专利名称：用于双折射对象的检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测器领域并且涉及适于检测表面附近双折射对象(比如皮肤表面附近毛发)的方法的领域。本发明也涉及优选地适于检测和切割人体部分或者动物身体部分的皮肤表面附近毛发的剃刮设备的领域，其中检测器优选地适于集成于剃刮设备中。
背景技术：
文献WO 2008/072151 A2描述一种用于对身体部分的皮肤表面附近的皮肤对象进行成像的设备，该设备包括光源和用于检测从对象返回的辐射的检测器，其中该设备还包括在光源与皮肤表面之间的线性偏振器、椭圆偏振器或者优选为圆偏振器。该设备也包括用于增加来自对象的辐射与来自皮肤表面的辐射之比的比值增加器装置。比值增加器可以是附加或者相同的椭圆偏振器。使用椭圆或者甚至圆偏振光使毛发检测独立于毛发相对于光方向和偏振而言的定向，这使检测更可靠。该文献还描述一种成像方法以及一种毛发减短设备和方法。在有可能提高剃刮过程的接近度的光学剃刮技术中的切入点包括开发下文也称为剃刮设备的光学剃刮器，其中剃刮设备适于切割在人类或者动物身体部分或者任何其它身体部分的皮肤表面或者在皮肤表面下面的毛发。然而难以高分辨率地检测和定位每根毛发并且保证仅在所需位置(即在毛发的位置而并非分别在人类或者动物身体部分附近的人类或者动物皮肤的位置)执行剃刮过程。同时，剃刮过程必须可靠。另外，实施这样的剃刮过程的成本高并且这样的剃刮设备复
ο
发明内容
本发明的目的在于结合有助于减少实施成本的简单设备设置来提供一种用于提高剃刮过程中的接近度并且因此实现高分辨率、高功效和高可靠性并且优选同时实现高剃刮安全性、低能耗的可能性。这一目的由独立权利要求的主题内容实现。在从属权利要求中限定优选实施例。根据本发明的第一方面，这一目的由一种适于检测表面附近的双折射对象的检测器实现，该检测器包括光源，适于发射至少包括第一波长、第二波长和入射偏振状态的光学辐射；以及成像单元，适于对表面附近的双折射对象进行成像，其中成像单元包括检测单元，适于在第一波长和在第二波长检测双折射对象和/或表面所散射和/或所反射的光学辐射；以及控制单元，适于处理来自检测单元的信号以在双折射对象与表面之间进行区分，并且其中检测单元被布置用于检测来自双折射对象和/或表面的所散射和/或所反射的光学辐射，该所散射和/或所反射的光学辐射包括与入射偏振状态对应的第一偏振状态和与第一偏振状态不同的第二偏振状态。术语“表面附近”意味着“在表面上和/或下面”。表面优选地对应于人体部分或者动物身体部分的皮肤表面，并且双折射对象优选地对应于毛发。下文也将检测器称为优选地适于集成于剃刮设备中的毛发检测器。无需赘言，术语“皮肤表面附近的毛发”意味着毛发从皮肤表面突出和/或位于皮肤表面上或者下面一些。控制单元优选地相对于在第二波长测量的第二信号处理在第一波长测量的第一信号以便在双折射对象与表面之间进行区分。从光源发射的光学辐射优选地包括彡ISOnm和/或彡3000nm的波长、更优选为 ^ 200nm 和 / 或；^ 2000nm 的波长。优选地，成像单元的检测单元位于光源与双折射对象之间的光学辐射的光路中。优选地，第二偏振状态与第一偏振状态正交或者垂直。然而也有可能的是第一偏振状态和第二偏振状态相互不正交从而示出略微的偏离，但是两个偏振状态仍然保持相互可分离。根据本发明，应用差分偏振成像以便改进区分并且从而改进对表面附近的双折射对象的检测。如果使用于剃刮设备中，则可以增强剃刮质量。严格地说，检测单元优选地适于在每个波长检测包括水平和竖直偏振的光学辐射。这一种检测对应于对毛发所散射和/ 或所反射的光学辐射的对偏振敏感的共焦检测。因此变得有可能检测或者区分由毛发或者需要检测的任何其它双折射对象的双折射所引起的偏振改变。根据本发明的一个优选实施例，第一波长和第二波长与互不相同的两个预定单波长有关或者包含于至少部分互不相同的至少两个预定波长范围中。