УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРЕЗАНИЯ ВОЛОС И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ СРЕЗАНИЯ ВОЛОС Российский патент 2020 года по МПК A61B18/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Изобретение относится к устройству для срезания волос, предназначенному для срезания (например, бритья) волос на теле субъекта, и, в частности, к устройству для срезания волос, которое для срезания или бритья волос использует световое излучение, и к способу управления устройством для срезания волос.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] Устройства для бритья, предназначенные для срезания или бритья волос на теле субъекта, обычно используют одно или более лезвий, которые срезают волосы по мере перемещения лезвия по коже субъекта. Лезвия могут находиться внутри устройства неподвижно, например, как в бритве для влажного бритья, в то время как в устройствах других типов, например электробритвах, один или более элементов в виде лезвий могут быть приведены в движение (например, с вращением или колебаниями) для выполнения действия по срезанию.

[003] Однако в WO 2014/143670 было предложено устройство для бритья альтернативного типа, в котором используется лазерное излучение. В частности, предусмотрен источник лазерного излучения, который выполнен с возможностью генерации лазерного излучения на длине волны, выбранной для воздействия на заданный хромофор для эффективного срезания волосяного стержня. На бреющей части устройства размещено оптоволокно, которое расположено с возможностью приема лазерного излучения от источника лазерного излучения на ближнем конце, проведения лазерного излучения от ближнего конца к дальнему концу и испускания светового излучения из области срезания оптоволокна в направлении волос при введении области резания в контакт с волосами.

[004] Для достижения хорошей эффективности бритья, режущий элемент устройства для бритья (т.е. оптоволокно, в случае устройства по WO 2014/143670) должен располагаться очень близко к коже, и лазерное излучение должно иметь достаточную мощность для срезания волоса посредством плавления.

[005] В частности, для обеспечения инициирования срезания волос, лазерное излучение в оптоволокне должно иметь высокую интенсивность. Однако высокая интенсивность лазера приводит к созданию высоких температур в области оптоволокна, в которой происходит срезание (плавление) волос, что, как показывает опыт, приводит к достижению температуры, близкой или превышающей температуру Tg стеклования волокна (в случае волокон, выполненных из стекла или стеклообразного материала). Это, в частности, происходит, когда для срезания используется светового излучение с низкой длиной волны (около 450 нм), так как оно сильно поглощается (более темными) волосами и, таким образом, концентрирует накапливание тепла вблизи оптоволокна.

[006] Многократный нагрев волокна до таких высоких температур и последующее охлаждение делает волокно ломким, что в долгосрочной перспективе снижает срок службы волокна.

[007] Поэтому существует необходимость в устройстве для срезания волос и способе управления, которые повышают срок службы волокна и при этом сохраняют эффективность срезания волос.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[008] Было обнаружено, что один из способов увеличения срока службы волокна, выполненного из стекла или стеклообразного материала, состоит в том, чтобы во время работы избежать достижения волокном температуры его Tg стеклования, и этого можно достичь при помощи импульсного режима лазерного излучения во время работы. Аналогично, для волокна, выполненного из других типов материала, срок службы волокна можно увеличить, не позволяя волокну достигать своей точки плавления.

[009] Согласно первому аспекту предложено устройство для срезания волос на субъекте, содержащее источник светового излучения, для генерации светового излучения на одной или более конкретных длинах волн, соответствующих длинам волн, поглощаемым одним или более хромофорами в волосах или на них; режущий элемент, содержащий оптический волновод, который соединен на первом конце с источником светового излучения для приема светового излучения, при этом часть боковой стенки оптического волновода образует режущую поверхность для контакта с волосами; и блок управления, соединенный с источником светового излучения, причем блок управления выполнен с возможностью изменения во время работы мощности светового излучения, генерируемого источником светового излучения, между первым и вторым уровнями мощности, так что при нагреве волоса световым излучением, выходящим из точки контакта на режущей поверхности и проникающим в волос, температура точки контакта на режущей поверхности поддерживается ниже температуры фазового перехода для оптического волновода, причем первый уровень мощности выше, чем второй уровень мощности.

[0010] В некоторых вариантах осуществления блок управления выполнен с возможностью изменения мощности светового излучения, генерируемого источником светового излучения, между первым и вторым уровнями мощности в соответствии с рабочим циклом, основываясь на времени тепловой релаксации (ВТР) оптического волновода.

[0011] В некоторых вариантах осуществления блок управления выполнен с возможностью управления источником светового излучения, с тем чтобы генерировать световое излучение на втором уровне мощности в течение по меньшей мере минимального периода времени до управления источником светового излучения для генерации светового излучения на первом уровне мощности, причем минимальный период времени основан на времени тепловой релаксации ВТР оптического волновода. В этих вариантах осуществления минимальный период времени может составлять от 0,001 миллисекунды (мс) до 10 мс. В этих вариантах осуществления блок управления также может быть выполнен с возможностью управления источником светового излучения, с тем чтобы генерировать световое излучение на первом уровне мощности после генерации светового излучения на втором уровне мощности в течение минимального периода времени. В альтернативном варианте блок управления может быть выполнен с возможностью обнаружения контакта волос с оптическим волноводом, и управления источником светового излучения, с тем чтобы генерировать световое излучение на первом уровне мощности при обнаружении контакта волос с оптическим волноводом, при условии генерации светового извлучения на втором уровне мощности в течение по меньшей мере минимального периода времени.

