用于毛发切削设备的切削元件的制作方法

本发明涉及一种切削元件，其用于切削对象身体上的毛发(如刮剃)的毛发切削设备，以及一种包括该切削元件的毛发切削设备。

背景技术：

wo2014/143670中已经提出了一种利用激光的刮剃设备类型。特别地，提供一种激光源，激光源配置成产生激光，该激光的波长选择成以预定发色团为目标从而有效地切削毛干。光导纤维位于设备的修理部分上，并且定位成在近端处接收来自激光源的激光，将激光从近端朝向远端导引，并且当切削区域与毛发接触时从切削区域并朝向毛发发射光。

us2015/359592中已经提出了替代类型的激光刮剃设备。根据该文献的激光刮剃设备利用导向为大体平行于用户皮肤的露天激光束。穿过激光束的毛发通过熔化过程切削。为了防止激光进入皮肤，使用间隔件或分隔元件使皮肤远离露天行进的激光束。

技术实现要素：

为了实现毛发的干净切削，刮剃设备的切削元件(即在wo2014/143670中设备的光导纤维)需要在特定位置非常靠近或接触待切削毛发足够时间。由于切削元件的光纤和待切削毛发一般都是圆柱形，因而存在毛发滑过切削元件的表面的趋势，这会导致毛发的切削位置移动，进而导致切削不足。为了提高切穿毛发的质量，并进而提高刮剃设备的切削能力，理想地，切削元件相对于待切削毛发的位置在切削毛发时不应移动。

因此，需要一种具有改进切削质量的改进切削元件和毛发切削设备。

根据第一方面，提供一种用于毛发切削设备的切削元件，该切削元件包括具有侧壁的光波导，其中，部分侧壁形成用于接触毛发的切削面；毛发支撑结构，其配置成限制与切削面接触的毛发相对于光波导横向移动。通过限制毛发相对于切削元件横向移动，可以更干净地切削毛发，因为从光波导的切削面向外耦合的光将在整个切削过程中在相同位置处耦合至毛发中。因此，可以更快地完成切削过程，这反过来又可以改善用户的毛发切削或刮剃体验。

毛发支撑结构包括从切削面延伸的多个移动限制器。每个移动限制器可以大体成形为选自以下组的形状：圆锥形、立方体形、圆柱形、泪珠形和球根形。具有特定形状的移动限制器对于限制特定类型和尺寸的毛发的移动可能是有利的。球根形移动限制器可以获取或捕获毛发以限制切削期间毛发的移动。

每个移动限制器包括从光波导的切削面突出的脊，这些脊布置为大体彼此平行。每个脊可以包括大体成形为选自以下组的形状的结构：长方体、三棱柱和半圆柱。

相邻移动限制器之间的间隔可以在约20微米和500微米之间。在一些实施例中，相邻移动限制器之间的间隔可以在约50微米和400微米之间。上述间隔可以基于待切削毛发的厚度(即直径)和/或类型选择。

在使用中，毛发支撑结构可以布置为接触待切削毛发从其延伸的用户的皮肤。因此，除限制毛发相对于光波导的移动之外，移动限制器还用于操纵生长有毛发的皮肤。特别地，移动限制器可以向下压在毛发周围的皮肤上，从而暴露出每股头发中的更多头发，以可以实现更贴合的剃刮。

在一些实施例中，毛发支撑结构可以用粘合剂联接至光波导。在其它实施例中，毛发支撑结构可以配置成通过附接组件连接至光波导。毛发支撑结构可以可移除地连接至切削元件，从而可以被替换，例如，当需要不同的支撑结构时，或者当毛发支撑结构损坏并且需要丢弃时。

在一些实施例中，光波导可以包括光纤。

根据第二方面，提供一种用于切削元件的毛发支撑结构，该切削元件包括具有侧壁的光波导，其中，部分侧壁形成用于接触毛发的切削面，毛发支撑结构包括多个移动限制器，该移动限制器包括从光波导的切削面突出的脊。这些脊布置为大体彼此平行，从而使毛发支撑结构配置成限制与切削面接触的毛发相对于光波导的横向移动。

在一些实施例中，毛发支撑结构可以包括附接组件，用于将毛发支撑结构可移除地附接至切削元件或包括切削元件的毛发切削设备。附接组件可以包括夹子，用于将毛发支撑结构夹在切削元件或毛发切削设备上。因此，毛发支撑结构可以从切削元件上移除，并用不同的毛发支撑结构替换。在一些实施例中，切削元件和毛发支撑结构可以形成为单个单元，其可以从毛发切削设备上移除。