一般而言，入射偏振状态可以向表面附近的双折射对象直接辐射。然而，成像单元优选地还包括适于将从光源发射的光学辐射所包括的入射偏振状态变换成指向表面的输出光束所包括的另一偏振状态的偏振变换器。本发明的重要思想在于使毛发检测在几乎任何情况下都有可能，因为优选地检测每根毛发并且因此极大地减少对漏报的检测。由于在毛发与周围介质(如空气或者皮肤) 之间的区分而进一步极大地减少对误报的检测。根据本发明的另一优选实施例，成像单元还包括多个透镜和/或适于聚焦指向表面的输出光束的聚焦单元。因此，输出光束仅照射皮肤表面上的所需位置。聚焦单元优选地包括透镜、显微镜物镜和/或光学元件(比如光学叶片)。针孔优选地布置于偏振变换器与聚焦单元之间的光路中。优选地，入射偏振状态包括线性偏振状态、圆偏振状态和/或椭圆偏振状态，并且转变成另一偏振状态包括与不同于入射偏振状态的偏振状态对应的偏振状态。偏振变换器优选地包括四分之一波片或者可以适当应用的任何其它延迟波片。偏振变换器包括光学延迟片，该光学延迟片在这里具有它的通常意义、即对于所用光学辐射而言为透明并且具有以下属性的片在第一定向上的偏振方向(也称为“快轴”)的传播速度比在与之垂直的方向(也称为“慢轴”)上更高。这引起在光波沿着这两个方向的两个分量部分之间的相位差。如果适当选择以线性偏振光的偏振方向为参照的适当角度和确定相位差的延迟片的厚度，则净结果将是光变成椭圆偏振。也有可能以本领域技术人员已知的方式产生圆偏振光。根据本发明的又一优选实施例，成像单元还包括布置于表面或者双折射对象与检测单元之间的光学辐射的光路中的比值增加器单元，其中比值增加器单元适于增加从双折射对象返回的光学辐射与从表面返回的光学辐射之比。优选地，比值增加器单元包括分光器和偏振分光器中的至少一个、更优选为布置于共同光路中的分光器和偏振分光器、和/ 或法拉第隔离器。
根据本发明的又一优选实施例，光源包括适于发射相干光学辐射的半导体激光器 (比如激光二极管)、固态激光器(比如光纤激光器)和宽带光源(比如超发光激光二极管)中的至少一个。注意不仅发射相干光学辐射的光源适用而且也可以有利地使用非相干光源。光源可以是在脉冲或者连续波模式中工作的任何光源。优选地，光源包括优选具有至少为30nm的带宽、更优选至少为50nm的带宽并且最优选至少为80nm的带宽的宽带光源(比如超发光激光二极管)。优选地根据以下参数中的至少一个参数来选择预定波长范围双折射对象的直径、双折射对象的双折射率和光源的中心波长。优选地，宽带光源的中心波长包括在400nm与2000nm之间的范围、更优选为在800nm与IlOOnm之间的范围、最优选为在1400nm与700nm之间的范围。根据本发明的又一优选实施例，宽带光源的中心波长包括在SlOnm至850nm之间的范围。根据本发明的又一优选实施例，光源包括第一圆偏振光学辐射源和第二圆偏振光学辐射源，其中组合器、优选为分色光束组合器组合从第一圆偏振光学辐射源发射的第一光束与从第二圆偏振光学辐射源发射的第二光束。优选地，控制单元适于对在第一波长或者在第一预定波长范围测量的第一信号相对于在第二波长或者在第二预定波长范围测量的第二信号执行数学运算、更优选为减法和/或除法以便在双折射对象与表面之间进行区分。优选地，检测单元包括至少两个光电检测器、更优选为至少四个光电检测器。最优选地， 每个光电检测器对应于雪崩光电检测器，其中在每个光电检测器与比值增加器单元之间的光路至少包括聚焦元件或者组合器，其中组合器优选地对应于分色分光器。根据本发明的第二方面，上述目的由一种适于检测和切割人体部分或者动物身体部分的皮肤表面附近的毛发的剃刮设备来实现，该剃刮设备包括根据本发明第一方面的并且适于检测毛发的检测器，其中该剃刮设备还包括光学切割源(优选为切割激光器)，并且其中检测器的控制单元适于控制光学切割源，该光学切割源被布置成向至少一根毛发的至少部分供应一定量的光能并且适于切割毛发。