[0012] В некоторых вариантах осуществления блок управления выполнен с возможностью обнаружения контакта волос с оптическим волноводом и управления источником светового излучения, с тем чтобы генерировать световое излучение на первом уровне мощности при обнаружении контакта волос с оптическим волноводом.

[0013] В некоторых вариантах осуществления блок управления выполнен с возможностью управления источником светового излучения, с тем чтобы генерировать световое излучение на первом уровне мощности в течение максимального периода времени.

[0014] В некоторых вариантах осуществления оптический волновод выполнен из стекла или стеклообразного материала, и при этом температура фазового перехода является температурой стеклования для материала. В других вариантах осуществления оптический волновод выполнен из материала, имеющего температуру плавления, а температура фазового перехода является температурой плавления материала.

[0015] Согласно второму аспекту предложен способ управления устройством для срезания волос на теле субъекта, причем устройство для срезания волос содержит режущий элемент, который содержит оптический волновод, в котором часть боковой стенки оптического волновода образует режущую поверхность для контакта с волосами, причем способ включает изменение во время работы мощности светового излучения, генерируемого источником светового излучения и подаваемого в оптический волновод, между первым и вторым уровнями мощности, так что при нагреве волоса излучением, выходящим из точки контакта на режущей поверхности и проникающим в волос, температура точки контакта на режущей поверхности поддерживается ниже температуры фазового перехода для оптического волновода, причем первый уровень мощности выше, чем второй уровень мощности.

[0016] В некоторых вариантах осуществления этап изменения включает изменение мощности светового излучения, генерируемого источником светового излучения, между первым и вторым уровнями мощности в соответствии с рабочим циклом, основываясь на времени тепловой релаксации (ВТР) оптического волновода.

[0017] В некоторых вариантах осуществления этап изменения включает генерацию светового излучения на втором уровне мощности в течение по меньшей мере минимального периода времени до управления источником светового излучения для генерации светового излучения на первом уровне мощности, причем минимальный период времени основан на времени тепловой релаксации (ВТР) оптического волновода. В этих вариантах осуществления минимальный период времени может составлять от 0,001 миллисекунды (мс) до 10 мс. В этих вариантах осуществления этап изменения также может включать генерацию светового излучения на первом уровне мощности после генерации светового излучения на втором уровне мощности в течение минимального периода времени. В альтернативном варианте способ может дополнительно содержать этап обнаружения контакта волос с оптическим волноводом, и этап изменения может включать генерацию излучения на первом уровне мощности при обнаружении контакта волос с оптическим волноводом, при условии генерации светового извлучения на втором уровне мощности в течение по меньшей мере минимального периода времени.

[0018] В некоторых вариантах осуществления способ может дополнительно включать этап обнаружения контакта волос с оптическим волноводом, и этап изменения может включать генерацию светового излучения на первом уровне мощности при обнаружении контакта волос с оптическим волноводом.

[0019] В некоторых вариантах осуществления этап изменения включает генерацию светового излучения на первом уровне мощности в течение максимального периода времени.

[0020] В некоторых вариантах осуществления оптический волновод выполнен из стекла или стеклообразного материала, и при этом температура фазового перехода является температурой стеклования для материала. В других вариантах осуществления оптический волновод выполнен из материала, имеющего температуру плавления, а температура фазового перехода является температурой плавления материала.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0021] Для лучшего понимания изобретения и более ясного представления о том, как оно может быть осуществлено, теперь будет сделана ссылка, только в качестве примера, на прилагаемые чертежи, на которых:

[0022] На ФИГ. 1 представлена структурная схема устройства для срезания волос согласно варианту осуществления изобретения;

[0023] На ФИГ. 2 представлены два схематических чертежа, на которых показаны различные виды примерного устройства для срезания волос согласно варианту осуществления изобретения;

[0024] На ФИГ. 3 представлен график, иллюстрирующий показатель преломления волос;

[0025] На ФИГ. 4 представлена иллюстрация оптоволоконного режущего элемента;

[0026] На ФИГ. 5 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ управления устройством для срезания волос согласно варианту осуществления; и

[0027] На ФИГ. 6, 7 и 8 показаны три разных импульсных режима в соответствии с различными вариантами осуществления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] Как отмечено выше, настоящее изобретение обеспечивает увеличение срока службы оптического волновода (например, оптоволокна) в устройстве для бритья на основе лазерного излучения, например, как описано в WO 2014/143670. В частности, для предотвращения перегрева оптического волновода (то есть достижения температуры стеклования или температуры плавления оптического волновода) можно использовать режим импульсного излучения, что также обеспечивает быстрое инициирование срезания волос, когда волосы находятся в контакте с оптическим волноводом.

[0029] Следует иметь в виду, что изобретение применимо к устройствам для бритья (например, бритвам или электробритвам) и к любому другому типу устройств, которые используются для срезания волос (например, машинки для срезания волос), даже если эти устройства не обязательно должны обеспечивать «чистое бритье» (то есть удалять волосы на уровне кожи).

[0030] На ФИГ. 1 представлена структурная схема устройства 2 для срезания волос согласно варианту осуществления изобретения. На ФИГ. 2 показано устройство 2 для срезания волос в форме ручной бритвы согласно примерному варианту осуществления изобретения. Устройство 2 для срезания волос предназначено для срезания (например, бритья) волос на теле субъекта. Субъектом может быть человек или животное. Волосы могут быть волосами на лице (то есть волосами на лице субъекта) или волосами на голове субъекта или другой части его тела (ногах, груди и т. д.).

