專利名稱：美容設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用光束去除皮膚的斑痕、雀斑、皺紋，或者實(shí)施脫毛的美容設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為利用了光束的美容設(shè)備，例如已知在專利文獻(xiàn)1(日本國專利第2892642號公報(bào))中公開的設(shè)備。該美容設(shè)備通過來自鹵燈的光束照射和基于放電的臭氧照射，實(shí)施斑痕、雀斑等的去除或者脫毛等美容。
近年來，已判明通過在皮膚上照射來自放電燈的光進(jìn)行局部加熱，可以得到與上述相同的美容效果。因此本發(fā)明者對于這種能夠照射光的美容設(shè)備進(jìn)行了銳意研究，發(fā)現(xiàn)了以下的課題。
即，在這種美容設(shè)備中，為了暫時保存使放電燈發(fā)光從而可以在皮膚上產(chǎn)生充分的局部加熱的電量，需要電容器。然而，通過來自電容器的通電只是使放電燈發(fā)光，伴隨著放電而電容器電壓降低從而通電的電流降低，因此在光照射的初期和末期發(fā)光量不同。其結(jié)果，不能夠連續(xù)地向皮膚提供恒定的加熱值，即使照射的初期是良好的加熱值，但是在末期加熱值過低，美容效果降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上的情況而完成的，目的在于提供在一次照射期間中能夠照射適于美容的強(qiáng)度的光的美容設(shè)備。
本發(fā)明為了達(dá)到上述的目的進(jìn)行了銳意的研究，考慮到用電流控制元件恒流控制來自電容器的通電。而且，認(rèn)識到如果這樣進(jìn)行恒流控制，則由于對電流控制元件加負(fù)荷，因此需要防止由于減少該負(fù)荷而破壞元件。從而，發(fā)現(xiàn)了在至一次照射期間內(nèi)的照射的末期之前進(jìn)行恒流控制，在照射的末期，通過控制成比恒流控制中的電流低的與電容器電壓相對應(yīng)的電流，減少對于電流控制元件的負(fù)荷的同時，能夠照射適于美容的強(qiáng)度的光。本發(fā)明是根據(jù)這樣的發(fā)現(xiàn)而完成的。
本發(fā)明的美容設(shè)備具備發(fā)光單元、電容器和電流控制單元。發(fā)光單元具有放電燈以及引導(dǎo)來自放電燈的光的導(dǎo)光器。電容器供給向放電燈通電的電流。電流控制單元控制從電容器向放電燈通電的電流。電流控制單元在至一次照射期間內(nèi)的放電的末期之前恒流控制向放電燈通電的電流，在照射的末期按照比恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流向放電燈通電。
在該美容設(shè)備中，在一次照射期間內(nèi)，能夠降低加到電流控制單元中的負(fù)荷的同時，照射適于美容的強(qiáng)度的光。
美容設(shè)備最好具備用于使向放電燈通電的電流成為脈沖電流的脈沖生成單元。電流控制單元最好根據(jù)來自脈沖生成單元的脈沖串，使來自電容器的電流成為脈沖電流。如果這樣做，則由于能夠隔開間隔反復(fù)在相同的部位上照射短脈沖寬度的光，因此各脈沖光把照射部位適宜加熱的同時，減少熱量向沒有照射光的周邊部位的擴(kuò)散，能夠有效地進(jìn)行照射部位的加溫。
脈沖生成單元最好生成各脈沖的脈沖寬度相同的脈沖串。如果這樣做，則能夠使各脈沖的發(fā)光量相等，在各脈沖以一致的加熱值加溫。
美容設(shè)備最好具備設(shè)定來自放電燈的發(fā)光量的設(shè)定單元、根據(jù)在設(shè)定單元中設(shè)定的發(fā)光量，決定電容器的充電電壓的充電電壓決定單元。如果這樣做，則能夠根據(jù)實(shí)施手術(shù)所必需的發(fā)光量，使電容器充電。