根据本发明的一个优选实施例，剃刮设备还包括适于向包括至少一根毛发的皮肤表面提供平坦表面的玻璃板和/或适于操控从皮肤突出的毛发的元件。另外，该剃刮设备优选地包括适于提供与人类或者动物身体部分的折射率对应的折射率的折射率匹配介质。根据本发明的第三方面，该目的由一种适于检测表面附近的双折射对象的方法实现，该方法包括以下步骤a)发射至少包括第一波长、第二波长和入射偏振状态的光学辐射；b)对表面附近的双折射对象进行成像，其中成像包括在第一波长和在第二波长检测来自双折射对象和/或表面的并且包括与入射偏振状态对应的第一偏振状态和与第一偏振状态不同的第二偏振状态的所散射和/或所反射的光学辐射；以及c)处理信号以在双折射对象与表面之间进行区分。无需赘言，针对至少第一波长和第二波长执行方法步骤。根据本发明的一个优选实施例，针对至少两个预定波长范围执行方法步骤。注意毛发所引起的偏振改变依赖于波长并且这归因于毛发双折射。当将例如第一波长和第二波长的至少两个波长用于照射时并且一旦单独检测到这些波长，在不同波长通道中的偏振改变的差异是可识别的。注意后一陈述对于皮肤而言无效，因为皮肤的上层并不是双折射的。因此，在至少两个波长通道中，毛发由于偏振改变而表现为不同，而皮肤保持相同或者几乎未修改。这造成大的毛发-皮肤特异性。根据本发明的一个优选实施例，使用宽带光源而不是使用至少两个离散波长。宽带光源的整个光谱优选地划分成一组至少两个波长范围。例如使用在600nm与900nm之间的范围中发射的宽带光源来选择三个预定波长范围(比如在600nm与700nm之间的范围代表第一预定波长范围、在700nm与SOOnm之间的范围代表第二预定波长范围并且在SOOnm 与900nm之间的范围代表第三预定波长范围)。根据本发明的另一优选实施例，宽带光源提供的波长范围比如在代表第一预定波长范围的600nm与750nm之间的范围中和在代表第二预定波长范围的750nm与900nm之间的范围中划分成两个波长通道。因而，依赖于对应用选择多少通道，将提供的波长范围拆分成至少两个波长通道。使用不同波长，优选地引起毛发中、但是并非皮肤中的不同偏振改变。值得注意的是本发明应用适于提高毛发检测效率的对偏振敏感的共焦激光扫描显微镜(简称为PSCLSM)的原理。因此，变得有可能检测和定位双折射对象(比如毛发) 从而表明高剃刮功效和特异性。注意可检测每根毛发并且因此避免漏报。有利地，这是用高分辨率、更优选用微米分辨率来执行的。同时实现最大毛发-皮肤对比度并且因此避免误报，这也对应于减少皮肤疼痛和增加剃刮安全性。有利地仅在皮肤表面附近毛发的所需位置产生适于切割毛发的激光引起的光学击穿(简称为LI0B)。取而代之，可以基于热吸收来切割毛发。值得注意的是也实现剃刮设备所包括的光学切割源的低能耗，因为光学切割源无需持续接通并且因此可以节能。本发明的重要思想在于应用共焦激光扫描显微镜(简称为CLSM)的原理。值得注意的是获得提高的接近度，因为尽可能与人类或者动物身体部分(比如腿部、臂部或者脸部)的皮肤表面接近地检测毛发。
本发明的这些和其它方面将从下文描述的实施例清楚并且参照这些实施例阐明本发明的这些和其它方面。在附图中图1示出了根据本发明第一优选实施例针对作为波长函数的不同毛发直径的在两个光源之间的波长范围的绘图；图2示出了根据本发明第二优选实施例的毛发检测器；图3示出了根据本发明第三优选实施例的毛发检测器；图4示出了根据本发明第三优选实施例的超发光二极管的光功率比对注入电流的特征曲线；并且图5示意地示出了根据本发明第四优选实施例的剃刮设备。
