например, поворотную головку на шесть положений для назначения определенного типа кожи.
Следует отметить, что в альтернативном варианте или в дополнение к назначению одного из шести типов кожи элемент 14 ввода может допускать некоторую тонкую регулировку.
Кроме того, следует отметить, что элемент 14 ввода и пользовательский элемент 17 управления могут быть объединены. Например, элемент 14 ввода может иметь седьмую позицию, являющуюся позицией выключения.
Вместо ручного многопозиционного переключателя, подлежащего установке пользователем, устройство 1 может также содержать датчик 90 типа кожи, который смонтирован вблизи окна 11 для приема отраженного света, отражаемого обратно кожей, и выполнен с возможностью генерации сигнала датчика типа кожи на основании цвета или спектрального распределения отраженного света. В данном случае управляющее устройство 70 содержит вход 79 от датчика кожи, который соединен с датчиком 90 типа кожи.
Устройство может также содержать упомянутый датчик 90 типа кожи в сочетании с пользовательским элементом 14 ввода. В данном случае сигнал датчика типа кожи может приводить, например, к общему выбору управляющим устройством 70 из шести типов кожи, тогда как пользовательский элемент 14 ввода может выполнять точную настройку в пределах диапазона настройки общего типа кожи.
В принципе, лампу 20 можно включать сразу, когда пользователь включает кнопку 17. Однако данному решению не обязательно отдавать предпочтение, так как желательно, чтобы высокоинтенсивный свет генерировался только, когда требуется, т.е. когда раструб 12 прикладывают к коже пользователя. Поэтому устройство 1 предпочтительно содержит, по меньшей мере, один датчик 13 контакта с кожей, который генерирует сигнал контакта, при контакте с кожей пользователя. Управляющее устройство 70 дополнительно содержит вход 73 сигнала контакта с кожей, который подсоединен к датчику 13 контакта с кожей и включает лампу 20 только в случае, если сигнал, принятый на его входе 73 сигнала контакта с кожей, указывает на наличие контакта с кожей. Датчик 13 контакта с кожей может быть, например, механическим датчиком, который смещается при контакте с кожей, оптическим датчиком, ультразвуковым датчиком, емкостным датчиком и т.п.
В более предпочтительном варианте устройство 1 содержит множество датчиков контакта с кожей, расположенных на противоположных сторонах раструба 12, и управляющее устройство 70 включает лампу 20 только в случае, если сигналы, принятые из всех датчиков контакта с кожей, указывают на наличие контакта с кожей.
Во время работы управляющее устройство 70 управляет лампой 20 так, что лампа включается короткими импульсами, с продолжительностью импульса в диапазоне от 1,1 мс до 1,9 мс. Предпочтительная установка продолжительности импульса приблизительно равна 1,8 мс. В данном контексте продолжительность импульса измеряется на высоте 50% от максимальной интенсивности света, так как лампе требуется некоторое время для повышения интенсивности света от нуля, а также лампе требуется некоторое время для снижения интенсивности света обратно до нуля.
2
Плотность потока на уровне кожи имеет значение в диапазоне от 2 до 7 Дж/см (интегральное значение в рабочем спектральном диапазоне от 575 нм до 1000 нм) на импульс в зависимости от типа кожи. Следует отметить, что любое излучение в спектральном диапазоне длин волн свыше 1000 нм не учитывается в вышеприведенном значении плотности потока.
Общепринятая система классификации кожи разработана в 1975 г. д-ром медицины и д-ром философии Томасом Б. Фитцпатриком (Thomas B. Fitzpatrick, MD, PhD) из Гарвардской медицинской школы. Упомянутая система классификации кожи основана на цвете и внешнем строении кожи лица и реакции на облучение солнечным светом и содержит следующие типы со следующими характеристиками:
ТИП I:
Очень светлая кожа, светлые/рыжие волосы
Всегда получает ожог, не загорает
ТИП II
Светлая кожа
Легко получает ожог
ТИП III
Слегка смуглая кожа
Получает ожог, затем загорает
ТИП IV
Светло-коричневая кожа
Легко загорает, при минимальных ожогах
ТИП V
Светло-черная кожа
Темный загар, при крайне редких ожогах
ТИП VI
Очень темная кожа
Темный загар, никогда не получает ожога
Как упоминалось выше, элемент 14 ввода может давать пользователю возможность вводить тип кожи, и пользователь может получать, например, информацию, относящуюся к его типу кожи из руководства и описания или из примерных изображений или подобных информативных материалов. Для типов кожи по приведенной системе Фитцпатрика управляющее устройство 70 устанавливает плотность потока на уровне кожи в диапазоне от:
2
5 до 7 Дж/см для типов I, II, III кожи;
2
4 до 6 Дж/см для типа IV кожи;
2
3 до 5 Дж/см для типа V кожи; и
2
2 до 3 Дж/см для типа VI кожи.