美容設(shè)備最好具備根據(jù)在設(shè)定單元中設(shè)定了的發(fā)光量，決定比施加在電容器上的充電電壓高的最大電容器設(shè)定電壓的最大電容器設(shè)定電壓決定單元、檢測在電容器上施加的電容器電壓的電容器電壓檢測單元、當(dāng)由電容器電壓檢測單元檢測出的電容器電壓超過最大電容器設(shè)定電壓時，使電容器電壓降低到比最大電容器設(shè)定電壓低的電壓降低單元。當(dāng)從前一次手術(shù)中的光的照射變更發(fā)光量實(shí)施手術(shù)時，由充電電壓決定單元決定的充電電壓有時設(shè)定為比已經(jīng)充電的電容器的電容器充電電壓低很多的設(shè)定值。這種情況下，如果使放電燈保持不變繼續(xù)發(fā)光，則超過構(gòu)成電流控制單元的元件的最大額定(允許負(fù)荷容量(例如最大集電極損失))，有可能破壞元件。這時，由最大電容器設(shè)定電壓決定單元決定施加在電容器上的最大電容器設(shè)定電壓，如果電容器電壓比該最大電容器設(shè)定電壓大，則由電壓降低單元使電容器電壓低于最大電容器設(shè)定電壓，能夠減少加到電流控制單元中的負(fù)荷，防止破壞元件。
美容設(shè)備最好具備根據(jù)施加在放電燈上的燈電壓，判定燈電壓的正常以及異常的判定單元。電流控制單元當(dāng)由判定單元判定為燈電壓異常時，最好停止向放電燈的通電。如果這樣做，則當(dāng)發(fā)生了與放電燈連接的電纜短路時，或者放電燈破壞而短路等異常時，能夠防止流過過大的電流，防止破壞設(shè)備。
本發(fā)明的美容設(shè)備的控制裝置具備電容器和電流控制單元。電容器供給向放電燈通電的電流。電流控制單元控制從電容器向放電燈通電的電流。電流控制單元在至一次照射期間內(nèi)的照射的末期之前恒流控制在向放電燈通電的電流，在照射的末期，以比恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流向放電燈通電。
本發(fā)明根據(jù)以下詳細(xì)的說明以及附圖能夠進(jìn)一步充分理解。這些只是為了例示而示出的，不應(yīng)該認(rèn)為限定本發(fā)明。


圖1表示本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備的外觀的結(jié)構(gòu)。
圖2是表示本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3用于說明本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備的控制。
圖4用于說明最大電容器設(shè)定電壓。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。另外，在附圖的說明中，在相同的元件上標(biāo)注相同的號碼，省略重復(fù)的說明。另外，為了圖示的方便，附圖的尺寸比例并不一定與所說明的一致。
圖1表示本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10的外觀結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10具備發(fā)光單元12和主體單元(美容設(shè)備的控制裝置)14。發(fā)光單元12具有T字形的操作手把16、裝入到該操作手把16內(nèi)的Xe燈等放電燈(圖2的18)、引導(dǎo)來自放電燈18的光的導(dǎo)光器20。在操作手把16中，預(yù)先設(shè)置用于指示發(fā)光的按鈕22，通過按壓該按鈕22，放電燈18發(fā)光，由導(dǎo)光器20引導(dǎo)的光從出射面20a出射。
主體單元14構(gòu)成為在大致正方體形的箱體內(nèi)裝入各種裝置。在主體單元14的上部分中，設(shè)置用于顯示各種信息的液晶顯示裝置24。該顯示裝置24還能夠起到為了設(shè)定用于實(shí)施手術(shù)的條件的觸摸屏式的設(shè)定單元的作用。
