皮肤处理装置的制作方法

本发明涉及一种皮肤处理装置，优选地是一种用于生成宽带光的高强度脉冲的强脉冲光(ipl)毛发去除装置。

背景技术：

1、光脉冲典型地通过以脉冲形式传递光能的氙灯释放被存储在电容器中的电能而产生。来自灯的光通过滤光器，以去除紫外线和蓝光区域中潜在的有害波长。然后将光引导到皮肤区域上进行处理。从装置发出并且因此到达皮肤的光能被称为“光输出能量”。

2、对于使用闪光灯的ipl装置，将存储的电能转换为光输出能量的效率通常在20％和40％之间。其余的60％至80％的能量由于吸收(即反射或透射损失)而变成由灯和光路中的部件内的电子器件(例如光导、滤光器)直接产生的余热。因此：

3、使用的电能(每发射一个光能脉冲)＝光能输出(每发射一个的光能脉冲)+余热

4、作为近似，假设使用氙灯的ipl装置的效率为25％。也就是说，余热/光能输出的比率是3/1。

5、此外，光功率(瓦特)可以被定义为：

6、光功率＝每次闪光的光输出能量/闪光间隔时间

7、因此，对于所提供的示例，余热功率(瓦特)是：

8、余热功率＝3*光功率

9、对于ipl装置来说，具有相对高的光功率通常是有益的。更高的光功率允许该装置以更高的闪光速率为每次闪光传递有效水平的能量。这意味着具有较高光功率的装置能够比具有较低光功率的装置更快和/或更有效地处理特定皮肤区域。这对于腿部、胸部或背部等具有较大的待处理面积的身体区域特别有用。根据这些功率方程和说明性值，可以理解，每次闪光的能量越高，和/或装置闪光速率越快，每秒产生的余热量(余热功率)就越大。

10、这在ipl装置中产生了一个问题，因为必须去除余热，以防止损坏装置本身或灼伤使用者。因此，装置产生的这种余热典型地通过强制空气冷却系统去除。这包括装置中的小电扇，将环境空气吸入装置，并且在将空气从手持机中排出之前，将其引导到热的内部组件(如灯、反射器等)上。强制空气冷却系统的除热能力必须被设计为与装置的余热功率相匹配或超过该余热功率，以防止手持部件过热。

11、由于需要确保光能脉冲被实际传递到皮肤，并且应使杂散光辐射最小化，以避免对眼睛造成不安全的水平，因此装置应与皮肤接触(或无形中靠近)。杂散光辐射能够被定义为由光源发射的光，该光旨在被目标皮肤区域吸收以用于处理目的，但未击中预期目标或从目标反射或减轻。这存在一个问题，即余热将从装置转移到皮肤。因此，必须仔细考虑装置如何接触皮肤。现有装置中存在两种主要类型的皮肤接触配置。

12、类型1——非接触式—空心光导管

13、由灯发射的光能脉冲经过过滤，然后通过中空的“光导管”传输到皮肤，该光导管典型地由定义位于滤光器和皮肤之间的管/通道的薄的反射铝材料壁制成。光导管是中空的，并且因此，由灯产生的光能脉冲穿过光导管内的空气，直到触及皮肤。这种布置的优点首先是铝制光导管的制造成本低廉。其次，由于光穿过空气触及皮肤，因此在与皮肤接触的直接光能传递路径中没有固体介质由于传输损耗而变热，因此不需要复杂的冷却装置来确保皮肤接触材料保持冷却。

14、这种类型1的装置能够发射相对高的光功率，典型地在20w的量级，这意味着当脉冲重复率高时，能够相对快速地处理较大面积的身体，例如腿部或背部。然而，这种类型1的装置对较小且对热量更敏感的身体区域诸如腋下和比基尼区域没有那么有益。因此，类型2的装置可供使用。

15、类型2——接触—固体光导管

16、由灯产生的光被过滤，然后通过在运行时接触皮肤的固体光导传输到皮肤。光导典型地由诸如玻璃或蓝宝石等透明材料制成。

17、固体光导材料将在每次光能脉冲放电期间由于传输损耗和传导而变热。如果固体光导没有被专门冷却，它最终可能达到引起皮肤疼痛或对皮肤有害的温度。因此，固体光导典型地与热电冷却系统(tec)结合使用，以从光导提取热量来保持其冷却，这也可以起到为皮肤提供低于正常皮肤温度的冷却作用。这种tec系统增加了装置的额外成本、复杂性、尺寸和重量。热电装置本身也产生额外的余热，这些余热必须由强制空气冷却系统排出。

