專利名稱：毛發(fā)減短設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于減短毛發(fā)的設(shè)備。尤其涉及用于減短毛發(fā)的設(shè) 備，該設(shè)備包括激光輻射系統(tǒng)和光學(xué)操作器，其中激光輻射系統(tǒng)構(gòu)造并且配置用于提供聚焦于各個(gè)焦點(diǎn)的多個(gè)激光脈沖，并且包括-激光源，構(gòu)造并且配置用于以具有預(yù)定脈沖時(shí)間的激光脈沖的形式生成激光輻射；以及-光學(xué)系統(tǒng)，構(gòu)造并且配置用于將激光脈沖聚焦到各個(gè)焦點(diǎn)， 其中光學(xué)操作器構(gòu)造并且配置用于將各個(gè)焦點(diǎn)定位在各個(gè)目標(biāo)位置處，其中所生成的激光輻射的功率和焦點(diǎn)的維度使得在各個(gè)焦點(diǎn)，激 光輻射具有的功率密度大于用于毛發(fā)組織的特征閾值，其中在該閾 值之上，在預(yù)定的脈沖時(shí)間，在毛發(fā)組織中出現(xiàn)激光誘導(dǎo)光學(xué)破壞 現(xiàn)象。
背景技術(shù)：
^、、、、，、",、在毛發(fā)中的數(shù)個(gè)相鄰目標(biāo)位置處生成多個(gè)激光脈沖，使得每個(gè)脈沖 產(chǎn)生LIOB現(xiàn)象，其共同地引起毛發(fā)沿著所述線發(fā)生損壞。所述設(shè)備的缺點(diǎn)在于損壞毛發(fā)所需的總能量相對(duì)較大。這不僅 意味著降低能量效率，而且還因此使得激光源及其能量源變得大并 且復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于減短毛發(fā)的具有改進(jìn)能量效率的設(shè)備。利用上述類型的設(shè)備實(shí)現(xiàn)此目的，所述設(shè)備特征在于構(gòu)造并且 配置輻射系統(tǒng)，用于在空間上分開(kāi)的各個(gè)焦點(diǎn)處基本上同時(shí)地提供 至少兩個(gè)激光脈沖。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向空間上分開(kāi)的各個(gè)焦點(diǎn)處基本上同時(shí)地提供至少兩個(gè)激光脈沖，則出現(xiàn)這樣的可能性那些焦點(diǎn)處的 LIOB現(xiàn)象可以協(xié)作。接著，發(fā)現(xiàn)此情況可以降低損壞所需的能量以 及因此減短毛發(fā)所需的能量。提供和使用此類機(jī)械效應(yīng)的協(xié)作是本 發(fā)明的一個(gè)重要方面。當(dāng)然，當(dāng)焦點(diǎn)彼此更為靠近或焦點(diǎn)處的能量 更高等時(shí)，此協(xié)作將具有更大的效果。下面將一并討論所有這些以 及關(guān)于該現(xiàn)象的某些背景。表述"基本上同時(shí)"旨在表示 一 個(gè)焦點(diǎn)處的LIOB現(xiàn)象的機(jī)械效應(yīng) 在時(shí)間上與另一個(gè)焦點(diǎn)處的LIOB現(xiàn)象的積4成效應(yīng)重疊。實(shí)際上，考 慮到時(shí)間尺度和激光源的可能重復(fù)頻率，通常在多數(shù)情況下這將歸 結(jié)為在時(shí)間上重疊的各個(gè)脈沖。優(yōu)選地，同時(shí)提供激光脈沖。通常，當(dāng)焦點(diǎn)處激光束的功率密度超過(guò)作為特定介質(zhì)特征的閾 值時(shí)，在對(duì)于脈沖激光束的波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)是透明或半透明的介質(zhì)中發(fā)生 激光誘導(dǎo)光學(xué)破壞(LIOB)。在該閾值之下，特定介質(zhì)具有對(duì)激光 束的特定波長(zhǎng)相對(duì)較低的線性吸收屬性。在該閾值之上時(shí)，該介質(zhì) 對(duì)激光束的特定波長(zhǎng)具有強(qiáng)的非線性吸收分布，這是介質(zhì)電離和等 離子形成的結(jié)果。此LIOB現(xiàn)象導(dǎo)致多種機(jī)械效果，諸如氣穴現(xiàn)象和 沖擊波的產(chǎn)生，這在環(huán)繞發(fā)生LIOB現(xiàn)象位置的位置處損壞了該介 質(zhì)。為了對(duì)LIOB進(jìn)行更詳細(xì)的描述，對(duì)文獻(xiàn)WO2005/011510,尤其 是第2以及第3頁(yè)進(jìn)行參考。根據(jù)該文獻(xiàn)，可以了解到激光輻射的 優(yōu)選波長(zhǎng)介于大約500 nm和2000 nm之間，更優(yōu)選地介于800 nm 和1300 nm之間，甚至更優(yōu)選地介于1000 nm和1100 nm之間。例 如，NdYAG激光的1064 nm波長(zhǎng)是一種有用的波長(zhǎng)。而且，看來(lái)所 需功率密度的閾值取決于脈沖時(shí)間。技術(shù)人員可以確定此相關(guān)性，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)例如大約10ns數(shù)量級(jí)的脈沖時(shí)間是足夠的。對(duì)于該脈 沖時(shí)間的值，毛發(fā)中焦點(diǎn)處的功率密度的閾值Dh是4x 101' W/cm2的 數(shù)量級(jí)。應(yīng)該指出，該值還取決于毛發(fā)的形狀(圓形橫截面、橢圓 形橫截面等)以及某些其他因素，諸如(線性)吸收。還應(yīng)該指出， 在文獻(xiàn)中，所要求的LIOB閾值的值差異很大，甚至超過(guò)三個(gè)數(shù)量級(jí)。 更精確地來(lái)講，這些值涉及水中的LIOB閾值。對(duì)于本發(fā)明，如由發(fā) 明人發(fā)現(xiàn)的證據(jù)所支持，假設(shè)水中的LIOB閾值基本上對(duì)應(yīng)于皮膚組 織中的LIOB閾值，所述皮膚組織是相當(dāng)含水的組織。盡管在發(fā)現(xiàn)的 LIOB閾值中的差異可以關(guān)聯(lián)到諸如脈沖質(zhì)量以及屬性、測(cè)量技術(shù)等 問(wèn)題，但充分認(rèn)為技術(shù)人員可以發(fā)現(xiàn)激光和光學(xué)系統(tǒng)的適當(dāng)設(shè)置來(lái) 獲取LIOB。關(guān)于本設(shè)備的進(jìn)一步討論不再詳細(xì)描述多個(gè)部分。這具體涉及 圖像(毛發(fā))識(shí)別系統(tǒng)和控制單元，該識(shí)別系統(tǒng)具有設(shè)備殼體中的 光學(xué)窗口 ，控制單元用于基于圖像識(shí)別系統(tǒng)的圖像等控制激光源和 光學(xué)操作器。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在此忽略該圖像識(shí)別系統(tǒng)及其操作和 控制系統(tǒng)的詳細(xì)描述。然而，對(duì)WO-A-00/62700進(jìn)行參考。其中描 述的毛發(fā)去除設(shè)備具有類似的圖像識(shí)別系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，并且其 中詳細(xì)描述了該設(shè)備的操作?