主體單元14和發(fā)光單元12經(jīng)過在內(nèi)部安裝了電纜的柔性電纜管26連接，能夠使發(fā)光單元12自由地移動到手術(shù)實(shí)施部位。
圖2是表示本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10的結(jié)構(gòu)的框圖。如果參照圖2進(jìn)行更詳細(xì)的說明，則發(fā)光單元12的放電燈18構(gòu)成細(xì)管形，具有比管徑長的放電長度。從該放電燈出射的光的波長是大約380～950nm。
導(dǎo)光器20由具有光透射性的材料形成，具有與放電燈18的放電長度幾乎相等的寬度和比管徑大的厚度。導(dǎo)光器20的端面預(yù)先進(jìn)行鏡面研磨加工，從入射面損失極少地感光來自放電燈18的光后引導(dǎo)，從出射面20a出射。
在入射放電燈18的光的導(dǎo)光器20的入射面一側(cè)，設(shè)置具有幾乎與其端面相同剖面形狀的濾光器20b。從而，從出射面20a出射的光的波長成為大約540～950nm。
導(dǎo)光器20的出射光的出射面20a的面積最好比較大。這是因?yàn)楫?dāng)皮膚的手術(shù)施加部位的面積大時，如果出射面20a的面積小則需要反復(fù)照射，效率差。從該觀點(diǎn)出發(fā)，導(dǎo)光器20的出射面20a的尺寸采用寬度20mm×厚度10mm，或者寬度35mm×厚度10mm，或者寬度55mm×厚度10mm。作為向?qū)挾?0mm的導(dǎo)光器20出射光的放電燈18，由于需要遍及寬度20mm提供發(fā)光強(qiáng)度密度中不均勻少的光，因此使用具有與導(dǎo)光器20的寬度幾乎相同放電長度的放電燈18。
該導(dǎo)光器20不收斂光地傳播光。這是因?yàn)槌錾涿?0a大，以及因?yàn)闉榱税巡僮魇职?6做成放入到手掌中的大小而需要盡可能減小放電燈18的大小因而不能夠使用大的放電燈18。這樣，由于在導(dǎo)光器20中沒有光的收斂作用，因此放電燈18最好在上述那樣的出射面20a的面積中出射帶來適宜加熱效果的發(fā)光量的光。
主體單元14具有用于供給在放電燈18中通電的電流的電容器28。電容器28保存可以在皮膚的手術(shù)施加部位中得到充分的局部加熱的電力。該電容器28一舉放電充電了的大容量電力，使放電管18發(fā)光。
在電容器28中連接用于充電的電源單元30。該電源單元30從一般的交流(AC)商用配電系統(tǒng)整流，供給直流(DC)電力。電源單元30由后述的電壓控制誤差比較放大器32控制，可變地設(shè)置輸出電壓。該電源單元30被控制成如果輸出電壓成為設(shè)定值則結(jié)束充電，阻止充電電流向電容器28流入。另外，被控制成使得當(dāng)電容器電壓大于等于設(shè)定值時，也阻止充電電流向電容器28流入。
在電容器28中連接電流控制元件34。該電流控制元件34控制從電容器28向放電燈18通電的電流。作為電流控制元件34，最好使用能夠根據(jù)電壓控制通電電流的半導(dǎo)體元件。例如，功率管、MOS-TET、IGBT等。作為由電流控制元件34進(jìn)行的電流控制，說明使用了IGBT的一系列控制的情況。在該控制中，利用即使施加在元件上的集電極、發(fā)射極之間的電壓增大，由柵極電壓控制的集電極電流也不變化的特性。集電極電流通過改變柵極電壓而變化。通過改變柵極電壓，集電極電流變化的實(shí)用的集電極電流的范圍是線性的動作范圍。如果柵極電壓更高，則集電極電流進(jìn)入到可以流過更大的電流的狀態(tài)，實(shí)用上達(dá)到與開關(guān)接通等效的狀態(tài)。在與開關(guān)接通等效的狀態(tài)下，電流動作不再是線性的控制狀態(tài)，而視為飽和狀態(tài)。在該美容設(shè)備10中，利用這種電流控制元件34的線性的動作狀態(tài)和飽和的動作狀態(tài)，控制在放電燈18中通電的電流。