具体实施例方式在基于CLSM的毛发检测中，由于皮肤反射而难以在毛发与皮肤表面之间进行区分。下文将借助本发明的四个优选实施例描述适于增加检测的特异性和功效的、针对毛发所散射和/或所反射的光的对偏振敏感的共焦检测。该原理是基于从背景皮肤信号区分由毛发的双折射(优选为毛发皮层(cortex)的双折射)所引起的偏振改变。在CLSM中，毛发依赖于以毛发轴为参照的入射偏振状态或者电场而表现为亮或者暗对象。同时，来自皮肤的信号保持独立于入射偏振状态的方向。这归因于皮肤表面的非双折射的表层。因此，偏振改变提供在毛发与皮肤表面进行区分的基础。根据以下参数中的至少一个参数来选择双折射对象(如毛发)的偏振改变波长(比如光源的中心波长)、 毛发双折射率和毛发直径。应用差分偏振成像，即检测到如下光或者辐射，该光或者辐射包括与入射偏振状态对应的第一偏振状态并且在第二偏振状态下与第一偏振状态垂直(也称为正交)。这优选地通过用具有几乎相同波长的至少两个圆偏振光源或者用适于发射相干辐射的宽带光源进行照射来完成。根据本发明的其它优选实施例，其它光源也可适用。保证仅在所需位置产生剃刮过程。执行毛发与周围介质(比如皮肤表面、空气、泡沫、水或者折射率匹配流体)之间的区分以免误报并且因此减少皮肤疼痛。毛发和皮肤表面之间的区分优选地包括两个标准高信号和毛发形状。毛发形状之所以重要是因为高信号本身难以用作具体特征以便在毛发与皮肤表面之间进行区分。这归因于可能造成在测量中观察到的高信号的干燥皮肤、皮脂和/或浸泡液体所致气泡。向毛发施加浸泡液体以便使用LIOB来切割。然而，使用适于热切割毛发的浸泡液体也是可能的。在CLSM中使用优选地包括线性偏振状态的光束或者辐射(比如光学辐射)来照射样本(比如毛发)，并且检测辐射优选地包括与照射光束的偏振状态正交的偏振状态。双折射对象(比如毛发)依赖于以双折射对象的轴为参照的入射偏振状态的方向而表现为展现不同亮度的样本。然而，源于皮肤的信号由于皮肤的表层并非双折射而不示出这样的依赖性。因此，包括与入射偏振状态正交的偏振状态的源于皮肤的光或者辐射数量不依赖于入射偏振的定向。因此，可以通过优选地将使用照射光或者辐射的不同偏振状态而获取的两个图像相减来简单地获得适于识别毛发的信号。控制单元将包括第二偏振状态的信号减去和/或除以包括第一偏振状态的信号，其中第二偏振状态优选地与第一偏振状态正交。根据本发明的第一优选实施例，毛发的普通和异常折射率(即 和nE)的值分别对应于1. 541和1. 5480双折射率Γ的对应值(即与异常与普通折射率之差对应)等于 0. 007。对于给定的毛发直径和双折射率，可以通过应用以下公式来计算在专用于双折射对象的快轴和慢轴的两个偏振之间的期望相位辐射η的波长延迟=2 π (η0-ηΕ) ·在毛发中的路径长度/ λ。对于相位延迟π期望源于毛发的最大信号。图1示出了为了实现η /4的相位延迟而针对作为波长函数的不同毛发直径的在两个光源之间需要的波长范围的绘图。从图1 可见，毛发直径越小，所需波长范围就越长。另外可见，随着波长增加，所需波长范围几乎线性地增加。在图2中示出了根据本发明第二优选实施例的毛发检测器26。毛发检测器沈是基于如下光源27，该光源包括跟随样本(即毛发)的几乎相同的波长和圆偏振状态的两个光源1、2。光源27适于发射包括入射偏振状态的光学辐射。根据本发明的第二优选实施例，光源27包括第一圆偏振光学辐射源1和第二圆偏振光学辐射源2，其中组合器32 (根据本发明的第二优选实施例为分色光束组合器幻组合从第一圆偏振光学辐射源1发射的第一光束和从第二圆偏振光学辐射源发射的第二光束。毛发检测器沈还包括适于对人类或者动物身体部分的皮肤表面上的毛发进行成像的成像单元观，其中成像单元观包括适于检测毛发所散射和/或所反射的光学辐射的检测单元四和适于处理来自检测单元四的信号以便识别毛发的控制单元。注意在图2中未示出控制单元。根据本发明的第二优选实施例，检测单元包括四个雪崩光电检测器16、18、 21、23，其中在每个光电检测器与比值增加器单元30之间的光路至少包括聚焦元件15、17、20、22或者组合器14、19，其中组合器14、19对应于根据本发明第二优选实施例的分色分光
