УСТРОЙСТВО ДЛЯ УКЛАДКИ ВОЛОС
HAIR STYLING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к устройству для укладки волос, например, для мелкой завивки, крупной завивки, перманентной завивки и выпрямления.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В WO 2015094839 раскрыто устройство для придания формы волокнистому материалу, в котором при нахождении устройства в закрытом положении часть волокнистого материала, расположенная между первой внутренней поверхностью и второй внутренней поверхностью, может получать световую энергию от источника света и тепловую энергию от нагревательного элемента. По меньшей мере в одном варианте осуществления источник света содержит по меньшей мере две матрицы светоизлучающих диодов, причем каждая матрица представляет собой множество светоизлучающих диодов, расположенных вдоль по меньшей мере части длины первой и/или второй лапки.
В GB 2477834 раскрыто устройство для укладки волос, содержащее по меньшей мере один нагреватель, имеющий множество зон нагрева. Зоны нагрева выполнены с возможностью работы независимо друг от друга и расположены вдоль длины нагревателя. Зоны нагрева могут быть дополнительно расположены вдоль ширины нагревателя. Нагреватель может содержать зоны нагрева, расположенные по длине и по ширине нагревателя в двухмерной матрице. Двухмерная матрица может иметь правильную или неправильную решетчатую форму. Нагревательные средства каждой зоны нагрева могут включать в себя один или более из следующих нагревательных элементов: нагревательный элемент, содержащий толстую пленку, напечатанную на керамике; нагревательный элемент, содержащий толстую пленку, напечатанную на анодированном алюминии; нагревательный элемент, содержащий тонкую пленку, выпаренную на керамике или анодированном алюминии; и гибкий нагреватель или каптоновый нагреватель. Система управления содержит измерительные средства и прогнозирует предполагаемое использование прибора. Зонами нагрева в этом случае управляют соответственно. Средства управления, обеспечивающие управление с прямой связью, могут включать в себя матрицу светодиодов/фотодиоды/фотодатчик вдоль края нагреваемой пластины для определения количества и типа волос и соответствующего регулирования источника питания. Например, тонкие светлые волосы имеют более низкую температуру перехода, и, таким образом, нагреватели требуют меньше энергии. Устройство для укладки волос может представлять собой устройство для выпрямления волос, щипцы для завивки, стержень для завивки или щипцы гофре.
В EP 2861096 раскрыто устройство для формирования волос, применяемое для придания волосам формы, содержащее множество источников излучения для придания волосам формы и устройство управления для испускания излучения.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В частности, целью изобретения является создание усовершенствованного устройства для ухода за волосами. Изобретение определено независимыми пунктами формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Повреждение волос, в частности, вследствие воздействия тепла, является главной заботой потребителей. Поэтому очень желательно укладывать волосы без значительного нагревания кутикулы волоса.
Согласно одному аспекту изобретения предлагается устройство для укладки волос, содержащее двухмерную матрицу элементов для приведения волос к температуре укладки, при которой элементы вырабатывают энергию оптического излучения. Элементы могут включать в себя один или более светодиодов, а предпочтительно множество светодиодов, и в этом случае светодиоды сведены в блоки, которые могут иметь отличающиеся друг от друга формы и размеры. Устройство для укладки волос дополнительно содержит датчики для получения измеренного значения поглощения света по площади напротив двухмерной матрицы элементов, и блок управления для управления элементами по отдельности в зависимости от измеренного значения. Датчики могут быть выполнены с возможностью измерения профиля распределения плотности света по площади всей области обработки. Устройство для укладки волос может облучать волосы с двух сторон, для каждой из которых имеется измеренное значение поглощения света по площади. Датчики могут включать в себя светодиоды, которые кратковременно не излучают свет.
Варианты осуществления настоящего изобретения отличаются от GB 2477834 по двум причинам. Во-первых, измерение волос происходит в области обработки, а не перед входом в устройство. Это лучше, поскольку выравнивание волос все еще может измениться до входа в область обработки. Во-вторых, свет применяют для нагревания волос выше температуры, которая является достаточно высокой для выполнения укладки волос (может присутствовать источник тепла, но он не обеспечивает нагрев до температуры выше этой температуры, достаточно высокой для выполнения укладки волос). За счет применения света получают очень чувствительную систему, которая может быть быстро (в течение миллисекунд) адаптирована к обращенным к ней волосам. В GB 2477834 A волосы нагревают при помощи нагревательных пластин. Эти нагревательные пластины имеют относительно большой теплопоглотитель, и поэтому их температура не может быть изменена соответствующим образом в течение времени, когда волосы обращены к нагревательной пластине. Регулировка температуры слишком медленная, если волосы проходят через область обработки за гораздо более короткое время, чем время реакции системы.
