光脱毛装置
【課題】脱毛処理時に照射の不要な部位や危険な部位へ光を照射することなく、毛根位置近辺への光照射を行い、脱毛処理の安全性を向上させることができる光脱毛装置を提供する。
【解決手段】検出部４は基板に光センサを設けた構造となっており、発光部２は発光器を２次元アレイ状に基板に実装した構造となっている。発光部２の基板には、隣接する発光器の間に貫通孔が形成されており、この貫通孔から皮膚面からの反射光を通過させて、レンズ３を介して検出部４に結像させる。検出部４で撮像されたデータは画像処理され体毛認識処理が行われる。検出された体毛位置近辺の発光器を選択して脱毛用の光を照射する。
【解決手段】検出部４は基板に光センサを設けた構造となっており、発光部２は発光器を２次元アレイ状に基板に実装した構造となっている。発光部２の基板には、隣接する発光器の間に貫通孔が形成されており、この貫通孔から皮膚面からの反射光を通過させて、レンズ３を介して検出部４に結像させる。検出部４で撮像されたデータは画像処理され体毛認識処理が行われる。検出された体毛位置近辺の発光器を選択して脱毛用の光を照射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いた脱毛装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、体毛を除去する装置として、例えば、皮膚にレーザ光を照射して脱毛を行うものが知られている。１本の光ビームを使用して皮膚の広範囲にわたって脱毛処理を行おうとすると光ビームを移動させて毛根に光エネルギーを与える必要があり、処理が煩雑になり時間がかかる。
【０００３】
そこで、複数個の半導体レーザダイオードを等間隔に配置して、多数の光ビームを皮膚面に照射し、一度に照射できる面積を拡げて脱毛等の処理を向上させるレーザ光照射器等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１８８４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の技術では、皮膚の広い範囲に光ビームを照射するようにしているので、脱毛処理に必要な毛根位置近辺以外にも光が照射されて皮膚にダメージを与える可能性がある。
【０００６】
レーザ光を皮膚に照射した場合、肌状態により温度上昇が異なり、特に、ホクロなどのように皮膚色が濃いと、皮膚面で光エネルギーが吸収され温度上昇して火傷になりやすい。
【０００７】
また、毛根位置付近だけではなく、光照射が不必要な領域まで発光器を駆動するので、電源等の消耗が大きい。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、脱毛処理時に照射の不要な部位へ光を照射することなく、毛根位置近辺への光照射を行い、脱毛処理の安全性を向上させることができるとともに、消費電力を抑制することができる光脱毛装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、皮膚面の体毛位置を検出する検出部と、前記検出部で検出された体毛位置に脱毛用の光を照射する発光器と、前記発光器が前記検出部よりも皮膚面に近い位置で皮膚面に面して２次元状に配列されるとともに、隣接する発光器の間に貫通孔が形成された発光部とを備え、前記貫通孔からの入射光により前記検出部が体毛位置を検出したとき、検出された体毛位置近辺の発光器を選択して脱毛用の光を照射することを特徴とする光脱毛装置である。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記検出部はエリアイメージセンサで構成されたことを特徴とする請求項１記載の光脱毛装置である。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、前記検出部と発光部とは密着して一体構造となっていることを特徴とする請求項２記載の光脱毛装置である。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記検出部は配設位置が固定されているとともに前記発光部は皮膚面上を皮膚面に面した状態で移動することを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の光脱毛装置である。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、前記発光部は発光器が実装された基板により形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光脱毛装置である。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、前記発光部の各発光器の光照射側に光の拡散を防ぐ集光機構部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光脱毛装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光照射の不要な領域や光照射を行うと危険な領域等が、光照射範囲内に混在していても、そのような領域に過度の光を照射することなく、体毛（毛穴）位置や毛根位置への光照射を行い、脱毛処理の安全性を向上させることができる。また、光照射を最小限に抑え、無駄な光照射を少なくすることができるので、バッテリー等の消耗を抑えることができる。
【００１６】
また、照射光はブロードな光でも良いので、様々な種類の光源を使用することができ、安価な光源を用いてコストを削減することができるとともに、検出部と発光部とを上下方向に重ねて配置することができるので、装置をコンパクトに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明による光脱毛装置の断面図を、図２は図１の構成を下方向から見た断面図を、図４は光脱毛装置の外観図を示す。