ο另外，成像单元观还包括偏振变换器9。根据本发明的第二优选实施例，偏振变换器9对应于适于将从光源27发射的光学辐射所包括的入射偏振状态变换成指向皮肤表面的输出光束所包括的另一偏振状态的四分之一波片。检测单元四定位或者布置于光源 27与皮肤表面和/或毛发之间的光学辐射的光路中并且适于检测包括与入射偏振状态对应的第一偏振状态和与第一偏振状态正交的第二偏振状态的所散射和/或所反射的光学辐射。根据本发明的第二优选实施例，成像单元观还包括聚焦单元10所包括的透镜，其中该透镜适于聚焦指向皮肤表面的输出光束。另外，针孔33布置于偏振变换器9与聚焦单元 10之间的光路中。根据本发明的第二优选实施例，布置于皮肤表面与检测单元四之间的光学辐射的光路中的比值增加器单元30适于增加从毛发返回的光学辐射与从皮肤表面返回的光学辐射之比，其中比值增加器单元30包括对偏振改变几乎不敏感或者完全不敏感的分光器M和对偏振敏感的偏振分光器15。从两个光源1、2发射的线性偏振光由组合器32组合并且透射过分光器M和简称为PBS的偏振分光器5。当线性偏振光以电场矢量以偏振变换器的快轴为参照定向在45 度这样的方式穿过偏振变换器9时，所得偏振状态包括圆偏振状态。所得光束所包括的圆偏振光可以表示为相移正或者负90度的两个正交线性偏振分量之和。该光束然后由聚焦元件10聚焦在包括毛发的皮肤表面。光在皮肤与浸泡介质(比如空气、水或者任何其它介质)之间的界面和在毛发与介质之间的界面部分地反射并且也被毛发和皮肤散射。毛发皮层的双折射引起根据毛发直径和波长而选择的偏振改变。从介质-皮肤界面的光反射包括从如下电介质表面的反射，该电介质表面包括比光传播介质(比如对其 η 1成立的空气)的折射率更大的折射率。这引入圆偏振光的分量之一的180度相移。 一旦从毛发和皮肤反射和/或散射的光传播回到偏振变换器9，所得偏振状态包括如下线性偏振状态，该线性偏振状态依赖于偏振改变而包括与入射光的入射偏振状态的定向相同或者不同的定向。包括与入射偏振状态正交的偏振状态的光或者辐射被PBS 5反射，并且平行偏振状态透射至分光器Μ。在两个通道中单独检测包括与入射偏振状态相同和垂直的偏振状态的每个波长。根据本发明的第三优选实施例，光源27对应于在图3中示出的宽带光源31。宽带光源对应于在简称为UV-OTR的紫外-近红外谱范围中发射的超发光激光二极管，该谱范围包括至少50nm的带宽和830nm的中心波长。将差分偏振成像应用于检测到的如下光，该光包括用于至少两个波长范围(比如从第一波长到中心波长和从中心波长到第二波长)的两个偏振状态(即与入射偏振状态相等或者移位180度的偏振状态和与入射偏振状态垂直的偏振状态)。如果应用宽带光源31而不是两个光源(比如根据本发明第二优选实施例的光源)，则这提供甚至更多优点。由于根据毛发直径(该毛发直径又在50μπι与300μπι之间变化)选择针对两个具体波长的偏振改变，所以使用简称为SLD的超发光激光二极管使系统的性能独立于毛发直径。检测单元四在这样的预定波长范围中检测所散射和/或所反射的光学辐射。通过改变驱动电流和温度来调节SLD的谱带宽。这使得有可能依赖于所需的要求来优化系统的性能。在低驱动电流，激光二极管示出了多模操作，并且因此在高斯增益分布图内激发多个轴向模式从而获得有效的更大谱带宽。随着驱动电流增加，优选地激发特定模式并且减少谱带宽。根据本发明的第三优选实施例，在图4中示出了代表谱带宽变化的作为驱动电流的函数的光或者光学功率谱，和SLD的光学功率比对注入电流特征曲线。插图针对不同电流示出了 SLD的电致发光强度谱(简称为EL强度谱)。如期望的那样，光功率随着电流增加而增加，然而仅增加至饱和值。从系统实施方式的观点来看，这减少设备的成本和尺寸。图5示出了本发明的第四优选实施例，该实施例示意地图示了剃刮设备25。