Эти и другие аспекты изобретения будут понятны и объяснены со ссылкой на варианты осуществления изобретения, описанные далее в настоящей заявке.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1а и 1b показаны варианты осуществления устройства для укладки волос в соответствии с настоящим изобретением в виде устройства для выпрямления волос и устройства для завивки волос соответственно;
на Фиг. 2 показан вариант осуществления блока светового воздействия для применения в устройстве для укладки волос, предложенного в соответствии с изобретением;
на Фиг. 3 показано приведение по отдельности в действие элементов блока светового воздействия;
на Фиг. 4 показано измеряемое значение поглощения света по площади; и
на Фиг. 5а и 5b показаны альтернативные конфигурации светодиодов и датчиков для применения в устройстве для укладки волос, предложенном в соответствии с настоящим изобретением.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается портативное устройство для укладки волос, тип которого раскрыт в более ранней заявке EP 3216368 заявителя (ссылка 2016 PF 00294 патентного поверенного), включенной в настоящую заявку посредством ссылки, содержащее:
импульсный светоизлучающий диод (светодиод) или матрицу светодиодов, выполненный или выполненную с возможностью доставки оптической энергии волосам, причем:
длина волны на выходе находится в диапазоне 400-900 нм, с хорошими результатами в диапазоне 400-650 нм и предпочтительно в диапазоне 450-550 нм,
ширина импульса находится в диапазоне 50-300 мс, предпочтительно в диапазоне 50-200 мс, например, в диапазоне 100-200 мс или 50-100 мс,
схему импульсного задающего генератора светодиода для приведения светодиода(-ов) в действие,
систему управления для управления импульсным задающим генератором светодиода, в частности, управляющую импульсными электрическими параметрами, включающими напряжение, длительность импульсов и коэффициент заполнения последовательности импульсов,
поверхность контакта с волосами, выполненную с возможностью контакта с волосами и удержания волос в предварительно заданной форме, например, плоской, цилиндрической, во время воздействия импульсного светового излучения, обеспечиваемого светодиодом, и
оптический экран, выполненный с возможностью блокировки рассеянного света при воздействии светового излучения на волосы. Оптический экран выполнен с возможностью обеспечения максимальной рециркуляции света, выходящего из пряди волос, например, путем выполнения внутренней поверхности таким образом, чтобы она была отражающей и имела параболическую форму.
Диапазон длин волн от 400 до 900 нм, предпочтительно от 450 до 550 нм, представляется оптимальным диапазоном длин волн для избирательного нагревания наружного покрова волос.Однако светодиоды высокой яркости с высоким КПД, излучающие свет в диапазоне от 800 до 1000 нм, могут оказаться направлением для обеспечения более эффективных светодиодов. Хотя при таких более высоких значениях длин волн поглощение света меланином относительно ниже, чем при применении более низких значений длин волн, выполнение укладки с помощью таких светодиодов, излучающих свет в диапазоне от 800 до 1000 нм, может быть более экономичным, чем применение высокомощных светодиодов ближнего инфракрасного диапазона.
Ширина импульса может составлять до 1,5 с для достижения необходимой интегральной плотности энергии с помощью светодиодов средней мощности.
Постоянная времени тепловой диффузии оказывается в диапазоне 150-200 мс.
В эксперименте прядь каштановых волос была намотана вокруг металлического стержня (диаметром 15 мм) к матрице из 132 блоков светодиодов на 650 нм с интегральной плотностью потока энергии 3 Дж/см2 с шириной импульса 100 мс.Это привело к явному эффекту завивки.
На Фиг. 1А-1Е изображен примерный вариант осуществления портативного устройства 20 для укладки волос в виде устройства для выпрямления волос, которое содержат блоки 21 светового воздействия с матрицами светоизлучающих диодов (светодиодов) внутри.
На Фиг. 1b изображены возможные варианты осуществления устройства для завивки волос, предложенного в соответствии с изобретением. Волосы H направляют через область обработки волос, содержащую два световых блока L1, L2, каждый из которых имеет соответствующий источник LE света, причем световые блоки L1, L2 разделены промежутком G, который является достаточно большим для обеспечения возможности выхода влаги М из зазора G. Поскольку волосы H могут иметь толщину около 0,2 мм, зазор должен составлять не менее 0,3 мм для обеспечения возможности прохождения как волос H, так и влаги М. Зазор G не должен быть слишком большим, так как в противном случае интенсивность света будет ослаблена слишком сильно, поэтому предпочтительно должен составлять, например, не более 5 мм. Ввиду этого предпочтительным является зазор G в диапазоне от 0,5 до 3 мм, например, около 1-2 мм. После того, как волосы H были нагреты в результате оптического излучения световыми блоками L1, L2, волосы наматывают вокруг цилиндра C таким образом, чтобы придать волосам H волнистую форму. Функция вывода влаги описана более подробно в одновременно рассматриваемой заявке EP17190266.1, имеющей ту же дату приоритета, что и настоящая заявка (ссылка 2017PF02406 патентного поверенного), включенной в настоящую заявку посредством ссылки.