18、装置的光功率越高，固体光导的余热输入就越高，因此，保持光导冷却所需的tec功率就越高，这给装置增加了更高的成本、体积和复杂性。典型的类型2的装置发射的最大光功率为8w。tec系统的功率、尺寸和成本必须与光功率成比例地增加。因此，对于给定的光功率，类型2的装置将比类型1的装置更大、更重、更贵。然而，固体光导确实具有显著的优点，因为它们可以具有高的传输效率，并且重要的是可以被冷却到低于正常皮肤温度的温度。这冷却了被处理的皮肤表面，使处理更安全，疼痛更少。这对诸如腋下和比基尼区域等敏感区域特别有帮助。

19、因此，显而易见的，类型1(非接触式)装置更适合于更高的光功率装置，从而使对于给定的处理积分通量能快速处理，因此更适合处理较大的身体区域，诸如腿或背部。类型2(接触)系统更适合于敏感区域(诸如腋下和比基尼区域)的处理，因为蓝宝石光导能够被冷却到低于皮肤温度的温度。这在处理过程中冷却了皮肤表面，使处理不那么痛苦。

20、值得注意的是，待处理的最敏感的身体区域(腋下和比基尼区域)相对较小，因此类型2的系统的较低功率和速度对这些区域不是一个重要问题。

21、因此，需要多个装置来实现类型1和类型2处理的有益效果；然而，这是不切实际的，昂贵的，而且大多是不可行的，特别是对于家用应用。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述缺陷或至少提供一种有用的替代方案。

2、根据本发明，存在一种用于向受试者的皮肤传递光能脉冲的皮肤处理装置，该皮肤处理装置包括：

3、-主体；

4、-被封装在主体内释放光能脉冲的光源；

5、-用于控制光能脉冲的传递的控制系统；

6、-用于将光能从光源引导到受试者的皮肤的主光导，主光导包括固体材料，光能脉冲通过该固体材料传输，固体材料定义用于提供与受试者的皮肤接触的第一皮肤接触表面；

7、-用于冷却固体材料的冷却装置；

8、-被布置为可安装至主体和可从主体卸下的头部，头部包括后端，后端用于可释放地安装至主体并且延伸到包括第二皮肤接触表面的前端，头部还包括定义在前端和后端之间延伸的光能脉冲传输通道的次光导，第二皮肤接触表面定义通向光能脉冲传输通道的开口，其中第二皮肤接触表面围绕开口的外围的至少一部分延伸；

9、该装置可在头部从主体上被卸下的第一配置和头部被安装至主体的第二配置中运行，使得在第二配置中，第一皮肤接触表面与受试者的皮肤间隔开，光能脉冲通过第一光导的固体材料和第二光导的光能脉冲传输通道。

10、因此，该装置结合了第二配置中的类型1的系统(高功率、速度)和第一配置中的类型2的系统(安全和疼痛低)的优点，而没有相应的尺寸、成本和重量增加，并且使用者可以简单地重新配置。

11、在头部被安装至主体时，头部将第一皮肤接触表面与皮肤隔开，从而在第一皮肤接触表面和第二皮肤接触表面(由头部的前缘定义)之间定义次光导。因此，在头部被安装至主体时，第一皮肤接触表面在第二皮肤接触表面的后方。

12、头部的第二皮肤接触表面有利地定义输出窗。第二皮肤接触表面优选地由围绕开口延伸到次光导中的外围边缘定义。

13、应当理解，在安装的配置中，从光源到前端(并且因此到皮肤上)的光能传递路径是通过主光导和次光导的。

14、应当理解，在第二配置中，次光导由头部定义，并且光能从主光导的固体材料的皮肤接触表面朝向皮肤引导。

15、该装置被有利地配置为检测头部是被安装至壳体或从壳体上被卸下。有利地提供了检测器。检测器有利地是被配置为确定与头部中的微处理器的通信的控制系统。

16、光能脉冲传输通道优选地包括从开口朝向后端延伸的孔。孔可以从开口延伸到后端的整个路径。

17、冷却装置有利地是热电冷却系统(tec)。由于在第二配置中第一皮肤接触表面与皮肤分离，这意味着第一皮肤接触面的冷却是不必要的，因此冷却系统可以仅在第一配置中可操作。tec优选地包括热电冷却器、热交换器和二者之间的热管，tec还包括用于将空气导向热交换器的风扇。

18、该装置优选地被配置为检测头部是被安装至壳体或从壳体上被卸下，并且其中控制系统被配置为根据头部是被安装至壳体或从壳体上被卸下来修改皮肤处理装置的运行。

19、控制系统优选地被配置为控制多个光能脉冲的传递和控制光功率输出的传递，控制系统进一步被配置为根据头部是被安装至壳体或从壳体上被卸下以使光功率输出改变，其中光功率输出被定义为从装置发射的每个脉冲的光输出能量除以连续脉冲间隔的时间。因此，有益地修改了光功率输出的值。该装置优选地能够在没有使用者输入时修改装置的运行。这为使用者提供了安全益处。因此，控制系统能够根据头部是否被安装至主体来修改装置的运行方式。当头部被安装至主体时，光功率输出优选地更大，其中，当头部被安装至主体时，光功率可以在1.5-3倍之间。