；赪O-A-00/62700中的所述描述， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)并且修改任何圖像識(shí)別系統(tǒng)和控制系 統(tǒng)，從而使其適合于本設(shè)備中它們的用途。除了降低能量消耗，本發(fā)明還提供一種優(yōu)勢(shì)，其中單獨(dú)焦點(diǎn)處 的能量減少對(duì)于皮膚更加安全，這使得設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí)具有更大的自由 度。而且，具有連續(xù)脈沖的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備導(dǎo)致剩余的毛發(fā)茬的修剪 邊緣相對(duì)較粗糙，這是不希望的，因?yàn)檫@是出現(xiàn)向內(nèi)生長(zhǎng)毛發(fā)的基 本原因。存在各種方式，以便基本上同時(shí)地提供至少兩個(gè)激光輻射的焦 點(diǎn)。在第一實(shí)施方式中，構(gòu)造并且配置激光源用于基本上同時(shí)地提 供多個(gè)激光束。在此情況下，可以存在多個(gè)激光子源，例如，基本 上同時(shí)控制每個(gè)子源來(lái)發(fā)射激光輻射。這為設(shè)計(jì)提供了最佳的自由度，并且具有的進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)在于，很容易確保所發(fā)射的激光束是彼 此平行發(fā)射的。在另 一 個(gè)特定實(shí)施方式中，該光學(xué)系統(tǒng)包括光束倍增器元件， 該光束倍增器元件構(gòu)造并且配置用于將激光輻射的入射光束倍增為 多個(gè)同時(shí)出射的激光光束。當(dāng)采用單光束激光輻射或少數(shù)這種激光 光束并且將它們倍增為多個(gè)出射激光光束時(shí)，很容易確保將它們同 時(shí)射出。而且，由于僅需要單激光源或少數(shù)激光源，設(shè)備的設(shè)計(jì)相 對(duì)較為簡(jiǎn)單和緊湊。在特定實(shí)施方式中，光學(xué)系統(tǒng)包括光斥冊(cè)。如本領(lǐng)域所公知，才艮 據(jù)不同的光柵級(jí)數(shù)，光柵能夠?qū)⑷肷涔馐殖啥鄠€(gè)光束。作為使用 光柵的替換，例如，可以使用光束分束器、半透明鏡等。所有這些 光學(xué)系統(tǒng)可以提供多個(gè)同時(shí)出射的激光束，根據(jù)這些光學(xué)系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)，所述激光束具有基本相同的功率或具有不同的功率。例如，在 光柵的情況下，考慮到光柵必須處理的功率密度，該光柵優(yōu)選地是 相位光4冊(cè)，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)光柵的透射或反射分布、以及尤其是相 位光柵的厚度分布，可以為出射激光束提供基本相等的功率。這是 現(xiàn)有技術(shù)所公知的。在特定的實(shí)施方式中，光束倍增器元件是可移動(dòng)的，優(yōu)選地是 可旋轉(zhuǎn)或繞軸旋轉(zhuǎn)的。尤其是，光束倍增器元件是可移動(dòng)的，從而 其允許同時(shí)出射的激光束的焦點(diǎn)相對(duì)于將要被減短的毛發(fā)來(lái)正確定 位。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于在基本上垂直延伸到毛發(fā)的軸方向上的 線或平面上提供焦點(diǎn)，這是有利的。這不僅是因?yàn)樯鲜鍪聦?shí)，在該 情況下，還因?yàn)槊l(fā)的直徑或橫截面積最小。這還涉及發(fā)明人觀察 到的現(xiàn)象，該現(xiàn)象涉及優(yōu)選的斷裂的方向。如在附圖的描述中說(shuō)明的，尤其是附圖5a至圖5c，優(yōu)選的毛發(fā)斷裂方向是沿著毛發(fā)的棒或 軸的方向，并且在與其垂直的面上。因此，如果連接相鄰焦點(diǎn)的線 與優(yōu)選的斷裂方向沖突，則在相鄰焦點(diǎn)處獲得LIOB機(jī)械效應(yīng)間協(xié)作 的最大效果。在該情況下，只需要最少的能量來(lái)減短毛發(fā)。提供可 移動(dòng)光束倍增元件是在此類位置處提供焦點(diǎn)的一種方式。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用于沿一個(gè)方向調(diào)整焦點(diǎn)位置，而繞軸運(yùn)動(dòng)沿兩個(gè)方向調(diào)整焦點(diǎn)位 置。應(yīng)該指出，繞軸旋轉(zhuǎn)可以用于例如半透明鏡，但是在光柵的情 況下存在限制，這是因?yàn)楹笳咴O(shè)計(jì)用于特定角度的入射光，通常是 垂直入射光。然而，可以是繞入射光束的方向旋轉(zhuǎn)?？商鎿Q方案可以是光學(xué)操作器的適當(dāng)設(shè)計(jì)。由于光學(xué)操作器的 設(shè)計(jì)始于將各個(gè)焦點(diǎn)定位在各個(gè)目標(biāo)位置處，將希望的功能性合并 到其機(jī)制中是相對(duì)容易的。對(duì)于此類光學(xué)操作器的基本討論，對(duì)WO-A-00/62700進(jìn)行參考。在特定的實(shí)施方式中，同時(shí)焦點(diǎn)的數(shù)量介于2和20之間。盡管 焦點(diǎn)的數(shù)量原則上不受限制，但是發(fā)現(xiàn)介于2和20之間的數(shù)量可以 在焦點(diǎn)處對(duì)LIOB的協(xié)作機(jī)械效應(yīng)產(chǎn)生有益效果，而且防止設(shè)備的復(fù) 雜設(shè)計(jì)。實(shí)際上，焦點(diǎn)的數(shù)量通常等于目標(biāo)位置的數(shù)量，并且也等 于激光脈沖的數(shù)量，在此情況下，這些都是基本上同時(shí)提供的。注 意，不必介意此情況，因?yàn)榧す饷}沖的較大總量中的兩個(gè)或多個(gè)基 本同時(shí)的激光脈沖已經(jīng)可以給出有益效果。例如，提供兩個(gè)或多個(gè) 激光脈沖的脈沖串，只要在這些月永沖串的至少一個(gè)中存在至少兩個(gè) 基本同時(shí)的激光脈沖，這就已經(jīng)是有利的。在特定實(shí)施方式中，光柵能夠針對(duì)每個(gè)入射激光束提供介于2 和20之間的出射激光束。原則上，可以通過(guò)單光柵或組合光柵來(lái)提 供任何希望數(shù)量的激光束。然而，介于2和20之間數(shù)量的出射激光 束看來(lái)是適當(dāng)?shù)模瑥亩拗乒鈻诺膹?fù)雜性。注意，例如通過(guò)覆蓋所 希望數(shù)量的出射激光束，諸如第零階中央光束，可以提供偶數(shù)數(shù)量 的出射激光束。在特定實(shí)施方式中，相鄰?fù)瑫r(shí)焦點(diǎn)之間的距離最多等于焦點(diǎn)處 的激光誘導(dǎo)光學(xué)破壞現(xiàn)象的有效機(jī)械工作距離。這涉及對(duì)焦點(diǎn)處引 起的LIOB現(xiàn)象的協(xié)作機(jī)械效應(yīng)的詳細(xì)描述。