[0031] Устройство 2 для срезания волос содержит режущий элемент 4, который обеспечивает возможность срезать волосы, когда устройство 2 для срезания волос перемещают по коже субъекта. Режущий элемент 4 представляет собой оптический волновод 4, который расположен на устройстве 2 для срезания волос так, что оптическая ось оптического волновода 4 (то есть линия, вдоль которой световое излучение обычно проходит через оптический волновод 4) в целом перпендикулярна направлению, в котором перемещают устройство 2 для срезания волос, так что волосы входят в контакт с боковой стенкой оптического волновода 4 (боковой стенкой, соответствующей длинному краю оптического волновода 4), когда устройство 2 для срезания волос перемещают по коже субъекта. В некоторых вариантах осуществления оптический волновод 4 представляет собой оптоволокно, хотя специалистам в данной области техники известны другие типы оптических волноводов, которые можно использовать в соответствии с изобретением, такие как пластинчатый волновод, полосковый волновод или фотонно-кристаллический волновод. Оптоволокно содержит сердечник, и в некоторых вариантах осуществления также содержит оболочку, которая может полностью или не полностью охватывать сердечник (например, часть сердечника может быть открытой).

[0032] В устройстве 2 для срезания волос предусмотрен источник 6 светового излучения, который генерирует лазерное излучение на одной или нескольких конкретных длинах волн. Источник 6 светового излучения оптически связан с первым концом 7 оптического волновода 4, так что лазерное излучение, генерируемое источником 6 светового излучения, проникает в оптический волновод 4 (и, в частности, проникает в конец оптического волновода 4, так что лазерное излучение распространяется через оптический волновод 4). Как более подробно описано ниже, мощностью (оптической мощностью) светового излучения, генерируемого источником 6 светового излучения, можно управлять в соответствии с вариантами осуществления изобретения. В частности, мощность светового излучения можно регулировать по меньшей мере между первым уровнем мощности и вторым уровнем мощности, который ниже, чем первый уровень мощности. В некоторых вариантах осуществления источник 6 светового излучения также может быть соединен с концом оптического волновода 4 напротив первого конца 7, так что световое излучение вводится в оптический волновод 4 на обоих концах.

[0033] Источник 6 светового излучения выполнен с возможностью генерации лазерного излучения на одной или более конкретных длинах волн, которые можно использовать для срезания или пережигания волос. В частности, каждая длина волны соответствует длине волны светового излучения, поглощаемого хромофором, который присутствует в волосах или на волосах. Как известно, хромофор - это часть молекулы, которая придает молекуле ее цвет. Таким образом, лазерное излучение будет поглощаться хромофором и превращаться в тепло, которое расплавит или прожжет волосы или иным образом разрушит связи в молекулах волос, и именно это расплавление или прожигание обеспечивает действие по срезанию устройства 2 для срезания волос.

[0034] Подходящие хромофоры, на которые может воздействовать лазерное излучение, генерируемое источником 6 светового излучения, включают, но не ограничиваются ими, меланин, кератин и воду. Подходящие длины волн лазерного излучения, которые могут быть использованы, включают, но не ограничиваются ими, длины волн, выбранные из диапазона от 380 нм (нанометров) до 500 нм и от 2500 нм до 3500 нм. Специалистам в данной области техники известны длины волн излучения, которые поглощаются этими хромофорами, и, следовательно, также конкретные длины волн излучения, которые источник 6 светового излучения должен генерировать для этой цели, и дополнительные подробности в данном документе не приводятся.

[0035] В некоторых вариантах осуществления источник 6 светового излучения может быть выполнен с возможностью генерации лазерного излучения на множестве длин волн (либо одновременно, либо последовательно), причем каждая длина волны выбирается для воздействия на другой тип хромофора. Это может улучшить действие по срезанию оптического волновода 4, поскольку используя лазерное излучение в волосах можно сжигать молекулы различных типов. В альтернативном варианте может быть предусмотрено множество источников 6 светового излучения, каждый из которых генерирует лазерное излучение на соответствующей длине волны, и каждый источник 6 светового излучения может быть связан с соответствующим оптическим волноводом 4 для обеспечения множества режущих элементов в устройстве 2.

[0036] Устройство 2 для срезания волос также содержит блок 8 управления, который управляет работой устройства 2 для срезания волос, и, в частности, соединен с источником 6 светового излучения для управления активацией и деактивацией источника 6 излучения и мощностью излучения, генерируемого источником 6 светового излучения. Блок 8 управления может активировать и деактивировать источник 6 светового излучения в ответ на сигнал, вводимый пользователем устройства 2 для срезания волос. Блок 8 управления может содержать один или более процессоров, процессорных блоков, многоядерных процессоров или модулей, которые сконфигурированы или запрограммированы для управления устройством 2 для срезания волос. Блок 8 управления также может содержать или быть связан с памятью или модулем памяти, где хранятся данные и машиночитаемый код, который выполнен с возможностью исполнения блоком 8 управления, так чтобы блок 8 управления и устройство 2 для срезания волос работало в соответствии с вариантами осуществления, описанными в данном документе.