根据第三方面，提供一种毛发切削设备，用于切削对象身体上的毛发，该毛发切削设备包括光源，用于产生对应于由毛发内或毛发上的一个或多个发色团吸收的波长的一个或多个特定波长的激光；以及切削元件，其耦合至光源以接收激光。切削元件可以包括如上所述的切削元件。

在一些实施例中，毛发支撑结构可以可移除地附接至切削元件。

根据以下描述，其它有利特征将变得显而易见。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地表明如何实现本发明，现在仅通过示例方式参考附图，在附图中：

图1是根据本发明实施例的毛发切削设备的框图；

图2是示出根据本发明实施例的示例性毛发切削设备的不同视图的成对示意图；

图3是示出毛发折射率的图表；

图4是根据本发明实施例的具有示例性毛发支撑结构的光波导切削元件的图示；

图5是根据本发明实施例的具有示例性毛发支撑结构的光波导切削元件的图示；

图6是根据本发明实施例的具有示例性毛发支撑结构的光波导切削元件的图示；

图7是根据本发明实施例的具有示例性毛发支撑结构的光波导切削元件的图示；

图8是根据本发明实施例的具有示例性毛发支撑结构的光波导切削元件的图示；

图9是根据本发明实施例的具有示例性毛发支撑结构的光波导切削元件的图示；以及

图10是根据本发明的实施例的具有附接组件的示例性毛发支撑结构的图示。

具体实施方式

如上所述，本发明提供基于激光的刮剃设备的切削能力和切削质量的改进，例如，如wo2014/143670中所述。特别地，已经认识到，通过在切削期间限制毛发和切削元件的相对移动，可以更干净且更有效地切削毛发，减少刮剃设备的用户在其同一皮肤区域上重复使用刮剃设备的需求，从而减少疼痛或刺激皮肤的风险。

应当理解的是，本发明适用于刮剃设备(例如，剃须刀或电动剃须刀)，以及用于切削毛发的任意其它类型的设备(例如，理发器)，即使这些设备不一定旨在提供“清洁刮剃”(即以皮肤水平去除毛发)。

图1是根据本发明实施例的毛发切削设备2的框图。图2示出根据本发明示例性实施例的手持剃刀形式的毛发切削设备2。毛发切削设备2用于切削(例如，刮剃)对象身体上的毛发。对象可以是人或动物。毛发可以是面部毛发(即对象脸上的毛发)，或对象头部或身体其它部位(腿部、胸部等)的毛发。

毛发切削设备2包括切削元件4，当毛发切削设备2在对象的皮肤上移动时，切削元件4能够切削毛发。切削元件4是光波导4，其布置在毛发切削设备2上，从而使光波导4的光轴(即光通常沿其传播穿过光波导4的线)大体垂直于毛发切削设备2的移动方向，从而使毛发随着毛发切削设备2在对象的皮肤上移动，接触光波导4的侧壁(对应于光波导4的长边的侧壁)。在一些实施例中，光波导4是光纤，不过，本领域技术人员将知道可以根据本发明使用的其它类型的光波导，如平板波导、条形波导或光子晶体波导。光纤包括芯，并且在一些实施例中还包括包层，包层可以完全包围芯也可以不完全包围芯(例如，可以暴露部分芯)。

在毛发切削设备2中提供光源6，其产生一个或多个特定波长的激光。光源6光学耦合至光波导4，从而使由光源6产生的激光耦合至光波导4中(并且具体地，耦合至光波导4的一端，使得激光传播通过光波导4)。

光源6配置成产生一个或多个特定波长的激光，该激光可以用于切削或烧穿毛发。特别地，每个波长对应于毛发中发现的发色团所吸收的光的波长。众所周知，发色团是为分子提供颜色的分子的一部分。因此，激光将由发色团吸收并转化为热量，这将熔化或灼烧毛发或以其它方式破坏毛发分子中的键，正是这种熔化或灼烧提供毛发切削设备2的切削动作。

可以被光源6产生的激光作为目标的合适发色团包括但不限于，黑色素、角蛋白和水。可以使用的合适激光波长包括但不限于，选自380nm(纳米)-至00nm和2500nm至3500nm范围内的波长。本领域技术人员将知道由这些发色团吸收的光的波长，并且进而也知道光源6为此目的应当产生的光的特定波长，以及在此没有提供的进一步细节。

在一些实施例中，光源6可以配置成产生多个波长的激光(同时或顺序)，其中，每个波长被选择为以不同类型的发色团为目标。这可以改善光波导4的切削动作，因为可以用激光灼烧毛发中多种类型的分子。替代地，可以提供多个光源6，每个光源产生相应波长的激光，并且每个光源6可以耦合至相应的光波导4，以在设备2中提供多个切削元件4。