認(rèn)為機(jī)械效應(yīng)是毛發(fā)組 織中的激波和/或氣穴現(xiàn)象。這些現(xiàn)象可以引起對(duì)毛發(fā)的損害，這將 最終折斷(break)毛發(fā)。此類激波和/或氣穴現(xiàn)象將在特定距離上對(duì) 毛發(fā)產(chǎn)生損害，這取決于功率密度和脈沖時(shí)間，并且還取決于毛發(fā)的方向(斷裂的優(yōu)選方向)。盡管因?yàn)椴荒芡耆斫庠摍C(jī)制而難以 預(yù)測(cè)有效才幾械工作距離的精確值，但是在實(shí)際中確定該有效機(jī)械工 作距離是相對(duì)容易的。簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)將教導(dǎo)技術(shù)人員針對(duì)所選擇的激 光設(shè)置的有效機(jī)械工作距離的正確值，諸如峰值功率密度、脈沖功 率分布和月永沖時(shí)間以及焦點(diǎn)的數(shù)量。如上所述，可以影響有效枳4成 工作距離的另一個(gè)因素是毛發(fā)的方向。沿著毛發(fā)斷裂的優(yōu)選方向， 該有效機(jī)械工作距離將更大。在下文以及附圖的描述中，還將給出 一些實(shí)驗(yàn)值。尤其是，選擇相鄰焦點(diǎn)之間的所述距離，以便最多等于將要被 減短的毛發(fā)的直徑除以同時(shí)焦點(diǎn)的數(shù)量。因此，通過(guò)以規(guī)則分布提 供同時(shí)焦點(diǎn)，優(yōu)選地是沿著直線，甚至更優(yōu)選地是垂直于毛發(fā)的棒 或軸的方向，從而確保減短毛發(fā)的LIOB的高效率。此^支術(shù)特征將暗示光學(xué)系統(tǒng)的特定設(shè)計(jì)，技術(shù)人員可以容易地確定該i殳計(jì)。注意，在上述情況下，在毛發(fā)中出現(xiàn)了所有焦點(diǎn)。這不是嚴(yán)格必需的，這 將在下文的某些情況中解釋。然而，如果在毛發(fā)中出現(xiàn)所有焦點(diǎn)， 則原則上，其中吸收的所有能量可以用于減短毛發(fā)，這提高了效率。 在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，焦點(diǎn)^:此間具有最大距離，該距離等于平均毛發(fā)直徑，尤其是大約100 jim。注意，這包括了相鄰焦點(diǎn)比最 大距離更加靠近的情況。對(duì)應(yīng)于例如150 pm的對(duì)于最大毛發(fā)直徑的 不同值，當(dāng)然可以選擇不同的最大距離值。后者的值覆蓋了遍及身 體并且甚至遍及人類種族的大部類型的毛發(fā)。在特定實(shí)施方式中，每個(gè)激光脈沖中的能量是這樣的，所述機(jī) 械工作距離介于5和50 pm之間，優(yōu)選地介于10和25 jam之間。在 此情況下，有效機(jī)械工作距離的值是基于優(yōu)選的焦點(diǎn)數(shù)量(即，在2 和20之間)以及人類毛發(fā)的平均直徑(即，100 pm)。當(dāng)然，如果 對(duì)毛發(fā)直徑采用不同的值，諸如150pm或假設(shè)是不同的焦點(diǎn)數(shù)量， 則應(yīng)該相應(yīng)地修改有效機(jī)械工作距離。應(yīng)該指出，在本發(fā)明的描述和權(quán)利要求書(shū)中，根據(jù)所要達(dá)到的 結(jié)果來(lái)定義所需的焦點(diǎn)維度、生成的激光輻射所需的功率和能量以及有效機(jī)械工作距離，即，使得在焦點(diǎn)處，在毛發(fā)組織中發(fā)生LIOB 現(xiàn)象，或者使得所述LIOB現(xiàn)象的機(jī)械效應(yīng)針對(duì)相鄰的焦點(diǎn)而重疊。 然而應(yīng)該指出，對(duì)于具有預(yù)定脈沖時(shí)間和脈沖能量的給定激光源， 以及對(duì)于給定數(shù)量的焦點(diǎn)和給定的毛發(fā)尺寸，技術(shù)人員能夠分別基 于脈沖時(shí)間、脈沖能量，如果需要，還可基于LIOB的特征閾值和脈 沖功率分布、或基于毛發(fā)的幾何狀況以及毛發(fā)中的焦點(diǎn)數(shù)量，來(lái)確定所需的焦點(diǎn)維度。根據(jù)該信息，技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)出適合的光學(xué) 系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)提供需要的焦點(diǎn)維度或所需的或毛發(fā)中焦點(diǎn)的幾 何狀況或模式。對(duì)于技術(shù)人員進(jìn)一步顯而易見(jiàn)的是，如果使用的激提供更高數(shù)量的焦點(diǎn)，則可以對(duì)焦點(diǎn)(模式)進(jìn)行各個(gè)修改。如上 所述，簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)將向技術(shù)人員示出如何進(jìn)行那些修改。為了提供某些數(shù)字和經(jīng)驗(yàn)性結(jié)果，下面將給出多個(gè)特定的值。 特別地，構(gòu)建并且配置該設(shè)備以提供在毛發(fā)中的激光脈沖的所有焦 點(diǎn)處吸收的總能量E,該總能量E低于在已經(jīng)連續(xù)提供所有激光脈 沖的情況下所吸收的相應(yīng)總能量E (pa)。在特定實(shí)施方式中，所述 總能量E比針對(duì)平均人類胡須的4mJ至少小10%,并且優(yōu)選地，針 對(duì)平均人類胡須是大約2 mJ。這些實(shí)施方式示出，由于獨(dú)立焦點(diǎn)的 協(xié)作，本發(fā)明允許更為能量有效地減短毛發(fā)。因?yàn)闇p短或折斷毛發(fā) 的能量取決于各種因素，值得注意的是毛發(fā)的直徑以及脈沖功率分 布、毛發(fā)的線性吸收屬性等，最佳的是實(shí)驗(yàn)性地確定用于各種類型 毛發(fā)的適當(dāng)?shù)闹?。?duì)于直徑大約100 pm的平均人類胡須，現(xiàn)有技術(shù) 設(shè)備折斷毛發(fā)所需的典型能量是大約4 mJ。本設(shè)備允許實(shí)質(zhì)的能量 減少，該減少量至少為10%并且可以高達(dá)50%甚至更大。對(duì)于平均 人類胡須，這是針對(duì)大約2mJ的值考慮的，實(shí)際上介于1.5和3mJ 之間。在特定實(shí)施方式中，以3D模式，優(yōu)選地以四面體模式來(lái)提供同 時(shí)焦點(diǎn)，其延伸或穿過(guò)將要減短的毛發(fā)。通過(guò)提供可以是規(guī)則或不 規(guī)則的3D模式，降低關(guān)于毛發(fā)朝向設(shè)備敏感性。例如，當(dāng)在與毛發(fā)的軸方向呈非常小的角度的平面上提供焦點(diǎn)時(shí)，將產(chǎn)生很難折斷毛 發(fā)的情況。然而，當(dāng)提供焦點(diǎn)的3D模式時(shí)，很容易總是提供與所述方向呈很大角度的焦點(diǎn)平面，優(yōu)選角度是至少60-90。。這確保了總是存在焦點(diǎn)的有效區(qū)域以便折斷毛發(fā)。四面體或四面體的規(guī)則設(shè)置區(qū)域是這樣的焦點(diǎn)的有效3D區(qū)域。