Обычно если элемент 14 ввода способен вводить только тип кожи, то управляющее устройство 70 предпочтительно устанавливает плотность потока на уровне кожи в максимальное значение упомянутых диапазонов, т.е. на
2
приблизительно 7 Дж/см для типов I, II, III кожи;
2
приблизительно 6 Дж/см для типа IV кожи;
2
приблизительно 5 Дж/см для типа V кожи; и
2
приблизительно 3 Дж/см для типа VI кожи.
Обычно если элемент 14 ввода позволяет пользователю производить точную настройку в соответствии с конкретной переносимостью или чувствительностью пользователя, в диапазоне от MINIMUM (МИНИМУМА) до MAXIMUM (МАКСИМУМА), то управляющее устройство 70 предпочтительно устанавливает плотность потока на уровне кожи в максимальное значение упомянутых диапазонов, когда пользователь назначает MAXIMUM, т.е. на
2
приблизительно 7 Дж/см для типов I, II, III кожи;
2
приблизительно 6 Дж/см для типа IV кожи;
2
приблизительно 5 Дж/см для типа V кожи; и
2
приблизительно 3 Дж/см для типа VI кожи;
и предпочтительно устанавливает плотность потока на уровне кожи на минимальное значение упомянутых диапазонов, когда пользователь назначает MINIMUM, т.е. на
2
приблизительно 5 Дж/см для типов I, II, III кожи;
2
приблизительно 4 Дж/см для типа IV кожи;
2
приблизительно 3 Дж/см для типа V кожи; и
2
приблизительно 2 Дж/см для типа VI кожи.
2
К пользователю может не предъявляться требование ввода своих настроек по типу кожи, так как элемент ввода позволяет пользователю выбрать непрерывную настройку плотности потока от MINIMUM (МИНИМУМА) до MAXIMUM (МАКСИМУМА). Элемент ввода может быть выполнен, например, в виде поворотной ручки, и управляющее устройство 70 устанавливает значение плотности потока на уровне кожи в диапазоне от 2 до 6 Дж/см в линейной зависимости от пользовательской настройки (положения поворота головки) между положением MINIMUM и положением MAXIMUM.
Для эпиляции вышеупомянутую плотность потока следует подводить к коже в пределах временного интервала, имеющего вышеупомянутую продолжительность. В этом отношении не важно, подводится ли свет в пределах временного интервала непрерывно, т.е. в виде одной непрерывной вспышки или непрерывного импульса, или свет в пределах временного интервала подводится с перерывами, т.е. в виде последовательности субимпульсов, при этом последовательность будет по-прежнему именоваться «импульсом». Несколько импульсов света для одной и той зоны кожи не требуется. Для обработки зоны кожи, превосходящей зону обработки (т.е. размеры окна 11) устройства, пользователь должен переместить устройство от одной зоны кожи на другую и повторить обработку. Устройство может содержать управляемый пользователем ввод пускового сигнала, например, нажимную кнопку, который пользователь приводит в действие, когда пользователь готов подать один следующий импульс света. Управляющее устройство 70 может также возбуждать лампу повторно, например, с частотой повторения импульсов в диапазоне от 0,1 Гц до 0,5 Гц, что дает пользователю время на перемещение устройства между импульсами. Как упоминалось выше, импульс света предпочтительно не подводится, если контакт с кожей отсутствует.
В профессиональных системах при высокой плотности потока необходимо отфильтровывать свет, имеющий длину волны свыше 1000 нм, для ослабления боли. Благодаря сравнительно низкой плотности потока настоящее изобретение исключает необходимость устранения упомянутых длин волн и, тем самым, обеспечивает экономию. Кроме того, ввиду относительно низкой плотности потока лампа генерирует относительно немного тепла, которое можно отводить с помощью простого вентилятора, что исключает необходимость применения сложных и тяжелых устройств водяного охлаждения. Кроме того, также благодаря относительно низкой плотности потока отсутствует необходимость охлаждения кожи гелем или подобным средством.