[0037] Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения устройство 2 для срезания волос также может содержать датчик 9, предназначенный для определения того, имеется ли контакт волос с оптическим волноводом 4. Датчик 9 может быть датчиком любого подходящего типа. Например, датчик 9 может измерять силу или давление, действующее на оптический волновод 4 в нормальном направлении движения устройства 2 для срезания волос (например, перпендикулярно оптическому волноводу 4), и, в частности, измерять величину силы или давления, которые могут возникать в результате контакта между оптическим волноводом 4 и волосами. Датчик 9 другого типа может измерять в оптическом волноводе 4 деформацию, при его вхождении в контакт с волосами. В другом примере датчик 9 может измерять уровень яркости в оптическом волноводе 4, например, на конце оптического волновода 4, расположенном напротив конца, в который источником 6 светового излучения вводится излучение. В этом случае датчик 9 может быть датчиком любого подходящего типа, например фотодиодом, фоторезистором, фототранзистором и т. д. Уровень светового излучения в оптическом волноводе 4 зависит от входящего величины светового излучения, вводимого в оптический волновод 4, и от величины излучения, проникающего из оптического волновода 4 в волосы. Уровень светового излучения в оптическом волноводе 4, измеренный датчиком 9, может быть проанализирован блоком 8 управления для определения наличия контакта волос с оптическим волноводом 4.

[0038] Как отмечено выше, на ФИГ. 2 показано устройство 2 для срезания волос, которое выполнено в форме ручной бритвы для влажного бритья. На ФИГ. 2 показан вид сбоку и вид снизу бритвы 2. Бритва 2 имеет ручку 11 для удерживания ее субъектом (или другим пользователем устройства 2) и головную часть 12, которая содержит режущий элемент 4 (оптический волновод/волокно). Как показано, оптический волновод 4 расположен вдоль края головной части, и часть оптического волновода 4 образует режущую поверхность 14 (или соответствует ей). Режущая поверхность 14 представляет собой часть оптического волновода 4, которая предназначена для контакта с волосами, когда устройство 2 для срезания волос перемещается по коже субъекта. Источник 6 светового излучения, блок 8 управления и датчик 9 (только на виде снизу) показаны встроенными в головную часть 12 и ручку 11, соответственно, но следует понимать, что положения данных компонентов в устройстве 2 для срезания волос, как показано на ФИГ. 2, не является ограничивающим. Также следует понимать, что вариант осуществления, показанный на ФИГ. 2, является лишь примером, и режущий элемент 4, источник 6 светового излучения и блок 8 управления могут быть включены или использованы вместо обычного лезвия в любом типе устройства 2 для срезания волос, которое обычно содержит лезвие для физического срезания или подрезания волос (независимо от того, является ли лезвие неподвижным или приводится в движение для выполнения действия по срезанию).

[0039] На ФИГ. 3 приведен график, показателя преломления волос, который можно найти в статье М.Д. Гринвелла, А. Виллера, Пола Л. Кирка: Исследования человеческих волос: III. Показатель преломления волос головы, 31 Am. Inst. Crim. L. & Criminology 746 (1940-1941). Кривая 1 является объединенной линией, кривая 2 является линией, представляющей показатель преломления для людей европейского типа, и кривая 3 является линией, представляющей показатель преломления для людей не европейского типа. Таким образом, можно видеть, что значения показателя преломления волос лежат между (приблизительно) 1,545 и 1,555, хотя для отдельных субъектов будут иметься различия. Например, в вышеуказанной статье также признается, что показатель преломления волос может зависеть от пола субъекта, например, показатель преломления волос у женщин обычно выше, чем показатель преломления волос у мужчин.

[0040] Как известно, оптический волновод 4 действует в качестве волновода для светового излучения, связанного с источником 6 светового излучения, посредством полного внутреннего отражения, поскольку показатель преломления воздуха ниже, чем показатель преломления оптического волновода 4. Однако, если объект, имеющий более высокий показатель преломления, чем оптический волновод 4, приводится в контакт с оптическим волноводом 4, то в этом случае происходит «нарушение» полного внутреннего отражения, и световое излучение может проникать из оптического волновода 4 в этот объект. Таким образом, для того чтобы световое излучение проникало в волосы из оптического волновода 4 (для обеспечения действия по срезанию согласно изобретению), оптический волновод 4 должен иметь такой же или более низкий показатель преломления, чем волосы в точке, в которой они входят в контакт с оптическим волноводом 4. Таким образом, оптический волновод 4 должен иметь такой же или более низкий показатель преломления, чем волосы по меньшей мере на участке режущей поверхности 14 оптического волновода 4. Предпочтительно, показатель преломления оптического волновода 4 на режущей поверхности 14 равен показателю преломления волос, поскольку это обеспечивает наилучшее проникновение излучения из оптического волновода 4 в волосы.

[0041] Таким образом, в некоторых вариантах осуществления показатель преломления оптического волновода 4 по меньшей мере на режущей поверхности 14 равен или меньше 1,56. Более предпочтительно показатель преломления оптического волновода 4 по меньшей мере на режущей поверхности 14 равен или меньше 1,55. Еще более предпочтительно показатель преломления оптического волновода 14 по меньшей мере на режущей поверхности 14 равен или меньше 1,54, поскольку этот показатель преломления ниже показателей преломления, показанных на ФИГ. 3.