Если волосы распределены по области обработки неравномерно, некоторые волосы могут поглощать слишком мало или слишком много света. Задачей вариантов осуществления настоящего изобретения является преодоление слишком большого или слишком малого воздействия света, вызванного плохим выравниванием волос.Это достигается путем управления светодиодами по площади. Для генерации достаточной (например,>1 Вт / см2) оптической мощности предпочтительно использовать множество (>3) светодиодов, расположенных в двухмерной плоскости (не в ряд) для покрытия определенную области обработки (>0,5 см2). Примерным вариантом осуществления изобретения является матрица 6×8 светодиодов, как показано на Фиг. 2. В этой конфигурации светодиодами можно управлять блоками (например, рядами, столбцами или группами nxm светодиодов) или даже лучше каждым отдельным источником света. Таким образом, интенсивность обработки может варьироваться (увеличиваться и уменьшаться) по всей области обработки. Область обработки может даже измениться в размере, если некоторые светодиоды не обращены к волосам. Таким образом, вариант осуществления изобретения обеспечивает по существу равномерный нагрев неоднородного вещества (волос) в целом до состояния стеклования, необходимого для изменения формы волос.
На Фиг. 3 показан один возможный пример управления светодиодами по площади: элементы L1, L3 и L4 выключены, а элемент L2, обращенный к волосу H, включен.
Таким образом, вариант осуществления изобретения предусматривает, что область обработки светоизлучением включает в себя двухмерную плоскость с разными источниками света. Эти источники света приводят в действие электричеством для каждого блока или, в идеале, для каждого отдельного источника света. Таким образом, размер области обработки и интенсивность обработки могут варьироваться (увеличиваться и уменьшаться) по всей области обработки.
В целях безопасности облучаемые волосы следует обрабатывать в закрытой камере для обработки. Закрытой от взора незащищенных глаз. Далее в соответствии с изобретением предлагается выполнение измерения поглощения света по площади, как показано на Фиг. 4, напротив области обработки светоизлучением в закрытой камере для обработки. Таким образом, может быть рассчитан профиль интенсивности света. Чем выше интенсивность светового излучения, измеренная напротив области обработки светоизлучением, тем ниже плотность волос, подвергаемых облучению. Если интенсивность прямого света не видна (рассеянные или отраженные фотоны не учитываются), весь свет блокируется и, таким образом, полностью поглощается в волосах. С достаточным количеством датчиков может быть получен профиль интенсивности света. Эту информацию подают на блок управления для управления источниками света, и ток световых блоков может быть соответствующим образом отрегулирован. Локально измеренный низкий сигнал (интенсивность света) является результатом высокой скорости поглощения в обращенных к свету волосах. И наоборот.Эта информация очень важна для расчета правильного значения интенсивности светового излучения по площади, необходимого для приведения всего пучка волос определенного объема к состоянию стеклования.
Таким образом, вариант осуществления изобретения предусматривает, что профиль распределения плотности света по площади всей области обработки пучка волос измеряют напротив области светоизлучения и подают данные на блок управления для управления источниками света для регулирования интенсивность светового излучения на основании измеренной плотности волос.
Для измерения профиля, как описано выше, требуется множество датчиков света (>3 или предпочтительно>10) для получения соответствующей точности. Последние может быть трудно интегрировать, особенно в двухстороннюю систему освещения (например, зажимную), поскольку светодиоды должны быть расположены близко друг к другу для обеспечения высокой плотности оптической мощности. Все пространство уже занято светодиодами. Это может быть использовано с выгодой. Помимо излучения света при подаче тока на светодиод светодиоды также имеют свойство генерировать ток при подаче света на светодиод, когда светодиод не используют в качестве источника света. Таким образом, если диод поглощает свет, когда его не используют для генерации света, генерируется обратный ток. Этот сигнал может быть считан для профиля интенсивности. Сигнал зависит от температуры светодиода, но для этого мы можем настроить датчик температуры на один светодиод. Таким образом, преимуществом варианта осуществления изобретения является тот факт, что диоды разных источников света поглощают свет, когда их не используют для излучения, так что при противоположном интенсивном освещении этот обратный сигнал может быть считан из профилирования распределения интенсивности обращенных к световому излучения волос, так что никаких дополнительных датчиков в системе не требуется. Таким образом, в варианте осуществления изобретения, представленном на Фиг. 1а, оба блока 21 светового воздействия выполняют двойную функцию обеспечения энергии оптического излучения и измерения света, излучаемого противоположным блоком 21 светового воздействия, расположенным в другой лапке устройства для выпрямления волос.То же самое относится к источникам LE света во взаимно противоположных световых блоках L1, L2 в варианте осуществления изобретения, представленном на Фиг. 1b.