在另 一個(gè)特定的實(shí)施方式中，在延伸穿過(guò)將要減短的毛發(fā)的平 面上提供同時(shí)焦點(diǎn)，優(yōu)選地是基本垂直于毛發(fā)的軸方向。如果在平 面上提供焦點(diǎn)，當(dāng)相對(duì)于3D模式時(shí)，可以限制它們的數(shù)量。這樣， 優(yōu)選的是提供這樣的平面，以便所述平面基本上垂直于毛發(fā)的軸方 向延伸。在此上下文中，"基本上垂直"意味著相對(duì)于所述方向"呈至 少60。的角度"，優(yōu)選的是"呈90。"角度。不排除其他方向，但是可能 需要更多焦點(diǎn)，并且因此具有較低的能量有效性。還要指出，平面 不必是完全平滑或水平的，盡管這種非平滑平面也可以認(rèn)為是3D模 式。在特定實(shí)施方式中，以三角模式提供同時(shí)焦點(diǎn)，優(yōu)選地是以等 邊模式。類似于上文關(guān)于四面體的討論，三角模式以及優(yōu)選地是等 邊三角模式提供了有效的2D模式，從而確保關(guān)于毛發(fā)朝向的低敏感度。在特定實(shí)施方式中，在延伸穿過(guò)將要減短的毛發(fā)的線上提供同 時(shí)焦點(diǎn)，優(yōu)選地基本上垂直于毛發(fā)軸的方向。這里的線不必是直線， 盡管非直線也可以考慮為2D或3D模式。而且，表述"基本上垂直 地，，具有與上述平面情況下相同的含義。優(yōu)選地，該線延伸穿過(guò)將要減短的毛發(fā)的中心。這確保了修剪全部毛發(fā)所需的能量的量最少。 "穿過(guò)毛發(fā)的中心"包括以下情況，其中該線到毛發(fā)的中心具有不大 于15pm的距離，優(yōu)選地具有不大于5 |Lim的距離。然而注意，毛發(fā) 的中心或髓心(medulla)本身主要是具有機(jī)械屬性的柔軟的、脂肪 狀組織，這些機(jī)械屬性不太適于生成以及傳遞伴隨LIOB的機(jī)械效 應(yīng)，即，所述屬性不適于減短毛發(fā)。因此，在髓心內(nèi)提供焦點(diǎn)有效 性4交4氐，并且優(yōu)選地應(yīng)該防止此情況。出于此原因，可以相應(yīng)地調(diào)整毛發(fā)中焦點(diǎn)的模式，諸如僅在髓心的外部。然而注意，并非每個(gè) 毛發(fā)都具有髓心。也可以向髓心中的任何焦點(diǎn)提供更多能量，從而 對(duì)髓心內(nèi)部的LIOB的較低效率進(jìn)行補(bǔ)償?？梢岳缬晒鈻呕蚱渌?學(xué)元件的適合設(shè)計(jì)來(lái)提供針對(duì)中心焦點(diǎn)的這種增加的能量。在特定實(shí)施方式中，在激光脈沖期間，在焦點(diǎn)中選擇這樣峰值功率密度，使得所述峰值功率密度至少等于毛發(fā)組織的特征閾值Dh， 但是在皮膚組織的特征閾值Ds之下，其中在特征閾值Dh之上，在 預(yù)定的脈沖時(shí)間，在毛發(fā)組織中發(fā)生激光誘導(dǎo)光學(xué)破壞現(xiàn)象，而在 該閾值Ds之上，在預(yù)定的脈沖時(shí)間，在皮膚組織中發(fā)生激光誘導(dǎo)光 學(xué)破壞現(xiàn)象。通過(guò)選擇處于閾值Dh之上的峰值功率密度，則可以在 毛發(fā)中產(chǎn)生LIOB現(xiàn)象。然而，由于選擇的峰值功率密度還低于皮膚 組織的值Ds，則在皮膚中不產(chǎn)生LIOB現(xiàn)象。因此，在皮膚中將不 會(huì)引起負(fù)面的機(jī)械效應(yīng)。這將防止疼痛和其他的不適，并且實(shí)質(zhì)上 更加安全。在此實(shí)施方式中，利用了閾值Ds高于闊值Dh的事實(shí)。特別地，所述峰值功率密度介于Ds的60%和95%之間，優(yōu)選 地是介于Ds的70%和85%之間。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，Ds的60。/。是有 用的最低峰值功率密度，盡管在某些情況下，可以使用更低的值。 而且，證明Ds的95%是足夠安全的最高峰值功率密度的值。優(yōu)選地， 為了保證基本所有皮膚和毛發(fā)類型的安全，選擇峰值功率密度介于 Ds的70%和85%之間。在此范圍中，在大部分類型的毛發(fā)中可靠地 產(chǎn)生LIOB,而在大部分類型的皮膚組織中可靠地防止LIOB。在特定實(shí)施方式中，所述峰值功率密度介于4xl011 W/cm2和 7.5xlO"W/cm2之間，4尤選:t也介于5.5x1011 W/cm2和7xlO"W/cm2之 間。注意，上述值也依賴于脈沖時(shí)問(wèn)。通常，脈沖時(shí)間越短，需要 的峰值功率密度越高。給定的值保持介于大于1和20ns之間的脈沖 時(shí)間，尤其是保持8-10ns的值。技術(shù)人員可以將峰值功率密度值調(diào) 整為對(duì)應(yīng)于不同脈沖時(shí)間的值，而不會(huì)遇到困難。發(fā)明人已經(jīng)確定的這些值分別對(duì)應(yīng)于Ds的60%至95%、以及 Ds的70-85 %的上述范圍。在此，發(fā)明人確定的值Ds大約是8xl0"W/cm2。如上所述，在如由各種研究組確定的水中的LIOB閾值的值 與假設(shè)基本對(duì)應(yīng)于Ds值的本發(fā)明的值之間存在著巨大的差異。然而 應(yīng)該注意，峰值功率密度和D s值之間比例的指示范圍原則上獨(dú)立于 實(shí)際測(cè)量的Ds值。這利用了以下事實(shí)，不論因素如何影響Ds的測(cè) 量，這也將以類似的方式影響Dh的測(cè)量。在特定實(shí)施方式中，脈沖的功率密度的時(shí)間分布是這樣的，在 脈沖開(kāi)始小于脈沖持續(xù)時(shí)間的 一半的時(shí)間間隔之后，優(yōu)選地是在小 于脈沖持續(xù)時(shí)間的25 %的時(shí)間間隔之后，達(dá)到峰值功率密度以及優(yōu) 選地是達(dá)到所述閾值Dh。此步驟提供具有特定時(shí)間分布的功率密度， 有時(shí)將此步驟稱作"脈沖整形"或"脈沖工程"。通常，原理本身對(duì)于激 光技術(shù)或電子工程領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的。在脈沖整形中可以使 用的技術(shù)示例是激光源的慢Q切換。技術(shù)人員將容易發(fā)現(xiàn)其他示例。脈沖整形的效果是較大部分能量耦合到等離子。這是因?yàn)橐韵?事實(shí)，在LIOB中光能(基本上)僅由等離子吸收，這依次由光能的 足夠高的功率密度(即，閾值)的出現(xiàn)生成。如果脈沖是對(duì)稱的， 并且峰值功率密度等于該閾值，則將在等離子中吸收大約一半的脈 沖能量。換言之，除了線性吸收，剩余的一半能量將被組織傳輸而 不吸收。通過(guò)對(duì)脈沖進(jìn)行整形，使得功率密度較早地達(dá)到閾值，即 在脈沖持續(xù)時(shí)間的 一 半之前，等離子可以吸收較大部分脈沖能量。 通過(guò)選擇大于閾值的峰值功率密度當(dāng)然引起以上情況。然而，由于 已經(jīng)提及的上述原因，盡管不排除，但是將峰值功率密度增加至皮 膚組織的閾值Ds之上的值，這是不利的。通過(guò)適當(dāng)?shù)拿}沖整形，可 以快速將功率密度增加到或超過(guò)值Dh并且隨后在相對(duì)高的電平上 將脈沖保持相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間，從而在產(chǎn)生LIOB的等離子之前的時(shí)間期 間幾乎沒(méi)有能量損失。