这里， 如在所有附图中那样，相似部分由相同标号表示。剃刮设备25适于检测和切割毛发。剃刮设备25包括根据本发明第二优选实施例的毛发检测器沈并且适于检测毛发。剃刮设备25 还包括光学切割源6所包括的切割激光器，该切割激光器被布置成向至少一根毛发的至少部分提供一定量的光能并且适于切割毛发。另外，剃刮设备25包括适于提供平坦表面的玻璃板11和适于提供与人类或者动物身体部分的皮肤表面13的折射率对应的折射率的折射率匹配介质12。另外，图5也示出了分色光束组合器3所包括的用于检测波长的反射镜4、 在毛发检测器沈一端的又一反射镜7 (其中反射镜7适于分离从毛发检测器沈和光学切割源6发射的辐射)和扫描镜8。本发明的一种应用是对非双折射背景中(比如附近皮肤)的双折射对象(比如毛发)成像。通过应用所描述的原理，可获得高对比度。因此变得有可能用微米分辨率和增加的毛发-皮肤对比度检测毛发。另外变得有可能用比如LIOB方法或者热方法的方法切割毛发。这些测量的增加的特异性(即减少误报)使毛发与皮肤结构之间的区别明显。这提高检测效率并且因此明显提高剃刮质量。尽管已经在附图和前文描述中详细图示和描述本发明，但是这样的图示和描述将视为示例或者举例而非限制；本发明并不限于公开的实施例。本领域技术人员可以在实施要求保护的本发明时根据对附图、公开内容和所附权利要求的研读来理解和实现对公开的实施例的其它变化。在权利要求中，用语“包括”并不排除其它单元或者步骤，并且不定冠词“一个/ 一种”并不排除多个/多种。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实本身并未表明不能有利地使用这些措施的组合。在权利要求中的任何标号不应理解为限制范围。
权利要求
1.一种适于检测表面附近的双折射对象的检测器(沈)，包括光源(27)，适于发射至少包括第一波长、第二波长和入射偏振状态的光学辐射，以及成像单元( )，适于对所述表面附近的所述双折射对象进行成像，其中所述成像单元08)包括检测单元( )，适于在所述第一波长和在所述第二波长检测所述双折射对象和/或所述表面所散射和/或所反射的光学辐射；以及控制单元，适于处理来自所述检测单元09)的信号以在所述双折射对象与表面之间进行区分，并且其中所述检测单元09)被布置用于检测来自所述双折射对象和/或所述表面的所散射和/或所反射的光学辐射，所述所散射和/或所反射的光学辐射包括与所述入射偏振状态对应的第一偏振状态和与所述第一偏振状态不同的第二偏振状态。
2.根据权利要求1所述的检测器，其中所述第一波长和所述第二波长与互不相同的两个预定单波长有关，或包含于至少部分互不相同的至少两个预定波长范围中。
3.根据任一前述权利要求所述的检测器，其中所述成像单元08)还包括偏振变换器 (9)，适于将从所述光源(XT)发射的所述光学辐射所包括的所述入射偏振状态变换成指向所述表面的输出光束所包括的另一偏振状态。
4.根据任一前述权利要求所述的检测器，其中所述成像单元08)还包括多个透镜和/ 或适于聚焦指向所述表面的所述输出光束的聚焦单元(10)。
5.根据权利要求4所述的检测器，其中所述聚焦单元(10)包括透镜、显微镜物镜和/ 或光学叶片。
6.根据权利要求3至5中的任一权利要求所述的检测器，其中所述入射偏振状态包括线性偏振状态、圆偏振状态和/或椭圆偏振状态，并且所述变换成另一偏振状态包括与不同于所述入射偏振状态的偏振状态对应的偏振状态。
7.根据任一前述权利要求所述的检测器，其中所述成像单元08)还包括布置于所述表面与所述检测单元09)之间的所述光学辐射的光路中的比值增加器单元(30)，其中所述比值增加器单元(30)适于增加从所述双折射对象返回的所述光学辐射与从所述表面返回的所述光学辐射之比。
8.根据权利要求7所述的检测器，其中所述比值增加器单元(30)包括分光器04)和偏振分光器(5)中的至少一个，优选为分光器04)和偏振分光器(5)、和/或法拉第隔离器。