[0042] В некоторых вариантах осуществления нижняя граница показателя преломления оптического волновода 4 на режущей поверхности 14 может составлять 1,48, 1,51, 1,53 или 1,54.

[0043] Диапазон значений, из которых выбирают показатель преломления оптического волновода 4, может быть сформирован из любой комбинации верхних и нижних границ показателя преломления, определенных в предыдущих абзацах.

[0044] Оптический волновод/волокно 4 может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов. Например, оптические волноводы/волокна могут состоять из или содержать стекло или стеклообразный материал, например, кремнезем, фторидное стекло, фосфатное стекло, халькогенидное стекло, коронное стекло (например, ВК7), кварц, сапфир, алюмоиттриевый гранат (YAG), алюмосиликаты иттрия, алюмосиликаты, силикаты щелочноземельных металлов, алюмосиликаты щелочных металлов, редкоземельные легированные алюмосиликаты и/или оксифториды. Понятно, что стекло или материал стеклообразный представляет собой материал, который имеет температуру стеклования, при которой материал переходит из состояния твердого стекла в вязкое состояние, и которая ниже температуры плавления материала в кристаллическом состоянии, если таковое существует. Если материал оптического волновода 4 является кристаллическим, то соответствующей температурой является температура плавления, а не температура стеклования. В таких альтернативных вариантах осуществления оптический волновод 4 может состоять из нестеклообразного материала, или содержать материал, который не имеет температуры стеклования. Примеры подходящих материалов включают кристаллический сапфир и кристаллический YAG.

[0045] На ФИГ. 4 показан примерный вариант осуществления оптического волновода 4 Оптический волновод 4 предназначен для использования с устройством 2 для срезания волос, например, как показано на ФИГ. 1 и 2. На ФИГ. 4 оптический волновод 4 показан сбоку (то есть обращенным вниз вдоль оптической оси оптического волновода 4), и никакой другой опорный элемент для оптического волновода 4 не показан.

[0046] На ФИГ. 4 оптический волновод 4 имеет сердечник 16. В данном показанном варианте осуществления оптический волновод 4 не содержит оболочек вокруг сердечника 16. Однако следует иметь в виду, что в некоторых вариантах осуществления оптический волновод 4 может иметь оболочку вокруг сердечника 16, хотя предпочтительно, чтобы вдоль режущей поверхности 14 не было оболочки (в действительности, в некоторых вариантах осуществления режущая поверхность 14 может соответствовать тем частям оптического волновода 4, на которых отсутствует оболочка).

[0047] Оптический волновод 4 показан в контакте с волосами 18 и вблизи, но не в контакте, с кожей 20. Часть боковой стенки сердечника 16 оптического волновода 4, предназначенная для контакта с волосами во время использования, образует режущую поверхность 14. Как описано выше, показатель преломления сердечника 16 является таким же, или ниже показателя преломления волос.

[0048] Сердечник 16 может иметь равномерный показатель преломления (то есть одинаковый показатель преломления по всему сердечнику 16), или это может быть градиентное волокно, означая, что показатель преломления уменьшается с увеличением расстояния от оптической оси.

[0049] Если устройство 2 для срезания волос работает с источником 6 светового излучения, выдающим световое излучение постоянной интенсивности, которая достаточно высока для плавления волос, было обнаружено, что при нагреве волоса 18 также происходит нагрев участка оптического волновода 4, находящегося в контакте с волосом 18, и этот нагрев может увеличивать температуру оптического волновода 4 в этой точке контакта выше температуры фазового перехода оптического волновода 4 (то есть выше температуры стеклования в случае стеклянных или стеклообразных оптических волноводов 4, или выше температуры плавления в случае других оптических волноводов 4).

[0050] Таким образом, чтобы избежать или предотвратить ситуацию, когда температура оптического волновода 4 достигнет или превысит температуру фазового перехода (например, температуру Tg стеклования для оптического волновода 4 (например, около 1200°C для кварцевого стекла)), блок 8 управления управляет источником 6 светового излучения для изменения мощности генерируемого световое излучения между первым и вторым уровнями мощности во время работы (при этом первый уровень мощности выше, чем второй уровень мощности). Первый уровень мощности предпочтительно достаточно высок, чтобы инициировать процесс срезания (плавления), и второй уровень мощности может быть ниже, чем первый уровень мощности, и поэтому плавление/срезание волос 18 может продолжаться без нагревания волос 18 световым излучением на втором уровне мощности, увеличивающим температуру в точке контакта на режущей поверхности 14 до или выше температуры фазового перехода оптического волновода 4. Первый уровень мощности может составлять 150 мВт или более, но следует понимать, что требуемый уровень мощности может зависеть от одного или более факторов, например, диаметра оптического волновода 4, коэффициента сужения оптического волновода 4 (в случае, если оптический волновод 4 имеет сужение) и/или связующей среды. Второй уровень мощности может составлять 150 мВт или менее. Блок 8 управления может управлять источником 6 светового излучения для переключения во времени между генерацией светового излучения на первом уровне мощности и светового излучения на втором уровне мощности, чтобы влиять на действие по срезанию волос. Помимо использования второго (более низкого) уровня мощности, рабочий цикл переключения между первым уровнем мощности и вторым уровнем мощности (то есть отношение времени на первом уровне мощности к времени на втором уровне мощности), можно выбирать, для гарантии того, что оптический волновод 4 не нагрет до температуры фазового перехода или выше нее (например, Tg или температуры плавления).