原則上，優(yōu)選的是盡可能陡峭的功率密度斜 率。然而，在一半脈沖持續(xù)時(shí)間之前達(dá)到閾值Dh的脈沖形狀是有利 的，優(yōu)選的是在至少脈沖持續(xù)時(shí)間的25%之前。在另一個(gè)特定實(shí)施方式中，功率密度的時(shí)間分布是這樣的，在 達(dá)到峰值功率密度之后，將脈沖中能量的50%,優(yōu)選的是大于70%的能量傳遞到焦點(diǎn)。此實(shí)施方式考慮了以下事實(shí)，脈沖中的能量?jī)H 可以由等離子吸收。換言之，僅在等離子出現(xiàn)期間，才可能吸收光 能。然而，由于生成的離子化粒子的重新結(jié)合，等離子具有非常短 的壽命。在等離子壽命期間沒(méi)有增加能量的情況下，等離子的平均 半衰期(重新結(jié)合時(shí)間)是幾個(gè)ns。因此，如果在脈沖中，功率密度在非常短的時(shí)間內(nèi)將達(dá)到閾值Dh，其后功率密度下降到比此閾值低得多的值，則這種情況優(yōu)勢(shì)較小，因?yàn)樵诖饲闆r下，大部分等離 子將重新結(jié)合，并且因此很快消失。這將剝奪等離子吸收剩余脈沖中的能量的可能性。因此，在已經(jīng)達(dá)到閾值Dh之后，脈沖中的功率 密度有利地保持在相對(duì)高的電平，例如，至少為Dh的75%。所有 這些取決于等離子的特定屬性，這依次取決于(峰值)功率密度等。 然而，對(duì)脈沖有用的功率密度分布可以容易地通過(guò)實(shí)^r確定。


才艮據(jù)下文描述的實(shí)施方式，本發(fā)明的這些和其他方面將變得顯 而易見(jiàn)，并且將參考下文描述的實(shí)施方式來(lái)闡明本發(fā)明的這些和其 他方面。在附圖中圖1圖示性地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施方式； 圖2圖示性地示出了由根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備來(lái)減短的毛發(fā)的橫截 面視圖；圖3a、圖3b示出了常規(guī)高斯脈沖(圖3a)和工程處理的脈沖(圖 3b)的峰值脈沖功率的時(shí)間分布；圖4圖示性地示出了由根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施方式來(lái) 減短的毛發(fā)的橫截面視圖；以及圖5a、圖5b和圖5c示出了在三個(gè)不同量的總供應(yīng)能量的情況 下的毛發(fā)的典型損害模式。
具體實(shí)施方式
圖1圖示性地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施方式。 該設(shè)備包括具有發(fā)射激光束3的激光源2的殼體1,該激光束3(可選地)由可選的固定鏡4反射并且通過(guò)光學(xué)聚焦元件5和光束 倍增器元件6,來(lái)將激光束轉(zhuǎn)換為多個(gè)聚焦的激光束7(僅示出 一個(gè))。 多個(gè)聚焦的激光束7由鏡8反射，該鏡8繞軸9可移動(dòng)。多個(gè)聚焦 的激光束中的每一個(gè)形成焦點(diǎn)IO，并且穿過(guò)光學(xué)窗口 11離開(kāi)殼體1。 參考數(shù)字12表示CCD照相機(jī)，該CCD照相機(jī)連接到控制單元 13,該控制單元13也連4妄到激光源2和4竟8。而且，參考數(shù)字18表示皮膚，皮膚具有許多毛發(fā)20。 殼體1可以是適合該部分的任何類型的殼體。該殼體可以由任 何希望的材料及其組合制成，諸如金屬或塑料。尤其是對(duì)于消費(fèi)者 的使用，它可以具有普通電動(dòng)剃須刀的形狀，然而也不排除其他形 狀。激光源2原則上可以是以大約介于500 nm和1500 nm之間的所 希望的波長(zhǎng)區(qū)域發(fā)射的任何所希望的激光源。特別地，它包括發(fā)射 1064 nm激光的NdYAG激光器或其他合適的固體激光器、或不同類 型的激光器。優(yōu)選地但并非限制地，該激光器是能夠發(fā)射具有大約 0.1 ns-100ps周期的脈沖的脈沖激光器。功率密度優(yōu)選地是這樣的， 在這樣的周期中，所發(fā)射的激光束能夠在毛發(fā)中開(kāi)始LIOB。因?yàn)榉?值功率密度強(qiáng)烈取決于聚焦光學(xué)器件，它不可能使得嚴(yán)格的功率標(biāo) 準(zhǔn)基于這種條件。然而，為了修剪毛發(fā)，聚焦的激光束優(yōu)選地能夠 在對(duì)于平均毛發(fā)相同的周期中提供數(shù)個(gè)mJ。修剪毛發(fā)所需的總能量 取決于毛發(fā)的直徑，但是假設(shè)在100 (is期間的聚焦激光光束中的1 mJ的較低功率限制是安全的。注意，在該時(shí)間周期期間，功率密度 不必是恒定的。如上所述，脈沖整形是有利的。未示出激光源2的功率源。該功率源可以是任何類型的功率源， 諸如電池或外部連接，諸如電力系統(tǒng)功率等。還可能提供如外部源 的激光源2，諸如分開(kāi)的激光器單元，例如，美容院等中用于重型應(yīng) 用。在此情況下，發(fā)射的激光束可以借助于光纖耦合、鏡等，來(lái)耦合到設(shè)備中。在本設(shè)備中，激光源2發(fā)射由固定鏡4反射的激光束3。原則上， 該鏡4是可選的，并且這里僅用于將激光束3瞄準(zhǔn)可移動(dòng)鏡8。在其 他情況下，隨著激光源的不同設(shè)置，可以將其忽略。光學(xué)聚焦元件5例如是透鏡，其優(yōu)選地具有高損害閾值并且最 適宜與聚焦屬性和透射相關(guān)聯(lián)的激光波長(zhǎng)?？紤]到相當(dāng)高的功率密 度，后者的條件適用于設(shè)備的所有光學(xué)部分。注意，還可以將可選 的鏡4和光學(xué)元件5合并為一個(gè)光學(xué)元件，諸如聚焦鏡。在此情況下，光束倍增器元件6是相位光柵，即由透射材料制 成的光柵，并且具有貫穿其寬度變化的厚度。由于穿過(guò)該材料的額 外路徑長(zhǎng)度引起的相位差異，干涉效應(yīng)確保了入射的單激光束變?yōu)?多個(gè)子光束。通過(guò)對(duì)相位光柵適當(dāng)?shù)卣危梢蕴峁┚哂谢旧舷?等功率(密度)的每個(gè)子光束，盡管這不是嚴(yán)格必需的。子光束的 數(shù)量還取決于相位光柵的實(shí)際形狀?？商鎿Q地，還可以使用半透鏡、 光學(xué)分束器等來(lái)獲取多個(gè)子光束。在相位光柵以及其他光束倍增器的情況下，有利的是將子光束 重定向使其沿所希望方向傳播，從而能夠?qū)⒆庸馐退鼈兊慕裹c(diǎn)瞄 準(zhǔn)將要減短的毛發(fā)。為此目的，可以在光束倍增器元件6后提供額 外的光學(xué)元件(未示出)，諸如透鏡或多個(gè)透鏡、或一個(gè)或多個(gè)鏡。 盡管不是嚴(yán)格必需的，優(yōu)選的方向是平行方向。在光束倍增器元件6 后還可以提供合適的聚焦元件5,以便可以將子光束重定向動(dòng)作和聚 焦動(dòng)作合并到一個(gè)元件中、或i殳備的至少一組部分中?？蛇x地，光束倍增器元件6是可移動(dòng)的，例如，繞光束倍增器 軸(未示出)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且然后連接到控制單元以控制運(yùn)動(dòng)。