毛发切削设备2还包括控制单元8，其控制毛发切削设备2的操作，并且尤其连接至光源6以控制光源6的激活和停用(并且在一些实施例中，控制由光源6产生的光的波长和/或强度)。控制单元8可以响应来自毛发切削设备2的用户的输入而激活和停用光源6。控制单元8可以包括配置或编程为控制毛发切削设备2的一个或多个处理器、处理单元、多核处理器或模块。

如上所述，图2示出手持湿剃刀形式的毛发切削设备2。图2示出剃刀2的侧视图和仰视图。剃刀2包括用于对象(或设备2的其它用户)握持的手柄10，以及包括切削元件4(光波导/光纤)的头部12。如图所示，光波导4沿头部的边缘布置，并且部分光波导4形成(或对应于)切削面14。切削面14是光波导4的一部分，当毛发切削设备2在对象的皮肤上移动时，切削面14旨在与毛发接触。虽然图中示出光源6和控制单元8分别结合在头部12和手柄10中，但应当理解的是，这些构件在如图2所示的毛发切削设备2中的位置并非限制性的。同样可以理解的是，图2中所示的实施例仅仅是一个实例，并且本发明可以结合于或用于包括如本文所述的光波导切削元件4的任意类型的毛发切削设备2。

图3中的图表示出毛发的折射率，其可以在m.d.greenwell,a.willner,paull.kirk:humanhairstudies:iii.refractiveindexofcrownhair,31am.inst.crim.l.&criminology746(1940-1941)的论文中找到。曲线1是复合线，曲线2是表示高加索人的折射率的线，曲线3是表示非高加索人的折射率的线。因此，可以看出虽然个体之间存在差异，但毛发的折射率在(大约)1.545和1.555之间。例如，上述论文还认识到毛发的折射率可以取决于对象的性别，例如，女性毛发的折射率一般大于男性毛发的折射率。

众所周知，由于空气的折射率小于光波导4的折射率，光波导4用作通过全内反射发生的从光源6耦合的光的波导。但是，如果将折射率大于光波导4的物体与光波导4接触，则全内反射“受挫”，并且光可以从光波导4耦合至物体中。因此，为了使光从光波导4耦合至毛发中(以提供根据本发明的切削动作)，光波导4应当优选具有位于与毛发与光波导4的接触点处的毛发相同或更低的折射率。因此，光波导4应当优选至少在光波导4的切削面14部分具有与毛发相同或更低的折射率。优选地，光波导4在切削面14处的折射率与毛发相同，因为这提供从光波导4到毛发的最佳光耦合。即使光波导的折射率高于对象的折射率，由于切削面中的高数值孔径，光仍然能够从光波导4耦合至与光波导的切削面14接触的对象(如毛发)中。

因此，在一些实施例中，光波导4至少在切削面14处的折射率等于或小于1.56。更优选地，光波导4至少在切削面14处的折射率等于或小于1.55。甚至更优选地，光波导4至少在切削面14处的折射率等于或小于1.54，因为该折射率小于图3中识别的折射率。

在一些实施例中，光波导4在切削面14处的折射率的下限可以是1.48、1.51、1.53或1.54。

光波导4的折射率的值的选择范围可以由前面段落中提出的折射率上限和折射率下限的任意组合形成。

光波导/光纤4可以由任意合适材料或材料组合制成。例如，光波导/光纤可以由二氧化硅、氟化物玻璃、磷酸盐玻璃、硫属化合物玻璃、冕牌玻璃(如bk7)和/或晶体(如钇铝石榴石(yag)或蓝宝石)。

如上所述，光波导/光纤4和待由切削设备切削的毛发股一般为圆柱形，并且光波导和毛发股通常取向成使得在进行切削时，光波导和毛发股基本上互相垂直。因此，当光波导4和毛发股彼此接触时，毛发有可能沿光波导的表面移动，使得光波导正在切削毛发的位置在切削过程中改变。因此，已经认识到，在切削期间支撑毛发以限制其相对于切削元件的移动有助于实现更干净且更有效的切削。

图4-图10示出根据本发明的切削元件4(光波导4)的示例性实施例。在图4a、图5a、图6a、图7a、图8a、图9a和图10中，仅示出部分毛发切削设备2的部分光波导4，并且这些图中的每一个均示出光波导4的透视图。图中未示出光波导4的支撑结构。图4b、图5b、图6b、图7b、图8b和图9b分别示出图4a、图5a、图6a、图7a、图8a和图9a中的光波导的平面图。