[0051] Уровни мощности и рабочий цикл переключения между уровнями мощности можно выбирать на основе свойств оптического волновода 4, например температуры фазового перехода и/или времени тепловой релаксации оптического волновода 4. Как известно, период тепловой релаксации - это время, необходимое объекту для охлаждения до определенной величины в процентном отношении от начальной температуры (например, 50% или 66% от начальной температуры). В целом, чем короче период тепловой релаксации (то есть, чем быстрее оптический волновод 4 теряет тепло), тем дольше (пропорционально части рабочего цикла) источник 6 светового излучения может генерировать световое излучение на первом уровне мощности для поддержания или максимизации эффективности срезания.

[0052] Таким образом, в некоторых вариантах осуществления мощность генерируемого светового излучения подвергают импульсной модуляции с шириной импульса, пропорциональной времени тепловой релаксации оптического волновода 4. Иными словами, частота и рабочий цикл переключения между первым уровнем мощности и вторым уровнем мощности могут соответствовать времени тепловой релаксации оптического волновода 4. Иными словами, время между двумя последовательными импульсами высокой интенсивности (то есть импульсами на первом уровне мощности) должно быть больше, чем период тепловой релаксации оптического волновода 4. Первый уровень мощности можно рассматривать, как импульс высокой интенсивности, который будет инициировать процесс срезания, а второй уровень мощности может иметь меньшую интенсивность, или даже часть импульса нулевой интенсивности, который будет способствовать «неуправляемому» процессу срезания волос, при этом температура оптического волновода 4 будет сохраняться на относительно низком уровне (и, в частности, по сравнению с использованием светового излучения постоянной интенсивности или уровнем мощности).

[0053] Блок-схема по ФИГ. 5 иллюстрирует способ управления устройством 2 для срезания волос на теле субъекта (например, волос на голове, лице, шее, туловище, руках или ногах). Способ на этапе 101 включает изменение мощности светового излучения, генерируемого источником 6 светового излучения, между первым и вторым уровнями мощности во время работы, так что при нагреве волоса излучением, выходящим из точки контакта на режущей поверхности 14 в и проникающим волос 18, температура точки контакта на режущей поверхности 14 поддерживается ниже температуры фазового перехода для оптического волновода 4 (то есть температуры стеклования в случае стекла или стеклообразных оптических волноводов 4, или температуры плавления в случае других оптических волноводов 4). Первый уровень мощности выше, чем второй уровень мощности.

[0054] На ФИГ. 6, 7 и 8 показаны три разных импульсных режима согласно изобретению. На ФИГ. 6 показан первый режим, в котором интенсивность светового излучения или мощность генерируемого светового излучения изменяется между первым уровнем P1 мощности и вторым уровнем мощности, который в данном случае равен 0. Другими словами, в режиме по ФИГ. 6 источник 6 светового излучения включается и выключается. На ФИГ. 6 показаны четыре импульса 30 высокой интенсивности (то есть импульсы на первом уровне мощности) и три «промежутка» 32 нулевой интенсивности. Длительность каждого импульса 30 высокой интенсивности обозначена как t_P1, а длительность каждого промежутка 32 обозначена как t_P0, и, таким образом, импульсный режим имеет период t_P1 + t_P0.

[0055] На ФИГ. 7 показан второй режим, в котором интенсивность светового излучения или мощность генерируемого светового излучения изменяется между первым уровнем P1 мощности, вторым уровнем P2 мощности и третьим уровнем мощности, который равен 0. В частности, интенсивность светового излучения переключается с первого уровня мощности на второй уровень мощности, а затем на 0 перед переключением обратно на первый уровень мощности, и повторяется. На ФИГ. 7 показаны три импульса 40 высокой интенсивности (то есть импульсы на первом уровне мощности), за которыми следуют соответствующие импульсы 42 меньшей интенсивности (то есть импульсы на втором уровне мощности) и соответствующие «промежутки» 44 нулевой интенсивности. Длительность каждого импульса 40 высокой интенсивности обозначена как t_P1, длительность каждого импульса 42 с меньшей интенсивностью обозначена как t_P2 и длительность каждого промежутка 44 обозначена как t_P0, и, таким образом, импульсный режим имеет период t_P1 + t_P2 + t_P0.

[0056] На ФИГ.8 показан третий режим, в котором интенсивность светового излучения или мощность генерируемого светового излучения изменяется между первым уровнем P1 мощности и вторым (ненулевым) уровнем P2 мощности. На ФИГ. 8 показаны три импульса 50 высокой интенсивности (то есть импульсы на первом уровне мощности) и три импульса 52 меньшей интенсивности (то есть импульсы на втором уровне мощности). Длительность каждого импульса 50 высокой интенсивности обозначена как t_P1, а длительность каждого импульса 52 низкой интенсивности обозначена как t_P2, и, таким образом, импульсный режим имеет период t_P1 + t_P2.