此實(shí)施 方式是有用的，從而能夠減短相對(duì)于聚焦子光束以不希望的角度呈 現(xiàn)的毛發(fā)。將諸如相位光柵之類的元件6進(jìn)行移動(dòng)(諸如，旋轉(zhuǎn))， 從而可以在相對(duì)于毛發(fā)20的適合角度處定位對(duì)應(yīng)于聚焦子光束的焦 點(diǎn)10。注意，還可以通過(guò)其他方式纟丸行此焦點(diǎn)定位動(dòng)作，諸如通過(guò) 適當(dāng)?shù)囟ㄎ豢梢苿?dòng)鏡8，這將在下文描述，或者借助于恰好位于光學(xué)窗口 ll之前的額外的光學(xué)元件(未示出)來(lái)執(zhí)行。可移動(dòng)鏡8借助于一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器(未示出)可繞軸9移動(dòng)。這使得聚焦的(子)光束能夠瞄準(zhǔn)相對(duì)于設(shè)備的希望的位置，或者換言之，以便選擇將要減短的毛發(fā)。注意，例如如果希望在x-方向 和y-方向上簡(jiǎn)化控制，還可以使用兩個(gè)或多個(gè)分開(kāi)的鏡來(lái)代替單鏡 8。因此，鏡8或更精確的是致動(dòng)器連接到控制單元13用于受控的 鏡運(yùn)動(dòng)。這可以是適合的微計(jì)算機(jī)或其他電路。為了使能控制，該設(shè)備還包括圖像識(shí)別系統(tǒng)，諸如，例如在 WO-A-00/62700中公開(kāi)的"瞄準(zhǔn)和射擊"設(shè)備，尤其是毛發(fā)識(shí)別系統(tǒng) 和系統(tǒng)部分，其將(子)光束指向?qū)⒁獪p短的毛發(fā)的所希望部分。 在當(dāng)前情況下，所述系統(tǒng)包4舌CCD照相才幾12以及例如控制單元13 中的毛發(fā)識(shí)別軟件，用于評(píng)估具有毛發(fā)20的皮膚18的圖像。如果 希望或需要，技術(shù)人員能夠?qū)⒋祟悎D像識(shí)別和控制系統(tǒng)調(diào)整至他的 需要?？刂葡到y(tǒng)也連接到激光源用于對(duì)其進(jìn)行控制。注意，例如如 果激光束利用焦點(diǎn)處的峰值功率水平掃描整個(gè)皮膚，該峰值功率在 毛發(fā)中而不是在皮膚中引起LIOB,則可以忽略圖像識(shí)別系統(tǒng)。然而， 考慮到能量效率以及防止可能的皮膚刺激等，具有毛發(fā)識(shí)別系統(tǒng)的 實(shí)施方式是有利的。CCD照相機(jī)12的可替換方案是基于CMOS的照相機(jī)等。視場(chǎng) (field of view )將類似于聚焦的光束及其焦點(diǎn)IO的出口區(qū)域，并且 可以是光學(xué)窗口 ll的部分，所述聚焦的光束通過(guò)視場(chǎng)離開(kāi)設(shè)備。該 光學(xué)窗口可以僅僅是在本設(shè)備的殼體1中的開(kāi)口，或可以由光學(xué)透明的材料制成。優(yōu)選地，該材料能夠承受高功率密度，并且因此具 有對(duì)所使用波長(zhǎng)的高透射性。有利地，光學(xué)窗口 11由諸如藍(lán)寶石之 類的材料制成，這種材料具有有效的熱傳導(dǎo)系數(shù)，并且因此能夠有 效地冷卻皮膚。諸如各種類型的玻璃之類的其他材料也是可能的。例如在對(duì)男性胡須進(jìn)行剃須的操作中，將該設(shè)備作為 一個(gè)整體 跨過(guò)皮膚移動(dòng)。CCD照相機(jī)12將拍攝皮膚的圖像?？刂茊卧?3將評(píng)估該圖像，并且確定將要減短的毛發(fā)20的位置。然后，該控制單元控制鏡8的位置并且激活激光源2,以便聚焦的子光束的焦點(diǎn)10 將瞄準(zhǔn)所述毛發(fā)20,從而使那些焦點(diǎn)〗0處的LIOB相關(guān)現(xiàn)象折斷毛 發(fā)20。用于循環(huán)的實(shí)際頻率是大約100Hz,所述循環(huán)包括毛發(fā)的識(shí) 別、移動(dòng)鏡8以及其他可能的元件(諸如，相位光柵6)、以及激活 激光源2。當(dāng)然，此數(shù)字強(qiáng)烈地取決于設(shè)備跨過(guò)皮膚移動(dòng)的速率、毛 發(fā)密度、控制單元13的速度等，并且因此不應(yīng)該認(rèn)為限制本發(fā)明。 然而，隨著所述Hz的循環(huán)頻率，在大約2分鐘內(nèi)可以剃掉平均具有 大于12,000根毛發(fā)的男性胡須。圖2圖示性地示出了由根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備減短的毛發(fā)的橫截面 視圖。毛發(fā)20具有中心部分或髓心22。存在來(lái)自七個(gè)聚焦的激光束 16-1至16-7的七個(gè)焦點(diǎn)10-1至10-7。焦點(diǎn)10的數(shù)量不限于七個(gè)，而原則上可以是任何復(fù)數(shù)，諸如2、 3等。激光束由此以及焦點(diǎn)IO基本上是同時(shí)提供的。即，此時(shí)多個(gè) 焦點(diǎn)10中的至少兩個(gè)的LIOB現(xiàn)象的機(jī)械效應(yīng)彼此重疊。示出的焦點(diǎn)IO位于基本上平直的線上。然而，也可能將焦點(diǎn)定 位在折線或不規(guī)則的線上。事實(shí)上，還可以以2D或3D模式提供焦 點(diǎn)10,其可以是規(guī)則或不規(guī)則的。相對(duì)于毛發(fā)良好定位的直線優(yōu)勢(shì) 如下，相比于各自具有等能量密度的其他焦點(diǎn)模式，只需要最少的 焦點(diǎn)數(shù)量。有用的2D模式可以是等邊三角形的形狀(在此未示出)，因?yàn)?這樣的模式對(duì)光束相對(duì)于毛發(fā)20的角度定位相當(dāng)不敏感。事實(shí)上， 在橫截毛發(fā)20的平面上具有焦點(diǎn)10的任何2D模式，其對(duì)于角度朝 向比直線更加不敏感。當(dāng)然，在大部分情況下，能量效率在某種程 度上更小，這是因?yàn)榻裹c(diǎn)IO之間的平均距離增加，或者它們的絕對(duì) 數(shù)量或每個(gè)能量，或這些因素的組合。如上所述，對(duì)于3D模式的考 慮類似，其中二等邊的四面體是一個(gè)示例(未示出)。圖3a、圖3b示出了常規(guī)高斯脈沖(圖3a)和工程脈沖(圖3b ) 的峰值脈沖功率的時(shí)間分布。圖3a示出了常規(guī)高斯脈沖及其在焦點(diǎn)處的功率傳遞。峰值功率 平滑地增加至閾值Dh,其中毛發(fā)中的LIOB現(xiàn)象開(kāi)始并且持續(xù)增加 至其峰值，優(yōu)選地，峰值功率應(yīng)該保持低于皮膚中的LIOB閾值Ds。 注意，當(dāng)確定在毛發(fā)中出現(xiàn)所有焦點(diǎn)時(shí)，或者如果在皮膚中允許 LIOB時(shí)，例如如果皮膚中的LIOB現(xiàn)象的數(shù)量非常低時(shí)，則這不必 介意此情況。由于峰值脈沖功率僅稍;微高于Dh,并且該脈沖在時(shí)間 上是對(duì)稱的，則僅大約一半的可用能量可以耦合到等離子，這僅在 時(shí)間tl (即，第一次達(dá)到閾值的時(shí)間)之后存在。事實(shí)上，能量?jī)H 可以在所述等離子存在時(shí)耦合到等離子。