在图4-图10中，示出具有芯16的光波导4。在所示实施例中，光波导4不包括围绕芯16的任何包层。然而，应当理解的是，在一些实施例中，光波导4可以包括围绕芯16的包层，不过优选地，沿切削面14不存在包层(并且实际上，在一些实施例中，切削面14可以对应于光波导4中没有包层的那些部分)。

在图4-图10中示出的每个实施例中，光波导4示出为与毛发18和皮肤20接触。芯16/光波导4的在使用中旨在接触毛发的部分侧壁形成切削面14。如上所述，芯16的折射率与毛发的折射率相同或更低。

芯16可以具有均匀折射率(即整个芯16的折射率相同)，或者可以是渐变折射率光纤，这意味着折射率随着与光轴的距离增加而减小。

在图4-图10中的每个图中，切削元件4进一步包括毛发支撑结构22，毛发支撑结构22配置成在毛发被切削元件4切削时支撑股毛发18。图4-图10示出根据不同实施例可以采用的毛发支撑结构22各种形式。

图4示出具有毛发支撑结构22的切削元件4，毛发支撑结构2包括从切削面14延伸的多个移动限制器。在该实施例中，移动限制器为圆柱形突起24的形式，其从切削面14纵向延伸。圆柱形限制器24的尺寸被设计成使得随着切削元件4在待处理表面(例如，用户的皮肤)上移动，从皮肤中突出的、位于切削元件路径上的任意毛发被迫使进入相邻突起24之间的空间中。毛发18相对于切削元件4的横向移动由毛发两侧的突起限制，并且可以基本上避免。在一些实施例中，圆柱形限制器24可以具有倒圆的端部或边缘，以帮助在相邻突起之间的区域中朝切削面14引导毛发。

图5的实施例中所示的切削元件4还包括毛发支撑结构22，毛发支撑结构22包括从切削面14延伸的多个移动限制器。然而，该实施例的移动限制器为圆锥形突起26的形式。在该实施例中，可以在相邻突起26之间的区域中将毛发18朝切削面14引导，并且当毛发18接近和/或接触切削面14时，毛发相对于切削元件4的横向移动可能会受到限制。在一些实施例中，移动限制器可以是金字塔状。移动限制器的边缘和/或点可以是被倒圆或倒角，从而在将移动限制器推入用户皮肤的情况下，减少使用这种具有切削元件4的切削设备的用户的不适。

图6示出包括毛发支撑结构22的切削元件的另一实例，毛发支撑结构2具有多个移动限制器。在该实施例中，移动限制器包括球根形突起28。相邻的球根形突起28之间的区域30用作毛发接收区，并且大体为圆形。球根形突起28可以由弹性材料形成，从而当毛发支撑结构朝毛发18移动并接触毛发18时，毛发可以促使相邻的球根形突起彼此远离，直到毛发进入毛发接收区30。然后，相邻的球根形突起28可以返回至其先前位置，从而在切削毛发时将毛发捕获在毛发接收区30中。由于球根形突起28具有倒圆的形状，因此，在接触用户的皮肤并在用户的皮肤上移动时，不太可能引起刺激。

应当理解的是，移动限制器可以具有与上述形状不同的形状。移动限制器可以以间隔开的配置设置在切削元件4的切削面14上，在一些实例中，基于待切削毛发的尺寸(如直径)选择相邻限制器之间的间隔。例如，在一些实施例中，移动限制器可以分开略微超过普通毛发直径的距离。以这种方式，毛发可以适配在相邻限制器之间的空间内，但相对于切削元件4的进一步横向移动受到限制，或者完全被阻止。

在一些实施例中，毛发支撑结构22可以包括这样的结构，即，其以与上述移动限制器类似的方式起作用，但形成为从切削面延伸的脊。图7、图8和图9示出毛发支撑结构22包括不同形状的脊的实施例。

图7示出具有毛发支撑结构22的切削元件4，毛发支撑结构2包括从切削面14延伸的多个脊或肋。在该实施例中，脊为从切削面14延伸的长方体32的形式。在该实施例中，脊32沿其纵向轴线具有方形横截面。然而，在其它实施例中，脊可以具有其它形状的横截面。在一些实施例中，脊的边缘可以被倒圆或倒角，从而在毛发支撑结构与用户的皮肤接触时减少不适。