在電流控制元件34的下游，設(shè)置檢測在放電燈18中通電的電流的電流檢測單元36。該電流檢測單元36例如由使用了霍爾元件的電流互感器等構(gòu)成，與對于放電燈18的布線絕緣，檢測電流。該電流檢測單元36構(gòu)成后述的負(fù)反饋控制系統(tǒng)的一部分。該電流檢測單元36如所述那樣檢測脈沖電流，為了構(gòu)成不產(chǎn)生下降(sag)的負(fù)反饋控制系統(tǒng)，具有從DC到高頻頻帶的寬帶頻率特性。
觸發(fā)變壓器38設(shè)置在電流檢測單元36的下游。該觸發(fā)變壓器38向放電燈18供給用于放電燈18發(fā)光所必需的高壓觸發(fā)脈沖。在本實(shí)施形態(tài)中，觸發(fā)變壓器38是串聯(lián)式，直接與放電燈18的通電電極連接。
在觸發(fā)變壓器38中連接觸發(fā)振蕩器40。觸發(fā)振蕩器40當(dāng)激勵放電燈18時，向觸發(fā)變壓器38傳送用于生成高壓觸發(fā)脈沖的信號。在激勵了放電燈18以后，觸發(fā)振蕩器40自動地停止振蕩。
另外，在觸發(fā)變壓器38上，連接微小電流供給電源單元42。該微小電流供給電源單元42在激勵了放電燈18以后，向放電燈18供給用于持續(xù)微弱發(fā)光的微小電流。這樣，通過預(yù)先使放電燈18一直微弱發(fā)光，如果電流控制元件34動作，來自電容器28的電流流入到放電燈18，則在放電燈18中流入大電流，瞬時強(qiáng)烈發(fā)光。另外，通過預(yù)先一直流過微小電流，放電燈18一直處于放電狀態(tài)，因此不需要在放電燈18上加瞬時強(qiáng)烈發(fā)光程度的觸發(fā)脈沖。
電流控制誤差放大器44把在電流檢測單元36中檢測出的電流值與由后述的電流設(shè)定單元46設(shè)置的通電電流的設(shè)定值相比較，放大其差分后輸出。
負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48取入從脈沖生成單元50輸出的脈沖串，控制電流控制元件34使得通電電流成為脈沖電流。這時，負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48接收來自電流控制誤差放大器44的輸出，控制電流控制元件34，使得在放電燈18中流過的脈沖電流的電流值成為由電流設(shè)定器46設(shè)定的設(shè)定值。
驅(qū)動輸出控制開關(guān)52設(shè)置在負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48與電流控制元件34之間，起到所謂的電子開關(guān)的作用。該驅(qū)動輸出控制開關(guān)52通常使來自負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48的信號通過電流控制元件34，如果接收到來自異常檢測放大器54的控制信號，則切斷信號使得不向電流控制元件34傳送來自負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48的信號。
這樣，由電流控制元件34、電流檢測單元36、電流控制誤差放大器44、負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48以及驅(qū)動輸出控制開關(guān)52構(gòu)成作為控制從電容器28向放電燈18通電的電流的電流控制單元56的負(fù)反饋電流控制系統(tǒng)。
光輸出設(shè)定輸入單元(設(shè)定單元)58是設(shè)定來自放電燈18的發(fā)光量，使得能夠得到與美容內(nèi)容一致的所希望的發(fā)光量的輸入單元。
設(shè)定輸入處理單元60輸出確定在光輸出設(shè)定輸入單元58中輸入的發(fā)光量的參數(shù)。具體地講，作為確定所輸入的發(fā)光量的參數(shù)，輸出在放電燈18中流過的電流值、脈沖波形(脈沖寬度以及脈沖間隔)以及脈沖發(fā)光時間。另外，設(shè)定輸入處理單元60輸出使在光輸出設(shè)定輸入單元58中設(shè)定的值顯示在圖1的顯示裝置24上的信號。