【００１８】
装置本体は、ケース１２で覆われており、皮膚面に光を照射したり、皮膚面からの反射光を装置内部に取り込むために透明ガラス等で形成された照射窓１が皮膚面側に設けられている。
【００１９】
ケース１２の内部には、共振バネ１１、発光器２、レンズ３、検出部４、走査ユニット５、駆動用磁石６、固定子７を有するリニアモータ８、電源９、制御基板１０等が取り付けられている。走査ユニット５には、発光部２、レンズ３、検出部４、駆動用磁石６が配設されている。走査ユニット５は、駆動用磁石６と固定子７を有するリニアモータ８との相互作用により移動方向１の方向に動き、共振バネ１１の作用により滑らかに均一の動きになるようになっている。
【００２０】
発光部２は、皮膚面に検出用の照明光を照射する動作と、脱毛を行うための光を毛根位置に照射する動作に用いられる。発光部２は、レーザ光源を用いても良いし、単なる光源であっても良い。平均的に毛穴から深さ４〜５ｍｍに毛根が存在するが、発毛細胞めがけて一定エネルギーの光を照射すると発毛細胞に刺激を与えることができる。
【００２１】
検出部４は、発光部２の検出用照明光により照らされた皮膚面からの反射光を検出して、皮膚面の状態を撮像するもので、光センサ、小型のＴＶカメラ、ＣＣＤセンサ等が用いられる。また、検出部４には、その他、赤外線センサや紫外線センサを用いることができる。
【００２２】
走査ユニット５に取り付けられた発光部２、レンズ３、検出部４は、所定の関係を保ったまま移動方向１へ一体で移動する。移動方向１と直交する方向へは、操作者が手動により移動させる。なお、レンズ３は、皮膚面からの反射光を検出部４に結像させるために用いられるもので、結像した像の大きさを拡大、縮小できるように上下に移動できるようになっている。
【００２３】
電池等からなる電源９は、制御基板１０、リニアモータ８、検出部４、発光部２等に電気を供給するもので、図示はしていないが適宜配線がなされている。 制御基板１０は、ＣＰＵやメモリ等が搭載されており、モータの制御や検出用照明、発光器、検出器の制御等、装置全体の制御を行うとともに、収集されたデータをメモリに記憶させておき、適宜演算を行う等の動作を行う。
【００２４】
本発明の光脱毛装置の全体概観のデザインの一例を示したのが、図４であり、カバー２０の中央当たりを手に持って、髭剃り機のように皮膚面に対して接触するように置く形状となっている。照射窓１の部分は照射窓１の両側に形成されているカバー部分よりは少し窪んでいるので、この両側のカバー部分が皮膚面に当接して光脱毛装置を固定させる。図４では、光脱毛装置を皮膚面の下側から押し当てるようにしているが、もちろん皮膚面の上側から照射窓１０を下向きにして光脱毛装置を固定するようにすることもできる。
【００２５】
スイッチ２１の押し釦部分は、カバー２０の外側に出ており、操作者が押せるようになっている。起動時にスイッチ２１を押し、脱毛処理時に再度スイッチ２１を押す。また、処理ランプ２２はＬＥＤ等から構成されており、点灯部分が外部から認識できるように、処理ランプ２２の設置位置に該当するケースの一部分を透明にしたり、くり貫いたりしている。この処理ランプ２２は脱毛処理完了時に点灯する。
【００２６】
図３に発光部２、レンズ３、検出部４付近の詳細図を示す。検出部４は基板にエリアイメージセンサとしてのＣＣＤセンサ７６を設けた構造となっており、発光部２は発光器としてのＬＥＤ（発光ダイオード）モジュール７１を２次元アレイ状に基板に実装した構造となっている。発光部２の基板には、貫通孔７５がライン状に並べられたＬＥＤモジュール７１の列と列との間で、かつ隣接するＬＥＤモジュールとの中間地点に形成されており、この貫通孔７５から皮膚面からの反射光を通過させて、レンズ３を介してＣＣＤセンサ７６に結像させる。
【００２７】
ＬＥＤモジュール７１は発光素子としてのＬＥＤチップ７３、反射板７２、封止材７７により構成されている。封止材７７は、シリコン材料等を用いてＬＥＤチップ７３を覆うように凸形状（レンズ形状）に形成されている。ＬＥＤチップ７３に電流が流れると、ＬＥＤチップ７３が発光し、この光が皮膚面に照射される。ＬＥＤチップ７３から放射される光の半分以上は横方向へ出射するので、反射板７２を設けて横方向の放射光を前方（皮膚面方向）に集めて照射効率を高めるようにしている。反射板７２は、ＬＥＤチップ７３を配置する基板上に形成するので、加工が容易なセラミック等で構成される。
【００２８】
ＣＣＤセンサ７６の撮像領域は発光部２の破線で囲んだ部分となっている。
発光部２の上部（光軸上）からＣＣＤセンサにて画像を撮像する。
なお、ＬＥＤモジュール７１のサイズＭは２００〜２５０μm、ＬＥＤモジュール７１の配置間隔Ｌは２００〜２５０μmとすることができる。
【００２９】
検出部４、レンズ３の部分は、他のエリアイメージセンサで置き換えが可能であり、例えばカメラモジュール３０に置き換えた構成例を図５に示す。図の破線で囲まれた部分が撮像範囲であり、すべてのＬＥＤモジュール７１を含んでいる。また、発光部２の構成は、図３と同様であるので説明を省略する。貫通孔７５を通過してきた皮膚面からの反射光をカメラモジュール３０で撮像し画像処理を行う。
【００３０】
図６は、検出部４と発光部２とを密着させた構成を示し、図７はこの密着させた検出部４と発光部２の詳細な構成例を示す。検出部４は、ＣＣＤセンサ７６から構成されており、発光部２のＬＥＤモジュール７１の全領域と合致し、貫通孔７５から皮膚面を撮像することができる。この撮像画像に基づいて体毛の認識処理を行う。なお、ＣＣＤセンサ７６で結像する画像の大きさを調整する（拡大または縮小）ために、貫通孔７５にはマイクロレンズを取り付けるようにしても良い。
【００３１】
体毛又は毛穴位置に脱毛用の光を照射するためにＬＥＤモジュール７１が２次元アレイ状に設けられている。ＬＥＤモジュール７１は、ＬＥＤチップ７３、蛍光体７４、反射板７２、封止材７７から構成されており、脱毛用光源と照明用光源とを兼ねている。発光部２と検出部４の各構成は、上述した図３の構成と同様である。