9.根据任一前述权利要求所述的检测器，其中所述光源、2Τ)包括具有至少为30nm的带宽、优选至少为50nm的带宽并且最优选至少为SOnm的带宽的优选为超发光激光二极管的宽带光源(31)。
10.根据权利要求2至9中的任一权利要求所述的检测器，其中作为以下参数中的至少一个参数的函数而选择所述预定波长范围所述双折射对象的直径、所述双折射对象的双折射率和所述光源07)的中心波长。
11.根据任一前述权利要求所述的检测器，其中所述光源(XT)包括第一圆偏振光学辐射源(1)和第二圆偏振光学辐射源O)，其中优选为分色光束组合器(3)的组合器(32)组合从所述第一圆偏振光学辐射源(1)发射的第一光束与从所述第二圆偏振光学辐射源(2) 发射的第二光束。
12.根据任一前述权利要求所述的检测器，其中所述控制单元适于对在所述第一波长或者在第一预定波长范围测量的第一信号相对于在所述第二波长或者在第二预定波长范围测量的第二信号执行优选为减法和/或除法的数学运算，以便在所述双折射对象与所述表面之间进行区分。
13.根据任一前述权利要求所述的检测器，其中所述检测单元09)包括至少两个光电检测器、优选为至少四个光电检测器(16，18，21，23)、更优选为每个光电检测器对应于雪崩光电检测器，其中每个光电检测器与所述比值增加器单元(30)之间的光路至少包括聚焦元件(15，17，20，22)或者组合器(14，19)，其中所述组合器(14，19)优选地对应于分色分光器。
14.一种剃刮设备(25)，适于检测和切割人体部分或者动物身体部分的皮肤表面附近的毛发，包括根据权利要求1至13中的任一权利要求所述的并且适于检测所述毛发的检测器( )，其中所述剃刮设备05)还包括优选为切割激光器的光学切割源(6)，并且其中所述检测器05)的所述控制单元适于控制所述光学切割源(6)，所述光学切割源(6)被布置成向至少一根毛发的至少部分供应一定量的光能并且适于切割所述毛发。
15.一种适于检测表面附近的双折射对象的方法，包括以下步骤a)发射至少包括第一波长、第二波长和入射偏振状态的光学辐射；b)对所述表面附近的所述双折射对象进行成像，其中成像包括在所述第一波长和在所述第二波长检测来自所述双折射对象和/或所述表面的所散射和/或所反射的光学辐射， 并且所述光学辐射包括与所述入射偏振状态对应的第一偏振状态和与所述第一偏振状态不同的第二偏振状态；以及c)处理信号以在所述双折射对象与所述表面之间进行区分。
全文摘要
本发明涉及一种适于检测表面附近的双折射对象的检测器和方法以及一种适于检测和切割人体部分或者动物身体部分的皮肤表面附近的毛发的剃刮设备。检测器(26)包括光源(27)，适于发射至少包括第一波长、第二波长和入射偏振状态的光学辐射；以及成像单元(28)，适于对表面附近的双折射对象进行成像，其中成像单元(28)包括检测单元(29)，适于在第一波长和在第二波长检测双折射对象和/或表面所散射和/或所反射的光学辐射；以及控制单元，适于处理来自检测单元(29)的信号以在双折射对象与表面之间进行区分，其中检测单元(29)被布置用于检测来自双折射对象和/或表面的所散射和/或所反射的光学辐射，该所散射和/或所反射的光学辐射包括与入射偏振状态对应的第一偏振状态和与第一偏振状态不同的第二偏振状态。以此方式增加检测效率并且因此增加剃刮质量、同时减少能耗并且也提高剃刮安全性。
文档编号G01N21/23GK102356310SQ201080012467
公开日2012年2月15日 申请日期2010年3月15日 优先权日2009年3月19日
发明者B·W·J·斯皮科尔, B·瓦尔格斯, N·E·尤尊巴贾卡瓦, R·维哈根 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司