[0057] В некоторых вариантах осуществления этап 101 включает изменение мощности светового излучения, генерируемого источником 6 светового излучения, между первым и вторым уровнями мощности в соответствии с рабочим циклом, основываясь на времени тепловой релаксации (ВТР) оптического волновода. Таким образом, значения t_P1, t_P2 и t_P0 на ФИГ. 6, 7 и 8 (или соотношение между этими значениями) могут зависеть от ВТР оптического волновода 4. В целом, чем короче ВТР (то есть, чем быстрее оптический волновод 4 теряет тепло), тем более продолжительным может быть импульс 30/40/50 высокой интенсивности (или, скорее, тем более продолжительным может быть импульс 30/40/50 высокой интенсивности по сравнением с импульсом 32/42/52 на втором уровне мощности).

[0058] В некоторых вариантах осуществления этап 101 может включать генерацию светового излучения на втором уровне мощности в течение по меньшей мере минимального периода времени перед генерацией светового излучения на первом уровне мощности, причем минимальный период времени основан на ВТР оптического волновода 4. Таким образом, за счет установки минимального периода времени в соответствии с ВТР, оптическому волноводу 4 может быть предоставлено достаточно времени для охлаждения, прежде чем будет сгенерирован дополнительный импульс 30/40/50 высокой интенсивности и произойдет дальнейший нагрев оптического волновода 4. В зависимости от конструкции оптического волновода 4, минимальный период времени может составлять от 0,001 миллисекунды (мс) до 10 мс. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления t_P0 на ФИГ. 6 может составлять от 0,001 мс до 10 мс, t_P2 или t_P0 (или даже t_P2 + t_P0) на ФИГ. 7 может составлять от 0,001 мс до 10 мс и t_P2 на ФИГ. 8 может составлять от 0,001 мс до 10 мс.

[0059] В некоторых вариантах осуществления, поскольку импульс 30/40/50 высокой интенсивности является импульсом, который вызывает наиболее значительное увеличение температуры оптического волновода 4 во время операции срезания/плавления, длительность импульса 30/40/50 высокой интенсивности (t_P1) ограничена максимальной продолжительностью, основанной на величине первого уровня мощности и/или свойствах оптического волновода 4, например, ВТР и/или теплопроводности. Например, максимальная длительность импульса 30/40/50 высокой интенсивности может составлять приблизительно 10 мс при интенсивности 0,5 ватт (Вт), 40 мс при интенсивности 0,35 Вт и 100 мс при интенсивности 0,25 Вт.

[0060] Таким образом, в общем случае короткие импульсы высокой интенсивности (первый уровень мощности) инициируют процесс срезания волос, но поскольку ширина импульса (то есть t_P1) мала, температура оптического волновода 4 не достигнет его температуры фазового перехода (например, температуры Tg стеклования). После инициирования процесса стрижки интенсивность светового излучения уменьшают, как показано на ФИГ. 6, 7 или 8, чтобы ограничить температуру волос во время неуправляемого процесса стрижки/плавления волос. Следует иметь в виду, что после инициирования процесса срезания волос, для поддержания процесса стрижки может быть достаточно светового излучения низкой интенсивности.

[0061] В некоторых вариантах осуществления для повышения скорости, с которой инициируется процесс стрижки, импульс 30/40/50 высокой интенсивности (первого уровня мощности) может быть запущен, когда оптический волновод 4 входит в контакт с волосами. Таким образом, датчик 9 можно использовать для определения того, находится ли оптический волновод 4 в контакте с волосами, в блок 8 управления может управлять источником 6 светового излучения, чтобы генерировать световое излучение для генерации светового излучения на первом уровне мощности при обнаружении контакта с волосами. Однако блок 8 управления может запускать источник 6 светового излучения, с тем чтобы генерировать световое излучение для генерации светового излучения на первом уровне мощности только в том случае, если источник 6 светового излучения сгенерировал световое излучение на втором уровне мощности в течение по меньшей мере минимального промежутка времени (например, основываясь на времени тепловой релаксации оптического волновода 4). Это гарантирует, что у оптического волновода 4 будет достаточно времени для охлаждения от предыдущего импульса высокой интенсивности, прежде чем возникнет другой импульс высокой интенсивности. Этот запуск импульса высокой интенсивности также может обеспечить повышение эффективности срезания, поскольку импульс высокой интенсивности будет срабатывать при контакте волос с оптическим волноводом 4, максимально увеличивая количество времени, в течение которого световое излучение находится на первом уровне мощности и может проникать в волосы до того, как мощность необходимо уменьшить до второго уровня мощности в соответствии с рабочим циклом.

[0062] Таким образом, предложено усовершенствованное устройство для срезания волос и способ управления, повышающие срок службы оптического волновода, поскольку оптический волновод не нагревается до своей температуры фазового перехода, при этом сохраняется эффективность срезания волос.

[0063] Специалистами в данной области техники могут быть поняты и осуществлены другие вариации раскрытых вариантов осуществления на основе изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а единственное число не исключает множества. Один процессор или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, указанных в формуле изобретения. Тот факт, что определенные признаки перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация данных признаков не может быть использована для получения преимущественного эффекта.