【００３２】
前述した図１〜図７の構成とした場合の体毛認識時の発光処理の様子を図８に示す。図８（ａ）は、発光部２を真上から見た図を示し、「光」と記載しているのは発光器であるＬＥＤモジュール７１の位置を、○で表しているのは貫通孔７５を示している。また、図の左上のＬＥＤモジュールをＡ１１とし、その右横をＡ１２とし、順に識別番号を付けていくと、第一行目に並んだＬＥＤモジュールは、各々Ａ１１〜Ａ１５までとなり、第２行目はＡ２１〜Ａ２５、第３行目はＡ３１〜Ａ３５、第４行目はＡ４１〜Ａ４５、第５行目はＡ５１〜Ａ５５となる。
【００３３】
貫通孔７５を通過した反射光により、体毛を図８（ｂ）のように認識できたとすると、この体毛位置を図８（ａ）の構成図と重ね合わしたものが図８（ｃ）となる。ここで、貫通孔７５を通過した皮膚面からの反射光により図のように体毛を認識できたのであるから、図８（ｄ）のように斜線を付した○位置に相当する貫通孔からの通過光により体毛が認識できたことになる。
【００３４】
例えば、ＣＣＤセンサ７６からの検出電圧を０Ｖ〜３．３Ｖとし、Ａ／Ｄ変換して０Ｖ〜３．３Ｖを０〜２５５とするとデジタル信号のしきい値レベル１２０以下と検出された光ビームが通過した貫通孔位置を体毛位置と認識する。体毛位置と認識された貫通孔（斜線を付した○位置）の対角線上にある４角のＬＥＤを発光させる。
【００３５】
例えば、左上の斜線を付した○位置Ｂ１１の４角のＬＥＤは、Ａ１１、Ａ１２、Ａ３１、Ａ３２が対応する。また、その下の斜線を付した○位置Ｂ２１の４角のＬＥＤは、Ａ２１、Ａ２２、Ａ４１、Ａ４２が対応する。さらにその下の斜線を付した○位置Ｂ３１の４角のＬＥＤには、Ａ４１、Ａ４２が対応し、下の部分には対応するＬＥＤが配置されていないのでこの２個になる。以上のようにして発光させるべきＬＥＤ位置を太線枠で囲んだのが図８（ｅ）である。このように発光処理が行われ、脱毛処理がなされる。
【００３６】
図９に本発明の光脱毛装置のブロック構成を示し、図１０に動作のフローチャートを示す。ＣＰＵやＤＳＰ等から構成される制御部４１は、光脱毛装置の各部の制御を行い、記憶部４５はメモリ等から構成される。制御部４１と記憶部４５は、制御基板１０に実装されている。表示部４３は処理ランプ２２等により、入力部４４はスイッチ２１等により、駆動部４２はリニアモータ８等により構成される。
【００３７】
次に、光脱毛装置の動作を説明する。まず、ユーザが光脱毛装置の起動時にスイッチ２１を押すと、装置各部に電源９から電源が供給される。脱毛処理を開始したい場合には、再度スイッチ２１を押す。この２回目に押された脱毛処理開始のトリガ信号を制御部４１で検出する（Ｓ１）。トリガ信号が検出されると、制御部４１は照明用の光を発光させるように発光部２に制御信号を送る。この制御信号により発光部２が発光し、皮膚面に光が照射される。皮膚面で光が反射して貫通孔７５を通過してくるので、この通過光を検出部４で撮像する（Ｓ２）。撮像信号は、制御部４１に送られて画像処理され（Ｓ３）、体毛又は毛穴の認識処理を行う。体毛又は毛穴の認識処理が終了すると、処理結果は記憶部４５に記憶させられる。
【００３８】
上述したように、例えば、ＣＣＤセンサ７６からの検出電圧を０Ｖ〜３．３Ｖとし、Ａ／Ｄ変換して０Ｖ〜３．３Ｖを０〜２５５とするとデジタル信号のしきい値レベル１２０以下と検出された光ビームが通過した貫通孔位置を前述の図８に示すように体毛又は毛穴位置として検出する。このとき、体毛や毛穴位置だけでなく、皮膚色等も検出するようにしても良い。
【００３９】
体毛又は毛穴が検出された光ビームが通過した貫通孔位置の四隅の（又は二隅）のＬＥＤモジュール７１から脱毛用の光を発光させるように、制御信号が発光部２に送信され、前述の図８のように発光部２の所定位置のＬＥＤモジュールが発光して皮膚面に照射される（Ｓ４）。光照射の方法は、貫通孔位置の四隅のＬＥＤモジュールをすべて同時に発光させるようにしても良いし（図８（ｅ）の太線枠で囲んだＬＥＤをすべて同時に発光）、ＬＥＤモジュールを一個ずつ順番に発光させても良く、また、複数のＬＥＤモジュールをまとめてブロック分けし、ブロック毎に同時照射を行っていくようにしても良い。
【００４０】
次に駆動部４２を駆動して、１ピッチ分走査ユニット５を移動させる（Ｓ５）。走査ユニット５が移動方向１の最終位置まで移動が完了した場合（Ｓ６YES）は、所定範囲の脱毛処理が終了したので、この終了信号が制御部４１から表示部４３に送信され（Ｓ７）、表示部４３、すなわち処理ランプ２２が点灯する。一方、移動方向１の最終位置まで移動が完了していない場合（Ｓ６NO）は、上記Ｓ２〜Ｓ５までの動作を繰り返す。
【００４１】
次に、皮膚面の他の領域の脱毛処理を行いたい場合には、ユーザが光脱毛装置を手動により移動させて上記Ｓ１〜Ｓ７の処理を行う。上記実施例では、移動方向１の方向に移動を行って、自動的に脱毛処理するようにしているが、例えば移動方向１と直交する方向へも移動できるようにして、２方向ともに自動処理できるようにしても良い。
【００４２】
ところで、ホクロのように皮膚色が濃い部分は、メラニンが多いため、照射光のエネルギーを吸収して発熱するので、火傷を生じる可能性が高い。検出部４で皮膚色等も検出するようにしておき、体毛（毛穴）の近くにホクロやシミ等の皮膚色の濃い部分が検出部４の撮影画像から検出されている場合には、皮膚色の濃い部分に光が照射されないように発光器（ＬＥＤモジュール）を選択することもできる。
【００４３】
上述のように、脱毛用の光照射が必要な部位、すなわち体毛や毛穴（毛根）位置付近に相当する発光器のみを選択して光照射を行うようにしているので、効果的に脱毛処理が行えるとともに、体毛や毛穴位置が含まれる領域以外の皮膚面には光が照射されずに、皮膚へのダメージを防止することができる。また、すべての発光器を使用せずに、体毛や毛穴）位置付近に相当する発光器のみを選択して使用しているので、バッテリー（電源９）の消耗を抑えることができる。さらに、発光部の上方向に検出部を重ねるようにして検出部を配置することができるので装置全体をコンパクトに構成することができる。