在tl時(shí)，即達(dá)到LIOB閾 值的時(shí)間形成等離子，并且存在直到t3 = t2 + tr,即直到在時(shí)間t2 之后等離子重新結(jié)合的時(shí)間tr,即當(dāng)能量密度下降到所述閾值之下 時(shí)。盡管所述重新結(jié)合時(shí)間取決于多個(gè)因素，諸如峰值等離子粒子 密度，并且事實(shí)上還取決于耦合到等離子的能量的量和密度，平均 重新結(jié)合時(shí)間tr大約是幾個(gè)ns ( 1-10 ns)。圖3b示出了具有"工程"功率密度分布的脈沖。功率密度快速增 加直到時(shí)間t4,其增加到高于毛發(fā)中LIOB閾值的值，但是仍然低于 皮膚中LIOB的閾值，同樣，這不是嚴(yán)格必需的。此后，直到時(shí)間t5 =t4 + tr，可以將能量提供給等離子。因?yàn)楝F(xiàn)在在脈沖的第一相位期 間僅損失了很少能量，即在達(dá)到閣值Dh之前，能量效率幾乎加倍。 這里應(yīng)該注意，這是非常理論性的問(wèn)題，因?yàn)榇嬖谠诘入x子行為起 作用的多個(gè)功率密度，諸如初始多光子效應(yīng)閾值，在該閾值處能夠 出現(xiàn)等離子等。因?yàn)檫@些值更加難以測(cè)量，本應(yīng)用的這些閾值的相 關(guān)性僅是有限的。此類脈沖整形的技術(shù)對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的?？梢詤⒖技?光的慢Q切換等。應(yīng)該注意，可以才艮據(jù)例如脈沖時(shí)間t—pulse和等離 子重新結(jié)合時(shí)間tr的比例等來(lái)優(yōu)化所述的脈沖工程。例如，如果 t—pulse比tr長(zhǎng)很多，則重要的是在達(dá)到LIOB閾值Dh的時(shí)間之后緊 接著的周期中提供盡可能多的能量。相反，如果tr比t—pulse長(zhǎng)很多， 則看來(lái)幾乎是不相關(guān)的。由于實(shí)際情況，雖然tr和tj)ulse的非限制值分別是2ns和10ns，但是可以4艮好地證明值得進(jìn)4亍脈沖調(diào)節(jié)。圖4圖示性地示出了方法的另一個(gè)實(shí)施方式。在這里，示出了 毛發(fā)20,并且存在超過(guò)200 |im長(zhǎng)度的11個(gè)焦點(diǎn)10-1到10-11。不 應(yīng)該限制所構(gòu)造的焦點(diǎn)和長(zhǎng)度的數(shù)量(將在下文解釋)。遍及身體不同部分的毛發(fā)直徑有所變化，并且直徑取決于毛發(fā) 的不同類型。例如，胡須比前額上的汗毛更粗。盡管可能偶然發(fā)現(xiàn) 更粗的毛發(fā)，人類毛發(fā)的最大直徑大約是120-150 nm。根據(jù)本發(fā)明 的設(shè)備，當(dāng)然可以建立關(guān)于毛發(fā)直徑的反饋，并且相應(yīng)調(diào)整焦點(diǎn)的 位置。然而，這需要考慮時(shí)間和計(jì)算功率的量。現(xiàn)在，通過(guò)提供超 過(guò)例如120-150 )im長(zhǎng)度的一行焦點(diǎn)10,并且焦點(diǎn)10中的峰值功率 密度介于毛發(fā)中的LIOPB闞值Dh和皮膚中的LIOPB閾值Ds之間， 則針對(duì)所有毛發(fā)使用一個(gè)設(shè)置。畢竟，如果多個(gè)焦點(diǎn)都落在毛發(fā)之 外，實(shí)際上將損失用于減短的動(dòng)作的能量，但是另一方面，功率密 度沒(méi)有高到足以引起LIOB，并且因此在皮膚中出現(xiàn)損害和疼痛。而 且，仍然存在足夠的能量來(lái)減短較細(xì)的毛發(fā)，這是因?yàn)楣?yīng)的能量 的量隨毛發(fā)中焦點(diǎn)數(shù)量而大致線性地降低，而所需的能量大致隨著 直徑的平方降低或至少比線性地降低更快。而且，通過(guò)提供超過(guò)甚至大于所述120-150 pm (諸如，上述 200 pm)的長(zhǎng)度的焦點(diǎn)，也可能在沒(méi)有非常精確地定位焦點(diǎn)的情況 下減短最粗的毛發(fā)。以此方式，可以考慮定位焦點(diǎn)中或毛發(fā)識(shí)別系 統(tǒng)中的錯(cuò)誤。在操作中，這整體改善了設(shè)備的速度。圖5a、圖5b和圖5c在縱向剖面圖中示出了在三個(gè)不同量的總供應(yīng)能量的情況下的典型毛發(fā)損害模式。在每種情況下，使用三個(gè) 焦點(diǎn)，并且使用平均直徑100 pm的毛發(fā)，對(duì)于此情況，假設(shè)將需要2mJ來(lái)修剪毛發(fā)。而且，焦點(diǎn)位于與毛發(fā)縱向呈大約45。角的線上， 從而能夠顯示特定的斷裂行為。當(dāng)焦點(diǎn)位于垂直于毛發(fā)縱方向的線 上時(shí)，斷裂行為不可見(jiàn)，或至少較小程度上是不可見(jiàn)的。圖5a示出了其中提供給焦點(diǎn)的能量很低的情況，比如，總能量 為0.5 mJ的情況。毛發(fā)沒(méi)有折斷，盡管斷裂的短線和斷裂的小表面形式的損害是可見(jiàn)的，這樣看來(lái)，以上兩者作為短線是可見(jiàn)的，即， 分別是針對(duì)每個(gè)焦點(diǎn)的兩條水平線和兩條豎直線。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，存在 損害毛發(fā)的優(yōu)選方向，即，斷裂發(fā)生在平行于毛發(fā)的軸的方向，并 且發(fā)生在垂直于該方向的平面。圖5b示出了其中每個(gè)焦點(diǎn)處的能量剛好足夠折斷整個(gè)毛發(fā)的情 況。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在此情況下，環(huán)繞焦點(diǎn)的斷裂的單獨(dú)小區(qū)域沿其間的斷裂線而相互連接。換言之，示出了單獨(dú)焦點(diǎn)中LIOB機(jī)械效應(yīng)之間一種協(xié)作的清楚的可視痕跡。事實(shí)上，即使焦點(diǎn)位于相同的目標(biāo) 位置，此情況下所需的總能量減少，比在時(shí)間上分別提供脈沖的情況下的總能量降低高達(dá)50% 。當(dāng)然，當(dāng)焦點(diǎn)位于斷裂的優(yōu)選平面中 的線上、由此焦點(diǎn)間距離最短時(shí)，此能量最低。圖5c示出了類似于圖5b中的情況，但是單獨(dú)焦點(diǎn)中的能量稍高。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，甚至僅在圖5b的水平之上稍微增加能量，也將抑制 (suppress )斷裂的優(yōu)選方向，并且毛發(fā)僅在穿過(guò)焦點(diǎn)的平面上折斷。 相比較于圖5b的情況中的類似階梯的表面，結(jié)果是非常平滑的斷裂 表面。