[0064] Никакие ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие ее объем.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для срезания волос на субъекте содержит источник светового излучения для генерации светового излучения на одной или более конкретных длинах волн, соответствующих длинам волн, поглощаемым одним или более хромофорами в волосах или на волосах, режущий элемент, содержащий оптический волновод, соединенный на первом конце с источником светового излучения для приема светового излучения, при этом часть боковой стенки оптического волновода образует режущую поверхность для контакта с волосами, и блок управления, соединенный с источником светового излучения, причем блок управления выполнен с возможностью изменения во время работы мощности светового излучения, генерируемого источником светового излучения, между первым и вторым уровнями мощности, так что при нагреве волоса излучением, выходящим из точки контакта на режущей поверхности и проникающим в волос, температура точки контакта на режущей поверхности поддерживается ниже температуры стеклования оптического волновода, причем первый уровень мощности выше, чем второй уровень мощности. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для срезания волос на субъекте, содержащее:

источник светового излучения для генерации светового излучения на одной или более конкретных длинах волн, соответствующих длинам волн, поглощаемых одним или более хромофорами в волосах или на волосах;

режущий элемент, который содержит оптический волновод, соединенный на первом конце с источником светового излучения для приема светового излучения, при этом часть боковой стенки оптического волновода образует режущую поверхность для осуществления контакта с волосами; и

блок управления, соединенный с источником светового излучения,

причем блок управления выполнен с возможностью изменения во время работы мощности светового излучения, генерируемого источником светового излучения, между первым и вторым уровнями мощности, так что при нагреве волоса световым излучением, выходящим из точки контакта на режущей поверхности и проникающим в волос, температура точки контакта на режущей поверхности поддерживается ниже температуры фазового перехода для оптического волновода, при этом первый уровень мощности выше, чем второй уровень мощности.

2. Устройство для срезания волос по п. 1, в котором блок управления выполнен с возможностью изменения мощности светового излучения, генерируемого источником светового излучения, между первым и вторым уровнями мощности в соответствии с рабочим циклом, основываясь на времени тепловой релаксации (ВТР) оптического волновода.

3. Устройство для срезания волос по п. 1 или 2, в котором блок управления выполнен с возможностью управления источником светового излучения, с тем чтобы генерировать световое излучение на втором уровне мощности в течение по меньшей мере минимального периода времени до управления источником светового излучения для генерации светового излучения на первом уровне мощности,

причем минимальный период времени основан на времени тепловой релаксации (ВТР) оптического волновода.

4. Устройство для срезания волос по п. 3, в котором минимальный период времени составляет от 0,001 миллисекунды (мс) до 10 мс.

5. Устройство для срезания волос по п. 3 или 4, в котором блок управления выполнен с возможностью управления источником светового излучения для генерации светового излучения на первом уровне мощности после генерации светового излучения на втором уровне мощности в течение минимального периода времени.

6. Устройство для срезания волос по п. 3 или 4, в котором блок управления выполнен с возможностью обнаружения контакта волос с оптическим волноводом и управления источником светового излучения для генерации светового излучения на первом уровне мощности при обнаружении контакта волос с оптическим волноводом, при условии генерации светового извлучения на втором уровне мощности по меньшей мере в течение минимального периода времени.

7. Устройство для срезания волос по п. 1 или 2, в котором блок управления выполнен с возможностью обнаружения контакта волос с оптическим волноводом и управления источником светового излучения для генерации светового излучения на первом уровне мощности при обнаружении контакта волос с оптическим волноводом.

8. Устройство для срезания волос по любому из пп. 1-7, в котором блок управления выполнен с возможностью управления источником светового излучения для генерации светового излучения на первом уровне мощности в течение максимального периода времени.

9. Устройство для срезания волос по любому из пп. 1-8, в котором оптический волновод выполнен из стекла или стеклообразного материала, и при этом температура фазового перехода является температурой стеклования материала.

10. Способ управления устройством для срезания волос на теле субъекта, в котором устройство для срезания волос содержит режущий элемент, содержащий оптический волновод, часть боковой стенки которого образует режущую поверхность для контакта с волосами, при этом способ включает:

изменение во время работы мощности светового излучения, генерируемого источником светового излучения и подаваемого в оптический волновод между первым и вторым уровнями мощности, так что при нагреве волоса световым излучением, выходящим из точки контакта на режущей поверхности и проникающим в волос, температура точки контакта на режущей поверхности поддерживается ниже температуры фазового перехода для оптического волновода, причем первый уровень мощности выше, чем второй уровень мощности.

11. Способ по п. 10, в котором этап изменения включает изменение мощности светового излучения, генерируемого источником светового излучения, между первым и вторым уровнями мощности в соответствии с рабочим циклом, основываясь на времени тепловой релаксации (ВТР) оптического волновода.

12. Способ по п. 10 или 11, в котором этап изменения включает генерацию светового излучения на втором уровне мощности в течение по меньшей мере минимального периода времени перед генерацией светового излучения на первом уровне мощности, причем минимальный период времени основан на времени тепловой релаксации (ВТР) оптического волновода.

13. Способ по п. 11, в котором этап изменения включает генерацию светового излучения на первом уровне мощности после генерации светового излучения на втором уровне мощности в течение минимального периода времени.

14. Способ по п. 12, дополнительно включающий следующие этапы:

обнаружение того, находятся ли волосы в контакте с оптическим волноводом; и

генерация светового излучения на первом уровне мощности при обнаружении контакта волос с оптическим волноводом, при условии генерации светового извлучения на втором уровне мощности по меньшей мере в течение минимального периода времени.

15. Способ по п. 10 или 11, дополнительно включающий следующие этапы:

обнаружение того, находятся ли волосы в контакте с оптическим волноводом; и

генерация светового излучения на первом уровне мощности при обнаружении контакта волос с оптическим волноводом.