【００４４】
上記の動作については、例えば、移動ピッチは１５０〜２５０μｍ、移動方向１への移動速度は５０〜５００ｍｍ／ｓ、移動方向１への１ストローク長は５〜２０ｍｍ、発光器の脱毛用光出力波長は６５０ｎｍ〜６８０ｎｍ、照射スポット径５０〜１５０μｍ、照射強度１５０〜２００ｍＷ／（１００μｍ）２、照射時間１０〜４０ｍｓ程度を想定している。
【００４５】
次に、発光部２と検出部４との関係が図５の構成になっている場合、検出部４を移動させないで、発光部２を移動させる構成を図１１、１２に示す。図１１は、光脱毛装置を側面から見た図であり、図１２は正面から見た図である。
【００４６】
カメラモジュール３０で構成された検出部４は検出部支持体８１によりケース１２に固定されている。一方、発光部２は、走査ユニット８２に固定されており、走査ユニット８２はリニアモータ８の作用により移動方向１に移動する。移動方向１は、発光部２に設けられている発光素子（ＬＥＤ）の光軸に直交する方向に動くようになっている。また、発光部２は、図３、図５の発光部２と同様の構成であり、細部の構成については同じ数字で示す。
【００４７】
図の検出部撮像範囲が発光部２の移動範囲に相当する。走査ユニット８２は、図１２の右端の破線位置から左端の破線位置までの間を移動する。発光部２の移動に伴い発光部２に設けられた貫通孔７５も移動し、撮像領域が次々と変化することで、検出部４はその変化した撮像領域を撮像して体毛又は毛穴を認識する。なお、走査ユニット８２の移動ピッチ、移動方向１への移動速度、光出力等の数値については前記実施例と同様である。
【００４８】
このようにすれば、発光部（発光器）のみを移動させるので、リニアモータ８等の駆動機構の負荷が軽減して安価な駆動機構でも高精度で駆動させることができる。また、検出部（検出器）を固定して、移動動作を行わせないようにしているので、位置情報を正確に検出することができる。
【００４９】
以上述べた実施例について、発光部２の集光機能を高めた構造を示すのが、図１３である。発光部２Ａは、上記発光部２の構成に、取付枠５４と集光機構部５１を設けた構成となっており、集光機構部５１は集光板５２と集光レンズ５３からなる。
【００５０】
図１３のＡ方向から見た断面図を示すのが、図１４であり、ＬＥＤモジュール７１や貫通孔７５に対応する部分がくり貫かれた取付枠５４に集光板５２が取り付けられ、集光板５２の先端部分に集光レンズ５３が取り付けられている。ＬＥＤモジュール７１を集光板５２で覆うように構成することで、ＬＥＤモジュールから放射される全ての光を集光板５２に入射させ、集光板５２では、所定の入射角以下である光を集光レンズ５３位置へ反射させて導く。
【００５１】
集光板５２は、金属（ＳＵＳ等）で鏡面仕上げのものが用いられる。集光レンズ５３に集まった光は、集光レンズ５３により集光、集束させられて皮膚面の所定位置にスポット径を形成する。通常、ＬＥＤチップサイズ（例えば直径４ｍｍ）と上記スポット径はほぼ同サイズとなるように構成される。
【００５２】
このようにして、皮膚面以外へ拡散する光ビームを集光して皮膚面への照射光とするようにしているので、照射効率が向上し、脱毛効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の光脱毛装置の断面を示す図である。
【図２】図１の構成を下方向から見た断面を示す図である。
【図３】発光部とレンズと検出部付近の詳細な構成を示す図である。
【図４】光脱毛装置の外観を示す図である。
【図５】図３の検出部とレンズ部分をカメラモジュールで置き換えた構成を示す図である。
【図６】図１の検出部と発光部とを密着させた構成を有する光脱毛装置を示す図である。
【図７】図６の密着した検出部と発光部の詳細な構成を示す図である。
【図８】体毛認識時の発光処理の様子を示す図である。
【図９】本発明の光脱毛装置のブロック構成を示す図である。
【図１０】本発明の光脱毛装置の動作示すフローチャート図である。
【図１１】図５の構成で検出部を移動させないで、発光部を移動させる構成を有する光脱毛装置の側面図である。
【図１２】図１１の正面図である。
【図１３】発光部の集光機能を高めた構造を示す図である。
【図１４】図１３をＡ方向から見た断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 照射窓
２ 発光部
３ レンズ
４ 検出部
５ 走査ユニット
６ 駆動用磁石
７ 固定子
８ リニアモータ
９ 電源
１０ 制御基板
１１ 共振バネ
１２ ケース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いた脱毛装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、体毛を除去する装置として、例えば、皮膚にレーザ光を照射して脱毛を行うものが知られている。１本の光ビームを使用して皮膚の広範囲にわたって脱毛処理を行おうとすると光ビームを移動させて毛根に光エネルギーを与える必要があり、処理が煩雑になり時間がかかる。
【０００３】
そこで、複数個の半導体レーザダイオードを等間隔に配置して、多数の光ビームを皮膚面に照射し、一度に照射できる面積を拡げて脱毛等の処理を向上させるレーザ光照射器等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１８８４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の技術では、皮膚の広い範囲に光ビームを照射するようにしているので、脱毛処理に必要な毛根位置近辺以外にも光が照射されて皮膚にダメージを与える可能性がある。
【０００６】
レーザ光を皮膚に照射した場合、肌状態により温度上昇が異なり、特に、ホクロなどのように皮膚色が濃いと、皮膚面で光エネルギーが吸収され温度上昇して火傷になりやすい。