斷裂表面的這種平滑度是由于基本上同時(shí)產(chǎn)生的LIOB脈沖的 協(xié)作機(jī)械效應(yīng)的增加值的另 一個(gè)證據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種用于減短毛發(fā)(20)的設(shè)備，包括激光輻射系統(tǒng)和光學(xué)操作器，其中所述激光輻射系統(tǒng)構(gòu)造并且配置用于提供聚焦于各個(gè)焦點(diǎn)(10)的多個(gè)激光脈沖，并且包括-激光源(2)，構(gòu)造并且配置用于以具有預(yù)定的脈沖時(shí)間的激光脈沖的形式來(lái)生成激光輻射(3)；以及-光學(xué)系統(tǒng)，構(gòu)造并且配置用于將所述激光脈沖聚焦至各個(gè)焦點(diǎn)，其中所述光學(xué)操作器(8，9)構(gòu)造并且配置用于將所述各個(gè)焦點(diǎn)(10)定位在各個(gè)目標(biāo)位置中，其中所述生成的激光輻射(3)的功率和所述焦點(diǎn)(10)的維度使得在所述各個(gè)焦點(diǎn)處，所述激光輻射具有大于用于毛發(fā)組織的特征閾值的功率密度，其中在所述閾值之上，在所述預(yù)定的脈沖時(shí)間，在所述毛發(fā)組織中出現(xiàn)激光誘導(dǎo)光學(xué)破壞現(xiàn)象，特征在于，所述輻射系統(tǒng)構(gòu)造并且配置用于在空間上分開(kāi)的各個(gè)焦點(diǎn)(10)處基本上同時(shí)地提供至少兩個(gè)激光脈沖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述激光源(2)構(gòu)造并且 配置用于基本上同時(shí)地提供多個(gè)激光束(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括光束倍 增器元件(6),所述光束倍增器元件(6)構(gòu)造并且配置用于將激 光輻射的入射光束(3)倍增為多個(gè)同時(shí)出射的激光束。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括光柵 (6)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述光束倍增器元件(6) 是可移動(dòng)的，優(yōu)選的是可旋轉(zhuǎn)的或可繞軸旋轉(zhuǎn)的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中同時(shí)焦點(diǎn)(10)的數(shù)量介 于2和20之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中相鄰?fù)瑫r(shí)焦點(diǎn)(10)之間的距離最多等于在所述焦點(diǎn)處的所述激光誘導(dǎo)光學(xué)破壞現(xiàn)象的有效 才幾械工作距離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中選擇所述距離最多等于將 要減短的毛發(fā)(20)的直徑除以同時(shí)焦點(diǎn)的數(shù)量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中每個(gè)激光脈沖中的能量使 得所述距離介于5和50 pm之間，優(yōu)選地介于10和25 jam之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中以3D模式提供所述同時(shí) 焦點(diǎn)(10),優(yōu)選的是延伸穿過(guò)將要減短的毛發(fā)(20)的四面體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中在延伸穿過(guò)將要減短的毛 發(fā)(20)的平面中提供所述同時(shí)焦點(diǎn)(10),所述平面優(yōu)選地是基 本垂直于所述毛發(fā)的軸的方向。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中以三角模式提供所述同時(shí) 焦點(diǎn)(10),優(yōu)選的是等邊三角模式。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中在延伸穿過(guò)將要減短的毛 發(fā)(20)的線上提供所述同時(shí)焦點(diǎn)(10),所述線優(yōu)選地是基本上 垂直于所述毛發(fā)的軸的方向。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中選擇激光脈沖期間焦點(diǎn)(10)上的峰值功率密度，使得至少等于用于毛發(fā)組織的特征閾值 Dh、但是低于用于皮膚組織的特征閾值Ds,其中在所述閾值Dh之 上，在所述預(yù)定的脈沖時(shí)間，在所述毛發(fā)組織中出現(xiàn)激光誘導(dǎo)光學(xué) 破壞現(xiàn)象，而在所述閾值Ds之上，在所述預(yù)定的脈〉中時(shí)間，在所述 皮膚組織中出現(xiàn)激光誘導(dǎo)光學(xué)破壞現(xiàn)象。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述峰值功率密度介于 Ds的60 %和95 %之間，優(yōu)選地介于Ds的70 %和80 %之間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述峰值功率密度介于 4xl0" W/cm2和7.5 x 1011 W/cm2之間，優(yōu)選地介于5.5 x 10" W/cm2 和7x 10" W/cm2之間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述脈沖的所述功率密度的時(shí)間分布使得在所述脈沖啟動(dòng)之后小于所述脈沖持續(xù)時(shí)間的一半的時(shí)間間隔，優(yōu)選地是在小于所述脈沖持續(xù)時(shí)間的25%的時(shí)間間 隔之后，達(dá)到所述峰值功率密度以及優(yōu)選地達(dá)到所述閾值Dh。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述功率密度的時(shí)間分 布使得在達(dá)到所述峰值功率密度之后，傳遞所述脈沖中大于50%， 優(yōu)選地大于70%的能量。
全文摘要
本發(fā)明涉及毛發(fā)減短設(shè)備。該設(shè)備是基于激光誘導(dǎo)光學(xué)破壞原理，其中激光脈沖引起組織中的機(jī)械效應(yīng)，所述機(jī)械效應(yīng)用于修剪毛發(fā)(20)。本發(fā)明使用如下原理，當(dāng)同時(shí)提供兩個(gè)或更多此類激光脈沖時(shí)，機(jī)械效應(yīng)可以協(xié)作。這依次允許利用較少的總能量來(lái)修剪毛發(fā)(20)，所述總能量大約下降到利用順序提供脈沖的情況所需能量的一半。在一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)備包括激光源(2)、光柵(6)以及光束操作器(8)，其同時(shí)將多個(gè)焦點(diǎn)(10)瞄準(zhǔn)毛發(fā)(20)。
文檔編號(hào)A61B18/20GK101277656SQ200680036712
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月3日
發(fā)明者R·A·M·范哈爾, R·維哈蓋 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司