Устройство 1 предпочтительно снабжено термометрическим средством для генерации сигнала, указывающего температуру лампы, например, температурным датчиком 80, установленным вблизи лампы 20 для контроля ее температуры. Управляющее устройство 70 дополнительно содержит вход 78 сигнала температуры, который подсоединен к температурному датчику 80. Управляющее устройство 70 сравнивает сигнал температуры с предварительно заданным пороговым сигналом и обеспечивает работу лампы 20, только если температура лампы ниже пороговой температуры. Хотя изобретение подробно изображено на чертеже и поясняется в вышеприведенном описании, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что приведенные изображение и описание следует считать наглядными и примерными, и что ни изображение, ни описание не ограничивают изобретение. Настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления; наоборот, в пределах охранного объема изобретения возможны отдельные варианты и модификации, определяемые в прилагаемой формуле изобретения.
Например, вместо или кроме батарейного питания, устройство можно снабдить шнуром питания для подключения к сети.
Кроме того, рабочий диапазон от 545 нм до 1200 нм является предпочтительным диапазоном, но возможны некоторые небольшие изменения пределов приведенного диапазона. Достаточно, если свет излучается в широком спектральном диапазоне, подходящем для эффективной фотоэпиляции.
Кроме того, возможно дополнительное разделение окна.
Признаки, описанные по отношению к конкретному варианту осуществления, применимы также к другим описанным вариантам осуществления. Признаки разных вариантов осуществления можно объединять для получения другого варианта осуществления. Признаки, не указанные прямо как существенные, могут отсутствовать.
На базе анализа чертежа, описания и прилагаемой формулы изобретения специалистами в данной области техники могут быть найдены и реализованы другие изменения описанных вариантов осуществления в процессе практического внедрения заявленного изобретения. Применение глагольной формы «содержит» и ее спряжений в формуле изобретения не исключает других элементов или этапов, и использование единственного числа не исключает множественного числа. Единственный процессор или другой блок может выполнять функции нескольких объектов, упомянутых в формуле изобретения. Тот факт, что некоторые меры перечислены во взаимно независимых разных пунктах формулы изобретения, не указывает, что нельзя воспользоваться сочетанием упомянутых мер. Компьютерная программа может храниться или поставляться на подходящем носителе информации, например, в оптическом запоминающем устройстве или на твердотельном носителе информации, совместно с другим аппаратным обеспечением или в его составе, но может также поставляться в других формах, например, по сети Интернет или посредством других проводных или беспроводных систем связи. Ни одну позицию в формуле изобретения нельзя истолковывать в смысле ограничения изобретения.
Настоящее изобретение поясняется выше со ссылкой на блок-схему, на которой показаны функциональные блоки устройства в соответствии с настоящим изобретением. Следует понимать, что, по меньшей мере, один из упомянутых функциональных блоков может быть исполнен в аппаратуре, при этом функция упомянутого функционального блока выполняется отдельными компонентами аппаратного обеспечения, однако, по меньшей мере, один из упомянутых блоков может быть также исполнен программными средствами, и поэтому функция упомянутого функционального блока выполняется, по меньшей мере, одной программной строкой компьютерной программы или такого программируемого устройства, как микропроцессор, микроконтроллер, цифровой сигнальный процессор и т.п.
В общих словах настоящее изобретение обеспечивает устройство 1 для фотоэпиляции, которое содержит:
портативный корпус 10 с, по меньшей мере, одним окном 11;
лампу 20, помещенную в корпусе, для генерации света в спектральном диапазоне от приблизительно 575 нм до приблизительно 1200 нм; и
управляющее устройство 70 для возбуждения лампы 20.
Лампа включается короткими импульсами, имеющими продолжительность импульса в диапазоне от 1,1 мс до 1,9 мс, предпочтительно приблизительно 1,8 мс и частоту повторения импульсов в диапазоне от 0,1 Гц до 0,5 Гц.
2
Плотность потока на уровне кожи находится в диапазоне от 2 до 7 Дж/см в зависимости от типа кожи, в частности, от:
2
5 до 7 Дж/см для типов I, II, III кожи;
2
4 до 6 Дж/см для типа IV кожи;
2
3 до 5 Дж/см для типа V кожи; и
2
2 до 3 Дж/см для типа VI кожи.