【０００７】
また、毛根位置付近だけではなく、光照射が不必要な領域まで発光器を駆動するので、電源等の消耗が大きい。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、脱毛処理時に照射の不要な部位へ光を照射することなく、毛根位置近辺への光照射を行い、脱毛処理の安全性を向上させることができるとともに、消費電力を抑制することができる光脱毛装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、皮膚面の体毛位置を検出する検出部と、前記検出部で検出された体毛位置に脱毛用の光を照射する発光器と、前記発光器が前記検出部よりも皮膚面に近い位置で皮膚面に面して２次元状に配列されるとともに、隣接する発光器の間に貫通孔が形成された発光部とを備え、前記貫通孔からの入射光により前記検出部が体毛位置を検出したとき、検出された体毛位置近辺の発光器を選択して脱毛用の光を照射することを特徴とする光脱毛装置である。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記検出部はエリアイメージセンサで構成されたことを特徴とする請求項１記載の光脱毛装置である。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、前記検出部と発光部とは密着して一体構造となっていることを特徴とする請求項２記載の光脱毛装置である。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記検出部は配設位置が固定されているとともに前記発光部は皮膚面上を皮膚面に面した状態で移動することを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の光脱毛装置である。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、前記発光部は発光器が実装された基板により形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光脱毛装置である。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、前記発光部の各発光器の光照射側に光の拡散を防ぐ集光機構部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光脱毛装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光照射の不要な領域や光照射を行うと危険な領域等が、光照射範囲内に混在していても、そのような領域に過度の光を照射することなく、体毛（毛穴）位置や毛根位置への光照射を行い、脱毛処理の安全性を向上させることができる。また、光照射を最小限に抑え、無駄な光照射を少なくすることができるので、バッテリー等の消耗を抑えることができる。
【００１６】
また、照射光はブロードな光でも良いので、様々な種類の光源を使用することができ、安価な光源を用いてコストを削減することができるとともに、検出部と発光部とを上下方向に重ねて配置することができるので、装置をコンパクトに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明による光脱毛装置の断面図を、図２は図１の構成を下方向から見た断面図を、図４は光脱毛装置の外観図を示す。
【００１８】
装置本体は、ケース１２で覆われており、皮膚面に光を照射したり、皮膚面からの反射光を装置内部に取り込むために透明ガラス等で形成された照射窓１が皮膚面側に設けられている。
【００１９】
ケース１２の内部には、共振バネ１１、発光器２、レンズ３、検出部４、走査ユニット５、駆動用磁石６、固定子７を有するリニアモータ８、電源９、制御基板１０等が取り付けられている。走査ユニット５には、発光部２、レンズ３、検出部４、駆動用磁石６が配設されている。走査ユニット５は、駆動用磁石６と固定子７を有するリニアモータ８との相互作用により移動方向１の方向に動き、共振バネ１１の作用により滑らかに均一の動きになるようになっている。
【００２０】
発光部２は、皮膚面に検出用の照明光を照射する動作と、脱毛を行うための光を毛根位置に照射する動作に用いられる。発光部２は、レーザ光源を用いても良いし、単なる光源であっても良い。平均的に毛穴から深さ４〜５ｍｍに毛根が存在するが、発毛細胞めがけて一定エネルギーの光を照射すると発毛細胞に刺激を与えることができる。
【００２１】
検出部４は、発光部２の検出用照明光により照らされた皮膚面からの反射光を検出して、皮膚面の状態を撮像するもので、光センサ、小型のＴＶカメラ、ＣＣＤセンサ等が用いられる。また、検出部４には、その他、赤外線センサや紫外線センサを用いることができる。
【００２２】
走査ユニット５に取り付けられた発光部２、レンズ３、検出部４は、所定の関係を保ったまま移動方向１へ一体で移動する。移動方向１と直交する方向へは、操作者が手動により移動させる。なお、レンズ３は、皮膚面からの反射光を検出部４に結像させるために用いられるもので、結像した像の大きさを拡大、縮小できるように上下に移動できるようになっている。
【００２３】
電池等からなる電源９は、制御基板１０、リニアモータ８、検出部４、発光部２等に電気を供給するもので、図示はしていないが適宜配線がなされている。 制御基板１０は、ＣＰＵやメモリ等が搭載されており、モータの制御や検出用照明、発光器、検出器の制御等、装置全体の制御を行うとともに、収集されたデータをメモリに記憶させておき、適宜演算を行う等の動作を行う。
【００２４】