設(shè)定修正第1存儲單元62具有存儲元件和運(yùn)算元件。該設(shè)定修正第1存儲單元62根據(jù)從設(shè)定輸入處理單元60接收的上述參數(shù)，決定施加在電容器28上的充電電壓，輸出驅(qū)動第1電壓設(shè)定器64的信號。對于施加在電容器28上的充電電壓的決定在電流控制單元56在至照射的末期之前進(jìn)行恒流控制、在照射的末期控制成比恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流方面是很重要的。上述參數(shù)與充電電壓的關(guān)系根據(jù)放電燈18的放電特性、通常的設(shè)定電流值與通電時間的關(guān)系，預(yù)先存儲在設(shè)定修正第1存儲單元62的存儲元件中。設(shè)定修正第1存儲單元62從該關(guān)系決定充電電壓。
第1電壓設(shè)定器64根據(jù)設(shè)定修正第1存儲單元62的輸出，生成施加在電容器28上的充電電壓的設(shè)定基準(zhǔn)值后輸出。這樣，由設(shè)定輸入處理單元60、設(shè)定修正第1存儲單元62以及第1電壓設(shè)定器64，構(gòu)成決定電容器28的充電電壓的充電電壓決定單元。
第1電壓檢測器66延遲時間很少地檢測施加在電容器28上的電容器電壓，輸出到電壓控制誤差比較放大器32。電壓控制誤差比較放大器32把來自第1電壓設(shè)定器64的設(shè)定基準(zhǔn)值與來自第1電壓檢測器66的電容器電壓進(jìn)行比較，控制電源單元30使得電容器電壓成為設(shè)定基準(zhǔn)值。
脈沖設(shè)定器68接收來自設(shè)定修正第1存儲單元62的信號，確定脈沖發(fā)光的脈沖寬度、脈沖間隔以及脈沖發(fā)生時間，把用于實(shí)現(xiàn)該脈沖發(fā)光的信號輸出到脈沖生成單元50。
脈沖生成單元50根據(jù)來自脈沖設(shè)定器68的信號，生成所指定的內(nèi)容的脈沖串。該脈沖生成單元50根據(jù)發(fā)光指示單元70的指示動作，發(fā)生脈沖串。
發(fā)光指示單元70是確定是否把脈沖生成單元50的輸出供給到負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48的指示單元。如圖1所示，設(shè)置在操作手把16中的用于發(fā)光指示的按鈕22與該發(fā)光指示單元70電連接。
電流設(shè)定器46接收來自設(shè)定修正第1存儲單元62的信號，輸出在放電燈18中通電的恒定電流的設(shè)定值。該設(shè)定值輸入到電流控制誤差比較放大器44。
設(shè)定修正第2存儲單元72具有存儲元件和運(yùn)算元件。該設(shè)定修正第2存儲單元72根據(jù)由設(shè)定修正第1存儲單元62決定了的充電電壓，決定電流控制元件34處于不會由于脈沖通電而破壞的范圍內(nèi)時的施加在電容器28上的最大電容器設(shè)定電壓。雖然電流控制元件34控制通電電流，使得成為由脈沖設(shè)定器68以及電流測定器46設(shè)定的通電量，但是電流控制元件34由于串聯(lián)控制，因此在電流控制元件34上加負(fù)荷。電容器電壓越大加到電流控制元件34上的負(fù)荷越大，在超過了可允許的負(fù)荷量的時刻破壞元件。從而，需要控制成使得電流控制元件34在可允許的負(fù)荷量的范圍內(nèi)動作。為此，設(shè)置設(shè)定修正第2存儲單元72。
在設(shè)定修正第2存儲單元72的存儲元件中存儲電流控制元件34可允許的負(fù)荷量。運(yùn)算元件根據(jù)由設(shè)定修正第1存儲單元62決定的充電電壓和可允許的負(fù)荷量，決定即將破壞電流控制元件34的最大電容器設(shè)定電壓，輸出驅(qū)動第2電壓設(shè)定器74的信號。