Таким образом, варианты осуществления изобретения обеспечивают следующие отличительные признаки. Область обработки светоизлучением включает в себя двухмерную плоскость (>3х2) с разными источниками света. Эти источники света приводят в действие электричеством для каждого блока или, в идеале, для каждого отдельного источника света. Таким образом, размер области обработки и интенсивность обработки может варьироваться (увеличиваться и уменьшаться) по всей области обработки. Измеряют профиль распределения плотности света по площади всей области обработки пучка волос напротив области светоизлучения и подают данные на блок управления для управления источниками света для регулирования интенсивность светового излучения на основании измеренной плотности волос.Диоды разных источников света поглощают свет, когда их не используют для излучения. При противоположном интенсивном освещении этот обратный сигнал может быть считан из профилирования распределения интенсивности обращенных к световому излучения волос.Таким образом, никаких дополнительных датчиков в системе не требуется.
Однако в альтернативных вариантах осуществления изобретения свет прикладывают к волосам только с одной стороны, а датчики расположены на другой стороне волос.Еще в других вариантах осуществления изобретения, как показано на Фиг. 5a и 5b, светодиоды 21 находятся в верхнем и нижнем световых блоках устройства 20 для укладки волос (например, устройства для выпрямления волос, показанного на Фиг. 1a, или устройства для завивки волос, показанного на Фиг. 1b) в зоне между частями теплового мостика 22. Между светодиодами 21, изображенными в виде черных квадратов/полос, находятся датчики, изображенные в виде белых квадратов/полос.Положения светодиодов и датчиков в верхнем и нижнем световых блоках устройства 20 для укладки волос находятся в противофазе, так что светодиод обращен к датчику. Функция теплового мостика описана более подробно в одновременно рассматриваемой заявке EP 17190265.3, имеющей ту же дату приоритета, что и настоящая заявка (ссылка 2017PF02405 патентного поверенного), включенной в настоящую заявку посредством ссылки.
Вариант осуществления изобретения основан на учете того, что волосы не имеют заданного предела, до которого они поглощают энергию, и волосы легко собираются в пучок или пересекаются с другими волосами, что приводит к неравномерному распределению волос.По этой причине профиль распределения излучения фототермического изменения формы волос следует каждый раз регулировать для собранных в пучок волос, обращенных к области обработки светоизлучением. Далее, волосы одного и того же человека имеют разные характеристики поглощения света. Следовательно, необходимы достоверные данные о площади в отношении объема волос, подлежащих обработке. Таким образом, отличительным признаком варианта осуществления изобретения является способ отображения плотности волос по всей области обработки для регулирования интенсивности излучения в соответствии с объемом волос, обращенных к области обработки светоизлучением.
В варианте осуществления изобретения в системе применяют импульсные светодиоды для укладки волос, в которых длина волны на выходе предпочтительно находится в диапазоне от 400 до 900 нм, а более предпочтительно в диапазоне от 450 до 550 нм, а ширина импульса предпочтительно меньше или равна 200 мс и более предпочтительно меньше или равна 100 мс.Для предотвращения повреждения волос интегральная плотность потока энергии на выходе на поверхности волос предпочтительно находится в диапазоне от 1 Дж/см2 до 10 Дж/см2, более предпочтительно в диапазоне от 3 Дж/см2 до 7 Дж/см2 и наиболее предпочтительно в диапазоне от 4 до 6 Дж/см2.
Как изложено более подробно в одновременно рассматриваемой заявке EP 17190265.3, имеющей ту же дату приоритета, что и настоящая заявка (ссылка 2017PF02405 патентного поверенного), включенной в настоящую заявку посредством ссылки, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройству для укладки волос, содержащему источник тепла для нагревания волос и источник оптического излучения для нагревания волос в сочетании с теплом от источника тепла до температуры, достаточно высокой для укладки волос, в котором источник тепла получает свое тепло от энергии, обеспечиваемой источником оптического излучения, и в предпочтительном варианте осуществления изобретения только от источника оптического излучения. Предпочтительно источник тепла может включать в себя теплоотвод источника оптического излучения. Источник оптического излучения предпочтительно может быть закрыт крышкой, которая не является полностью прозрачной, в результате чего энергия оптического излучения преобразуется в тепловую энергию, причем источник тепла включает в себя крышку. Крышка может быть предпочтительно в значительной степени прозрачной для длин волн, эффективных для укладки волос, и в значительной степени непрозрачной для длин волн, менее эффективных для укладки волос.Предпочтительно источник оптического излучения может быть закрыт крышкой, которую нагревает источник тепла.