本発明の光脱毛装置の全体概観のデザインの一例を示したのが、図４であり、カバー２０の中央当たりを手に持って、髭剃り機のように皮膚面に対して接触するように置く形状となっている。照射窓１の部分は照射窓１の両側に形成されているカバー部分よりは少し窪んでいるので、この両側のカバー部分が皮膚面に当接して光脱毛装置を固定させる。図４では、光脱毛装置を皮膚面の下側から押し当てるようにしているが、もちろん皮膚面の上側から照射窓１０を下向きにして光脱毛装置を固定するようにすることもできる。
【００２５】
スイッチ２１の押し釦部分は、カバー２０の外側に出ており、操作者が押せるようになっている。起動時にスイッチ２１を押し、脱毛処理時に再度スイッチ２１を押す。また、処理ランプ２２はＬＥＤ等から構成されており、点灯部分が外部から認識できるように、処理ランプ２２の設置位置に該当するケースの一部分を透明にしたり、くり貫いたりしている。この処理ランプ２２は脱毛処理完了時に点灯する。
【００２６】
図３に発光部２、レンズ３、検出部４付近の詳細図を示す。検出部４は基板にエリアイメージセンサとしてのＣＣＤセンサ７６を設けた構造となっており、発光部２は発光器としてのＬＥＤ（発光ダイオード）モジュール７１を２次元アレイ状に基板に実装した構造となっている。発光部２の基板には、貫通孔７５がライン状に並べられたＬＥＤモジュール７１の列と列との間で、かつ隣接するＬＥＤモジュールとの中間地点に形成されており、この貫通孔７５から皮膚面からの反射光を通過させて、レンズ３を介してＣＣＤセンサ７６に結像させる。
【００２７】
ＬＥＤモジュール７１は発光素子としてのＬＥＤチップ７３、反射板７２、封止材７７により構成されている。封止材７７は、シリコン材料等を用いてＬＥＤチップ７３を覆うように凸形状（レンズ形状）に形成されている。ＬＥＤチップ７３に電流が流れると、ＬＥＤチップ７３が発光し、この光が皮膚面に照射される。ＬＥＤチップ７３から放射される光の半分以上は横方向へ出射するので、反射板７２を設けて横方向の放射光を前方（皮膚面方向）に集めて照射効率を高めるようにしている。反射板７２は、ＬＥＤチップ７３を配置する基板上に形成するので、加工が容易なセラミック等で構成される。
【００２８】
ＣＣＤセンサ７６の撮像領域は発光部２の破線で囲んだ部分となっている。
発光部２の上部（光軸上）からＣＣＤセンサにて画像を撮像する。
なお、ＬＥＤモジュール７１のサイズＭは２００〜２５０μm、ＬＥＤモジュール７１の配置間隔Ｌは２００〜２５０μmとすることができる。
【００２９】
検出部４、レンズ３の部分は、他のエリアイメージセンサで置き換えが可能であり、例えばカメラモジュール３０に置き換えた構成例を図５に示す。図の破線で囲まれた部分が撮像範囲であり、すべてのＬＥＤモジュール７１を含んでいる。また、発光部２の構成は、図３と同様であるので説明を省略する。貫通孔７５を通過してきた皮膚面からの反射光をカメラモジュール３０で撮像し画像処理を行う。
【００３０】
図６は、検出部４と発光部２とを密着させた構成を示し、図７はこの密着させた検出部４と発光部２の詳細な構成例を示す。検出部４は、ＣＣＤセンサ７６から構成されており、発光部２のＬＥＤモジュール７１の全領域と合致し、貫通孔７５から皮膚面を撮像することができる。この撮像画像に基づいて体毛の認識処理を行う。なお、ＣＣＤセンサ７６で結像する画像の大きさを調整する（拡大または縮小）ために、貫通孔７５にはマイクロレンズを取り付けるようにしても良い。
【００３１】
体毛又は毛穴位置に脱毛用の光を照射するためにＬＥＤモジュール７１が２次元アレイ状に設けられている。ＬＥＤモジュール７１は、ＬＥＤチップ７３、蛍光体７４、反射板７２、封止材７７から構成されており、脱毛用光源と照明用光源とを兼ねている。発光部２と検出部４の各構成は、上述した図３の構成と同様である。
【００３２】
前述した図１〜図７の構成とした場合の体毛認識時の発光処理の様子を図８に示す。図８（ａ）は、発光部２を真上から見た図を示し、「光」と記載しているのは発光器であるＬＥＤモジュール７１の位置を、○で表しているのは貫通孔７５を示している。また、図の左上のＬＥＤモジュールをＡ１１とし、その右横をＡ１２とし、順に識別番号を付けていくと、第一行目に並んだＬＥＤモジュールは、各々Ａ１１〜Ａ１５までとなり、第２行目はＡ２１〜Ａ２５、第３行目はＡ３１〜Ａ３５、第４行目はＡ４１〜Ａ４５、第５行目はＡ５１〜Ａ５５となる。
【００３３】
貫通孔７５を通過した反射光により、体毛を図８（ｂ）のように認識できたとすると、この体毛位置を図８（ａ）の構成図と重ね合わしたものが図８（ｃ）となる。ここで、貫通孔７５を通過した皮膚面からの反射光により図のように体毛を認識できたのであるから、図８（ｄ）のように斜線を付した○位置に相当する貫通孔からの通過光により体毛が認識できたことになる。
【００３４】
例えば、ＣＣＤセンサ７６からの検出電圧を０Ｖ〜３．３Ｖとし、Ａ／Ｄ変換して０Ｖ〜３．３Ｖを０〜２５５とするとデジタル信号のしきい値レベル１２０以下と検出された光ビームが通過した貫通孔位置を体毛位置と認識する。体毛位置と認識された貫通孔（斜線を付した○位置）の対角線上にある４角のＬＥＤを発光させる。
【００３５】
例えば、左上の斜線を付した○位置Ｂ１１の４角のＬＥＤは、Ａ１１、Ａ１２、Ａ３１、Ａ３２が対応する。また、その下の斜線を付した○位置Ｂ２１の４角のＬＥＤは、Ａ２１、Ａ２２、Ａ４１、Ａ４２が対応する。さらにその下の斜線を付した○位置Ｂ３１の４角のＬＥＤには、Ａ４１、Ａ４２が対応し、下の部分には対応するＬＥＤが配置されていないのでこの２個になる。以上のようにして発光させるべきＬＥＤ位置を太線枠で囲んだのが図８（ｅ）である。このように発光処理が行われ、脱毛処理がなされる。
【００３６】
図９に本発明の光脱毛装置のブロック構成を示し、図１０に動作のフローチャートを示す。ＣＰＵやＤＳＰ等から構成される制御部４１は、光脱毛装置の各部の制御を行い、記憶部４５はメモリ等から構成される。制御部４１と記憶部４５は、制御基板１０に実装されている。表示部４３は処理ランプ２２等により、入力部４４はスイッチ２１等により、駆動部４２はリニアモータ８等により構成される。