第2電壓設(shè)定器74根據(jù)設(shè)定修正第2存儲單元72的指示，把即將破壞電流控制元件34的最大電容器設(shè)定電壓作為參考電壓輸出。這樣，由設(shè)定輸入處理單元60、設(shè)定修正第1存儲單元62、設(shè)定修正第2存儲單元72以及第2電壓設(shè)定器74，構(gòu)成用于決定加到電容器28上的最大電容器設(shè)定電壓的最大電容器設(shè)定電壓決定單元。
第2電壓檢測器(電容器電壓檢測單元)76作為寬帶噪聲濾波器檢測施加到電容器28上的電容器電壓。
電壓誤差比較放大器78把來自第2電壓檢測器76的電容器電壓與來自第2電壓設(shè)定器74的最大電容器設(shè)定電壓進(jìn)行比較，如果電容器電壓大于等于最大電容器設(shè)定電壓，則使輸出控制開關(guān)80動作，在電容器28上連接負(fù)荷電阻器82。該負(fù)荷電阻器82是當(dāng)電容器28過充電時進(jìn)行放電的器件。由此，進(jìn)行電容器28的放電，使電容器電壓降低到最大電容器設(shè)定電壓或其以下。
輸出控制開關(guān)80接收電壓誤差比較放大器78的輸出，使負(fù)荷電阻器82與電容器28連接或者解除連接，控制電容器28的放電。另外，在電容器28通過負(fù)荷電阻器82進(jìn)行放電的期間，輸出控制開關(guān)80控制發(fā)光指示單元70使得放電燈18不發(fā)光，控制成即使發(fā)光指示單元70發(fā)出發(fā)光指示，放電燈18也不發(fā)光。
這樣，由電壓誤差比較放大器78、輸出控制開關(guān)80以及負(fù)荷電阻器82構(gòu)成使電容器電壓降低到最大電容器設(shè)定電壓或其以下的電壓降低單元。
基準(zhǔn)電壓生成單元84生成并輸出用于與施加在放電燈18上的燈電壓進(jìn)行比較的基準(zhǔn)電壓。該基準(zhǔn)電壓比微小電流從微小電流供給電源單元42流過放電燈18時加在放電燈18上的電壓低。
電壓比較檢測器(判定單元)86把經(jīng)過觸發(fā)變壓器38輸入的加在放電燈18上的燈電壓與來自基準(zhǔn)電壓生成單元84的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。而且，當(dāng)燈電壓大于等于基準(zhǔn)電壓時不輸出信號，當(dāng)燈電壓低于基準(zhǔn)電壓時，檢測出放電燈18是不能夠放電的狀態(tài)，向異常檢測放大器54輸出信號。
異常檢測放大器54作為邏輯和而輸出兩個不同的檢測信號。一個是根據(jù)來自電壓比較檢測器86的信號，對驅(qū)動輸出控制開關(guān)52進(jìn)行驅(qū)動，控制成不向電流控制元件34傳送來自負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48的信號的系統(tǒng)。另一個是由電流檢測單元36檢測電流，當(dāng)電流控制元件34要流過異常的大電流時，檢測出該狀態(tài)，對驅(qū)動輸出控制開關(guān)52進(jìn)行驅(qū)動，控制成使得不向電流控制元件34傳送來自負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48的信號的系統(tǒng)。這兩個不同的檢測信號由于每一個都起到對驅(qū)動輸出控制開關(guān)52進(jìn)行驅(qū)動的作用，因此構(gòu)成為作為邏輯和一體輸出。
下面，在說明本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10的動作之前，說明該美容設(shè)備10的控制的概要。
現(xiàn)在，考慮電流控制單元56沒有控制在放電燈18中通電的電流，而向放電燈18直接供給來自電容器28的電流的情況。這時，由于電容器電壓隨著放電而降低，在放電燈18中流過的電流以及燈電壓在一次照射期間內(nèi)的照射的初期大，而隨著時間的經(jīng)過減少，在照射的末期急劇減少。從而，放電燈18的發(fā)光量也是在照射的初期大，隨著時間的經(jīng)過而減少，在照射的末期急劇減少。