20、控制系统优选地被布置为控制多个光能脉冲的传递，并且控制系统进一步被配置为控制传递连续脉冲间隔的时间段，并且根据头部是被安装至主体或从主体上被卸下来从多个不同的时间段中选择该时间段。

21、当头部从壳体上被卸下时，该时间段优选地更长。这意味着，在头部被安装至壳体时，光能脉冲重复率更高。因此，该装置的使用者将能够在头部被安装至主体时更快地处理较大的身体区域。

22、还应当理解，能够通过修改每个脉冲的光输出能量来修改光功率输出。光能脉冲典型地通过使光能源的电容器放电来发射。例如，通过修改电容器上的电压，能够修改光源所发射的光输出能量。

23、在头部被安装并且因此处于第二配置时，当总光能输出为18j时，更高的光功率输出例如20w使光能脉冲传递间隔的周期是0.9秒。在第一配置中头部被移除时，光功率输出是例如6w，这将导致当总光能输出是18j时，光能脉冲传递间隔的周期是3秒。对于这些说明性的值，如果主光导和次光导的横截面积是3cm2，则输出18j的总能量，积分通量是6j/cm2。具有该积分通量的ipl毛发去除装置的典型脉冲持续时间在0.5毫秒至2.5毫秒的范围内。

24、该装置优选地还包括可在禁用配置和启动配置之间切换的用户输入触发器，该启动配置用于启动光能脉冲放电，其中控制系统被布置为使得将用户输入触发器保持在启动位置导致以脉冲重复频率放电多个光能脉冲。因此，该装置根据使用者输入可以不同的方式运行。如果使用者按下并且保持用户输入触发器，则以由控制系统控制的最大允许重复率连续发射光能脉冲。如果用户输入触发器被按下并且在达到要发射的连续脉冲的时间段之前发生放开的情况下而被放开，则也可以发射单个脉冲。当再次按下用户输入触发器时，则能够发出连续的脉冲，前提是已经满足了时间段。

25、应当理解，在第二配置中，主光导和次光导组合定义了光能脉冲从光源到受试者皮肤的路径的至少一部分。

26、应当理解的是，主光导的固体材料可以使光透过。主光导的固体材料优选地包括玻璃或蓝宝石。

27、次光导的光能脉冲传输通道优选地包括通孔，其中优选地整个光能脉冲传输通道是通孔。光能脉冲传输通道优选地由通道壁定义，其中该通道包括气隙。通道壁引导光能脉冲通过通道并且有益地是反射式的。次光导有益地是中空光导。另一种等效术语是，次光导是光导管。通道壁可以包括铝。

28、主光导的材料可以不延长光源和皮肤接触表面之间的整个距离。因此，在光源和材料之间可能存在间隙。主光导优选地还包括用于滤除预定波长的光能的滤光器。滤光器优选地具有在470至650nm范围内的截止值。滤光器可以包括在固体材料上的涂层。可替换地，滤光器可以包括在光源和固体材料中间的与固体材料不同的且独立的部件。

29、该装置优选地还包括被布置为测量主光导的固体材料的温度的温度传感器，并且其中控制系统被布置为根据测量的温度来控制冷却装置的运行参数。控制系统优选地被布置为如果测量的温度达到或超过阈值则减小光功率输出。控制系统可以被配置为如果测量的温度达到或超过阈值则阻止光能脉冲的传递。

30、冷却装置优选在第一可操作配置和第二可操作配置中都被启动。冷却装置可以在第二可操作配置中以降低功率模式运行。

31、头部优选地包括邻近开口布置的多个传感器，其中在第二配置中，控制系统被布置为接收来自该多个传感器的传感器输出，并且基于传感器输出来控制装置的运行。

32、主体优选地包括邻近第一皮肤接触表面布置的多个传感器，其中在第一配置中，控制系统被布置为接收来自该多个传感器的传感器输出，并且基于传感器输出来控制装置的运行。邻近第一皮肤接触表面布置的该多个传感器要么被头部隐藏，要么在头部被安装至主体的第二配置中不可操作。

33、控制该装置的操作可以包括确定闪光灯是否能够发射光能脉冲和确定脉冲的性质(例如，积分通量)中的一个或两个。

34、该装置可以包括用于固定到主体的适配器，该适配器被布置为部分遮挡第一皮肤接触表面。这使得能够容易使用来处理较小的身体区域。

35、头部的前端的至少包括第二皮肤接触表面的部分优选地至少部分地可从静止位置移动到偏转位置，以适应皮肤的几何形状。

36、光源有利地是闪光灯，优选地是氙灯。

37、皮肤处理装置有利地是手持式皮肤处理装置。主体被有利地布置成由使用者抓握。