【００３７】
次に、光脱毛装置の動作を説明する。まず、ユーザが光脱毛装置の起動時にスイッチ２１を押すと、装置各部に電源９から電源が供給される。脱毛処理を開始したい場合には、再度スイッチ２１を押す。この２回目に押された脱毛処理開始のトリガ信号を制御部４１で検出する（Ｓ１）。トリガ信号が検出されると、制御部４１は照明用の光を発光させるように発光部２に制御信号を送る。この制御信号により発光部２が発光し、皮膚面に光が照射される。皮膚面で光が反射して貫通孔７５を通過してくるので、この通過光を検出部４で撮像する（Ｓ２）。撮像信号は、制御部４１に送られて画像処理され（Ｓ３）、体毛又は毛穴の認識処理を行う。体毛又は毛穴の認識処理が終了すると、処理結果は記憶部４５に記憶させられる。
【００３８】
上述したように、例えば、ＣＣＤセンサ７６からの検出電圧を０Ｖ〜３．３Ｖとし、Ａ／Ｄ変換して０Ｖ〜３．３Ｖを０〜２５５とするとデジタル信号のしきい値レベル１２０以下と検出された光ビームが通過した貫通孔位置を前述の図８に示すように体毛又は毛穴位置として検出する。このとき、体毛や毛穴位置だけでなく、皮膚色等も検出するようにしても良い。
【００３９】
体毛又は毛穴が検出された光ビームが通過した貫通孔位置の四隅の（又は二隅）のＬＥＤモジュール７１から脱毛用の光を発光させるように、制御信号が発光部２に送信され、前述の図８のように発光部２の所定位置のＬＥＤモジュールが発光して皮膚面に照射される（Ｓ４）。光照射の方法は、貫通孔位置の四隅のＬＥＤモジュールをすべて同時に発光させるようにしても良いし（図８（ｅ）の太線枠で囲んだＬＥＤをすべて同時に発光）、ＬＥＤモジュールを一個ずつ順番に発光させても良く、また、複数のＬＥＤモジュールをまとめてブロック分けし、ブロック毎に同時照射を行っていくようにしても良い。
【００４０】
次に駆動部４２を駆動して、１ピッチ分走査ユニット５を移動させる（Ｓ５）。走査ユニット５が移動方向１の最終位置まで移動が完了した場合（Ｓ６YES）は、所定範囲の脱毛処理が終了したので、この終了信号が制御部４１から表示部４３に送信され（Ｓ７）、表示部４３、すなわち処理ランプ２２が点灯する。一方、移動方向１の最終位置まで移動が完了していない場合（Ｓ６NO）は、上記Ｓ２〜Ｓ５までの動作を繰り返す。
【００４１】
次に、皮膚面の他の領域の脱毛処理を行いたい場合には、ユーザが光脱毛装置を手動により移動させて上記Ｓ１〜Ｓ７の処理を行う。上記実施例では、移動方向１の方向に移動を行って、自動的に脱毛処理するようにしているが、例えば移動方向１と直交する方向へも移動できるようにして、２方向ともに自動処理できるようにしても良い。
【００４２】
ところで、ホクロのように皮膚色が濃い部分は、メラニンが多いため、照射光のエネルギーを吸収して発熱するので、火傷を生じる可能性が高い。検出部４で皮膚色等も検出するようにしておき、体毛（毛穴）の近くにホクロやシミ等の皮膚色の濃い部分が検出部４の撮影画像から検出されている場合には、皮膚色の濃い部分に光が照射されないように発光器（ＬＥＤモジュール）を選択することもできる。
【００４３】
上述のように、脱毛用の光照射が必要な部位、すなわち体毛や毛穴（毛根）位置付近に相当する発光器のみを選択して光照射を行うようにしているので、効果的に脱毛処理が行えるとともに、体毛や毛穴位置が含まれる領域以外の皮膚面には光が照射されずに、皮膚へのダメージを防止することができる。また、すべての発光器を使用せずに、体毛や毛穴）位置付近に相当する発光器のみを選択して使用しているので、バッテリー（電源９）の消耗を抑えることができる。さらに、発光部の上方向に検出部を重ねるようにして検出部を配置することができるので装置全体をコンパクトに構成することができる。
【００４４】
上記の動作については、例えば、移動ピッチは１５０〜２５０μｍ、移動方向１への移動速度は５０〜５００ｍｍ／ｓ、移動方向１への１ストローク長は５〜２０ｍｍ、発光器の脱毛用光出力波長は６５０ｎｍ〜６８０ｎｍ、照射スポット径５０〜１５０μｍ、照射強度１５０〜２００ｍＷ／（１００μｍ）２、照射時間１０〜４０ｍｓ程度を想定している。
【００４５】
次に、発光部２と検出部４との関係が図５の構成になっている場合、検出部４を移動させないで、発光部２を移動させる構成を図１１、１２に示す。図１１は、光脱毛装置を側面から見た図であり、図１２は正面から見た図である。
【００４６】
カメラモジュール３０で構成された検出部４は検出部支持体８１によりケース１２に固定されている。一方、発光部２は、走査ユニット８２に固定されており、走査ユニット８２はリニアモータ８の作用により移動方向１に移動する。移動方向１は、発光部２に設けられている発光素子（ＬＥＤ）の光軸に直交する方向に動くようになっている。また、発光部２は、図３、図５の発光部２と同様の構成であり、細部の構成については同じ数字で示す。
【００４７】
図の検出部撮像範囲が発光部２の移動範囲に相当する。走査ユニット８２は、図１２の右端の破線位置から左端の破線位置までの間を移動する。発光部２の移動に伴い発光部２に設けられた貫通孔７５も移動し、撮像領域が次々と変化することで、検出部４はその変化した撮像領域を撮像して体毛又は毛穴を認識する。なお、走査ユニット８２の移動ピッチ、移動方向１への移動速度、光出力等の数値については前記実施例と同様である。
【００４８】
このようにすれば、発光部（発光器）のみを移動させるので、リニアモータ８等の駆動機構の負荷が軽減して安価な駆動機構でも高精度で駆動させることができる。また、検出部（検出器）を固定して、移動動作を行わせないようにしているので、位置情報を正確に検出することができる。
【００４９】
以上述べた実施例について、発光部２の集光機能を高めた構造を示すのが、図１３である。発光部２Ａは、上記発光部２の構成に、取付枠５４と集光機構部５１を設けた構成となっており、集光機構部５１は集光板５２と集光レンズ５３からなる。
【００５０】