Как изложено более подробно в одновременно рассматриваемой заявке EP 17190266.1, имеющей ту же дату приоритета, что и настоящая заявка (ссылка 2017PF02406 патентного поверенного), включенной в настоящую заявку посредством ссылки, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройству для укладки волос, содержащему источник света для доставки оптической энергии к волосам, причем устройство для укладки волос выполнено с возможностью обеспечения выхода влаги, выходящей из волос при воздействии на них оптической энергии, из устройства для укладки волос.В предпочтительном варианте осуществления изобретения источник света является единственным источником энергии для укладки волос.Вентилятор может отводить влагу от источника света. Процессор может управлять источником света, и в этом случае вентилятор также может служить для охлаждения процессора и/или источника света. Устройство для укладки волос может содержать зажимные элементы, выполненные с возможностью обеспечения направления волос между зажимными элементами и возможностью обеспечения их укладки, причем по меньшей мере один из зажимных элементов содержит источник света. По меньшей мере один из зажимных элементов может содержать отверстия для обеспечения возможности выхода влаги или отверстия для обеспечения возможности доступа воздуха для отвода влаги из устройства для укладки волос.Зажимные элементы могут иметь несоответствующие формы для обеспечения возможности выхода влаги из устройства для укладки волос.Область обработки волос, содержащая источник света, может иметь зазор, через который могут быть направлены волосы, причем зазор является достаточно широким для обеспечения возможности отвода влаги. Ширина зазора может составлять от 0,3 до 5 мм, предпочтительно от 1 до 2 мм.
Как изложено более подробно в одновременно рассматриваемой заявке EP 17190268.7, имеющей ту же дату приоритета, что и настоящая заявка (ссылка 2017PF02407 патентного поверенного), включенной в настоящую заявку посредством ссылки, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройству для укладки волос, которое содержит источник оптического излучения для облучения волос, блок датчиков для измерения эффектов от облучения волос и устройство управления с прямой связью для управления источником оптического излучения в зависимости от сигнала, поступающего от блока датчиков. Источник оптического излучения может создавать первый световой импульс, имеющий первую плотность энергии, которая может быть ниже, чем требуется для фототермического изменения формы волос, причем источником оптического излучения управляют для создания последующего светового импульса в зависимости от сигнала датчика, полученного в ответ на первый световой импульс, причем последующий световой импульс может иметь по меньшей мере первую плотность энергии. Блок датчиков может включать в себя датчик, расположенный перед источником оптического излучения в направлении перемещения потока волос.Устройство для укладки волос может содержать вдоль направления, в котором направляют волосы, первый датчик, первый светодиодный блок, управляемый в зависимости от сигнала, поступающего от первого датчика, второй датчик и второй светодиодный блок, управляемый в зависимости от сигнала, поступающего от второго датчика. Направление, в котором волосы направляют через устройство для укладки волос, может определять, какая часть источника оптического излучения будет действовать в качестве первого светодиодного блока. Устройство для укладки волос может содержать приводной механизм для перемещения волос вдоль источника оптического излучения со скоростью, регулируемой устройством управления с прямой связью в зависимости от сигнала, поступающего от блока датчиков.
Следует отметить, что вышеописанные варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и специалисты в данной области техники могут разработать много альтернативных вариантов осуществления в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения любые ссылочные позиции, заключенные в скобки, не должны рассматриваться как ограничивающие формулу изобретения. Слово "содержащий" не исключает наличия элементов или этапов, отличных от перечисленных в пункте формулы изобретения. Элемент в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов. Блок управления для управления блоками оптического излучения в соответствии с изобретением может быть реализован при помощи аппаратных средств, содержащих несколько отдельных элементов, и/или при помощи соответствующим образом запрограммированного процессора. В пункте формулы изобретения, перечисляющем несколько устройств, некоторые из этих устройств могут быть реализованы одним и тем же элементом оборудования. Сам факт того, что определенные меры изложены в отличающихся друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, которые не относятся друг к другу, не означает, что сочетание этих мер не может быть использовано с выгодой.