在图8的实施例中，切削元件4包括毛发支撑结构22，毛发支撑结构22包括三角形棱柱34形式的多个脊。三棱镜结构34从切削面14延伸，并且用于在相邻脊之间的区域中朝切削面引导毛发18。在一些实施例中，棱柱34的边缘可以被倒圆或倒角。

图9示出切削元件4，其包括多个半圆柱体36形式的脊。在该实施例中，脊36具有半圆形横截面。与上文讨论的其它实施例的脊一样，半圆柱体脊36在使用中用于在相邻脊之间的区域中朝切削面14引导毛发18，并且在毛发与切削面接触时限制毛发的横向移动。

本文所述的任意毛发支撑结构的移动限制器和/或脊可以由适用于在刮剃环境下接触用户皮肤的材料形成。例如，可以选择易于清洁的材料、以相对较低摩擦容易地在皮肤上移动的材料、非过敏性材料、非腐蚀性材料和/或适合在潮湿环境中使用材料。在一些实施例中，毛发支撑结构22可以至少部分地由金属(如不锈钢)、塑料材料或聚合物形成。

如上所述，可能有利的是，毛发支撑结构22的移动限制器和脊由下述材料形成：该材料能够使移动限制器的端部在移动为与对象接触时暂时横向移位。然而，可能同样有利的是，毛发支撑结构22由足够结实的材料形成，从而在使用时，移动限制器向用户的皮肤施加压力以操纵生长有待切削毛发的皮肤。以这种方式，毛发支撑结构22可以将毛发推出皮肤，以改善剃刮或毛发切削活动的贴合度。

图4-图10中所示的布置仅仅是示例性的，并且毛发支撑结构22可以具有比所示更多或更少的移动限制器。形成毛发支撑结构22的移动限制器(即突起和/或脊)的数量可以至少部分地取决于切削元件4的长度、待由切削元件切削的毛发的类型、移动限制器的尺寸以及相邻移动限制器之间的期望间隔。例如，长在人腿上的毛发可以具有约50微米和80微米的直径，而人的面部毛发，如胡须，可以具有约150微米和400微米的直径。因此，在一些实例中，相邻移动限制器和/或脊之间的间隔可以在约20微米和500微米之间。更具体地，该间隔可以在约50微米和400微米之间。在该上下文中，术语“间隔”可以认为是毛发18在被切削时(即当毛发接触切削面14时)将被定位的相邻移动限制器的部分之间的距离。

毛发支撑结构22可以，例如，用粘合剂联接至切削元件4。在一些实施例中，毛发支撑结构22可以附接至切削面14，而在其它实施例中，结构22可以附接至切削元件4远离切削面的另一部分。通过将毛发支撑结构22附接至切削元件4，而非将结构22形成为部分光波导，切削面可以保持完整，从而使通过光波导传播的光能够以一致且可预测的方式从切削面耦合出来。改变切削面14本身的结构可以影响从耦合元件4到毛发18中的光耦合。

在一些实施例中，毛发支撑结构22可以可移除地附接至切削元件4或毛发切削设备2。图10示出具有附接组件38的示例性毛发支撑结构22。为了更清晰，图10中的部分切削元件4以虚线示出。在该实例中，毛发支撑结构22包括类似于图6所示的突起28的球根形突起40。然而，附接组件38可以结合在任意毛发支撑结构中，例如，本文所述的那些毛发支撑结构。图10中所示的附接组件38用作夹子，以使毛发支撑结构22能够夹在切削元件4上或部分毛发切削设备2上。在其它实施例中，附接组件38可以使毛发支撑结构22能够以另一方式可移除地附接至切削元件4或毛发切削设备2。通过将毛发支撑结构22形成为可以可移除地附接至切削元件4，或者可拆卸，用户可以快速且轻松地移除毛发支撑结构，例如，以利用适用于切削不同类型毛发的不同支撑结构进行替换。在一些实施例中，例如，毛发支撑结构22可以是一次性的，或者可移除的，以用于清洁。

在一些实施例中，切削面14包括切削元件4的表面，例如，光纤的包层的外表面。在一些实施例中，移除部分光纤的包层，使得切削面14包括光纤4的芯的表面。在这些情况中的任意一种情况下，切削面是不间断的，除与其连接的毛发支撑结构22之外，没有预期凹槽、凹口或突起。

在实践所要求保护的发明的过程中，通过学习附图、公开内容及所附权利要求，本领域技术人员对于所公开实施例的变型是可以理解并实现的。在权利要求中，“包括”一词不排除其它元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以满足权利要求中所述的多项功能。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中的事实不指示这些措施的组合不能被用于获得优势。

权利要求中的任意附图标记不应理解为限制其范围。