図１３のＡ方向から見た断面図を示すのが、図１４であり、ＬＥＤモジュール７１や貫通孔７５に対応する部分がくり貫かれた取付枠５４に集光板５２が取り付けられ、集光板５２の先端部分に集光レンズ５３が取り付けられている。ＬＥＤモジュール７１を集光板５２で覆うように構成することで、ＬＥＤモジュールから放射される全ての光を集光板５２に入射させ、集光板５２では、所定の入射角以下である光を集光レンズ５３位置へ反射させて導く。
【００５１】
集光板５２は、金属（ＳＵＳ等）で鏡面仕上げのものが用いられる。集光レンズ５３に集まった光は、集光レンズ５３により集光、集束させられて皮膚面の所定位置にスポット径を形成する。通常、ＬＥＤチップサイズ（例えば直径４ｍｍ）と上記スポット径はほぼ同サイズとなるように構成される。
【００５２】
このようにして、皮膚面以外へ拡散する光ビームを集光して皮膚面への照射光とするようにしているので、照射効率が向上し、脱毛効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の光脱毛装置の断面を示す図である。
【図２】図１の構成を下方向から見た断面を示す図である。
【図３】発光部とレンズと検出部付近の詳細な構成を示す図である。
【図４】光脱毛装置の外観を示す図である。
【図５】図３の検出部とレンズ部分をカメラモジュールで置き換えた構成を示す図である。
【図６】図１の検出部と発光部とを密着させた構成を有する光脱毛装置を示す図である。
【図７】図６の密着した検出部と発光部の詳細な構成を示す図である。
【図８】体毛認識時の発光処理の様子を示す図である。
【図９】本発明の光脱毛装置のブロック構成を示す図である。
【図１０】本発明の光脱毛装置の動作示すフローチャート図である。
【図１１】図５の構成で検出部を移動させないで、発光部を移動させる構成を有する光脱毛装置の側面図である。
【図１２】図１１の正面図である。
【図１３】発光部の集光機能を高めた構造を示す図である。
【図１４】図１３をＡ方向から見た断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 照射窓
２ 発光部
３ レンズ
４ 検出部
５ 走査ユニット
６ 駆動用磁石
７ 固定子
８ リニアモータ
９ 電源
１０ 制御基板
１１ 共振バネ
１２ ケース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膚面の体毛位置を検出する検出部と、
前記検出部で検出された体毛位置に脱毛用の光を照射する発光器と、
前記発光器が前記検出部よりも皮膚面に近い位置で皮膚面に面して２次元状に配列されるとともに、隣接する発光器の間に貫通孔が形成された発光部とを備え、
前記貫通孔からの入射光により前記検出部が体毛位置を検出したとき、検出された体毛位置近辺の発光器を選択して脱毛用の光を照射することを特徴とする光脱毛装置。
【請求項２】
前記検出部はエリアイメージセンサで構成されたことを特徴とする請求項１記載の光脱毛装置。
【請求項３】
前記検出部と発光部とは密着して一体構造となっていることを特徴とする請求項２記載の光脱毛装置。
【請求項４】
前記検出部は配設位置が固定されているとともに前記発光部は皮膚面上を皮膚面に面した状態で移動することを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の光脱毛装置。
【請求項５】
前記発光部は発光器が実装された基板により形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光脱毛装置。
【請求項６】
前記発光部の各発光器の光照射側に光の拡散を防ぐ集光機構部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光脱毛装置。
【請求項１】
皮膚面の体毛位置を検出する検出部と、
前記検出部で検出された体毛位置に脱毛用の光を照射する発光器と、
前記発光器が前記検出部よりも皮膚面に近い位置で皮膚面に面して２次元状に配列されるとともに、隣接する発光器の間に貫通孔が形成された発光部とを備え、
前記貫通孔からの入射光により前記検出部が体毛位置を検出したとき、検出された体毛位置近辺の発光器を選択して脱毛用の光を照射することを特徴とする光脱毛装置。
【請求項２】
前記検出部はエリアイメージセンサで構成されたことを特徴とする請求項１記載の光脱毛装置。
【請求項３】
前記検出部と発光部とは密着して一体構造となっていることを特徴とする請求項２記載の光脱毛装置。
【請求項４】
前記検出部は配設位置が固定されているとともに前記発光部は皮膚面上を皮膚面に面した状態で移動することを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の光脱毛装置。
【請求項５】
前記発光部は発光器が実装された基板により形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光脱毛装置。
【請求項６】
前記発光部の各発光器の光照射側に光の拡散を防ぐ集光機構部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光脱毛装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−２２３３９３（Ｐ２００６−２２３３９３Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３８３６７（Ｐ２００５−３８３６７）
【出願日】平成１７年２月１５日（２００５．２．１５）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１５日（２００５．２．１５）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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