如果參照圖3進(jìn)行說明，則由于電容器電壓隨著放電降低，燈電壓也如包絡(luò)線af所示，隨著時間經(jīng)過而降低。從而，在照射的初期和末期發(fā)光量不同。其結(jié)果不能夠連續(xù)地在皮膚上提供恒定的加熱值，在照射的末期加熱值過低，美容效果降低。
從而，在本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10中，由電流控制單元56在至一次照射期間(多脈沖發(fā)光期間)內(nèi)的照射的末期之前恒流控制在放電燈18中通電的電流，在照射的末期控制成在放電燈18中通電比恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流。由此，在一次照射期間內(nèi)，各個脈沖連續(xù)地向皮膚提供幾乎恒定的加熱值。
即，如圖3所示，在時刻T0到T2的一次照射期間內(nèi)，從時刻T0到T1恒流控制在放電燈18中通電的電流。由此，在時刻T0，電容器電壓位于點(diǎn)a，而燈電壓被控制為點(diǎn)b。另外，ab間的電壓當(dāng)串聯(lián)接入燈泡時是加到電流控制元件34上的電壓，該電壓和流入電流和流入時間之積成為電流控制元件34的負(fù)荷。
隨著時間的經(jīng)過，電容器電壓降低，在時刻T1，電容器電壓位于點(diǎn)c，燈電壓也幾乎位于點(diǎn)c。由此、在時刻T1電流控制元件34的集電極-發(fā)射極間的電壓成為微小電壓，元件34的功能飽和，起到與開關(guān)元件同等的作用。而且，在從時刻T1到T2的照射的末期，在放電燈18中通電比恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流。由此，燈電壓與電容器電壓相對應(yīng)，如包絡(luò)線cd所示那樣降低。
另外，點(diǎn)b、點(diǎn)c、點(diǎn)d作為電壓進(jìn)行了說明，而由于如果燈電壓增大則電流也增大，因此即使把它們改為電流也幾乎沒有問題。另外，如點(diǎn)d以及點(diǎn)f所示，雖然一次照射期間相同但是點(diǎn)f的電壓降大，這是因?yàn)橛冒j(luò)線af表示的通電由于照射初期中的通電電流也比用包絡(luò)線bc所示的控制大，因此一次照射期間內(nèi)的放電量用包絡(luò)線af表示的通電大。
這里，用點(diǎn)a、點(diǎn)b、點(diǎn)c包圍的范圍表示加在電流控制元件34上的負(fù)荷量。該負(fù)荷量通過對于時刻T0到T1之間的各脈沖，在從ac包絡(luò)線值減去點(diǎn)b的電壓的值上乘以與點(diǎn)b的電壓相當(dāng)?shù)碾娏髦岛透鱾€脈沖通電時間求出。加在該電流控制元件34上的負(fù)荷如果比元件的最大額定量(可允許的負(fù)荷量(例如，最大集電極損失))大，則將破壞電流控制元件34。
從在一次照射的全部期間內(nèi)，完全、連續(xù)地向皮膚提供恒定的加熱值的觀點(diǎn)出發(fā)，最好如用圖3的包絡(luò)線pm所示那樣，把時刻T0的電容器電壓設(shè)定為較高，恒流控制一次照射的全部期間。然而，如果這樣控制，則加到電流控制元件34上的負(fù)荷量增大，破壞電流控制元件34的可能性升高。
這時，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了以下的現(xiàn)象。即，適于美容的加熱值最好使短脈沖寬度的脈沖成為多脈沖，在一次照射期間內(nèi)各脈沖以相同的發(fā)光量發(fā)光。然而，實(shí)用上到最后時并不需要完全相同的發(fā)光量，因此在照射的末期發(fā)光量即使稍有降低，也不會對美容效果產(chǎn)生影響。
因此，在本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10中，通過在照射的末期控制成在放電燈18中通電比恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流，能夠降低時刻T0的電容器電壓，減少加到電流控制元件34上的負(fù)荷量，減少破壞電流控制元件34的可能性，同時能夠得到適于美容的發(fā)光量。
另外，如果點(diǎn)c接近點(diǎn)b，則能夠降低點(diǎn)a的電壓，由點(diǎn)a、點(diǎn)b、點(diǎn)c包圍的面積減小，加到電流控制元件34上的負(fù)荷量降低。然而，如果點(diǎn)c接近點(diǎn)b，則恒流控制的時間縮短，照射到皮膚上的總發(fā)光量減小。由此，點(diǎn)c根據(jù)加到電流控制元件34上的負(fù)荷量與實(shí)施手術(shù)所必需的發(fā)光量的平衡決定，確定時刻T1。在本實(shí)施形態(tài)中，時間(T2-T1)對于一次照射期間(T2-T0)的比例確定為小于等于0.4。這樣確定的時刻T1到T2的期間是「照射的末期」。照射的末期如果是這樣的期間，則即使發(fā)光量降低，作為整體對于美容效果也沒有實(shí)質(zhì)性的影響。另外，典型的是一次照射期間是4毫秒～80毫秒左右，如果把一次照射期間取為60毫秒，則照射的末期小于等于24毫秒。
這里，在一次照射期間(T2-T0)短的情況下，由于圖3所示的abc的面積減小，減輕對于電流控制元件34的負(fù)荷，因此即使把照射的末期(T2-T1)的比例取為較小也沒有問題。另一方面，在一次照射期間(T2-T0)長的情況下，由于圖3所示的abc的面積增大，加重對于電流控制元件34的負(fù)荷，因此需要加大照射末期(T2-T1)的比例。從而，一般按照在一次照射期間短的情況下把照射末期的比例取為較小，另一方面，在一次照射期間長的情況下加大照射末期的比例那樣設(shè)定時刻T1。如果這樣做，則在手術(shù)實(shí)施時可以得到高效果，同時，在把對于電流控制元件34的負(fù)荷抑制為很低的方面也是有效的。
另外，在手術(shù)實(shí)施中，在一次照射期間(T2-T0)長的情況下，多脈沖的各脈沖的發(fā)光量在末期附近即使多少降低，在實(shí)用上也沒有問題。反之，在一次照射期間(T2-T0)短的情況下，由于多脈沖的脈沖數(shù)也減少，因此各脈沖的發(fā)光量將敏感地影響手術(shù)實(shí)施效果。這種情況下，當(dāng)各脈沖的發(fā)光量處于完全相同的水準(zhǔn)時，手術(shù)實(shí)施效果最高。
下面，說明本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10的具體動作。
首先，接通美容設(shè)備10的電源。于是，從觸發(fā)振蕩器40向觸發(fā)變壓器38的初級繞組側(cè)加脈沖電流，在次級側(cè)發(fā)生高壓脈沖。觸發(fā)變壓器38在放電燈18上加所產(chǎn)生的大約12kV～20kV的脈沖電壓。由此，激勵放電燈18。
已經(jīng)開始動作的微小電流供給電源單元42具有高內(nèi)阻。當(dāng)沒有激勵放電燈18時，該電源單元輸出高電壓，輔助為了激勵放電燈18而在燈內(nèi)發(fā)生了射光以后的放電。如果發(fā)生剛激勵以后的放電，則放電燈18內(nèi)部的燈阻抗降低。微小電流供給電源單元42由于是高內(nèi)阻，因此伴隨著作為負(fù)荷的燈泡的阻抗下降，輸出電壓降低，以放電燈18繼續(xù)微弱發(fā)光的程度供給繼續(xù)放電的輸出。
這樣，由于放電燈18以微弱發(fā)光繼續(xù)放電，因此如果加到放電燈18上的電壓高則流過大電流，進(jìn)行強(qiáng)發(fā)光。這時，由于已經(jīng)正在繼續(xù)放電，因此不需要新加高壓的觸發(fā)脈沖再次激勵放電燈18。另外，如果成為在放電燈18中繼續(xù)流過微弱電流的狀態(tài)，則觸發(fā)振蕩器40停止振蕩。
接著，通過圖1的顯示裝置24，在光輸出設(shè)定輸入單元58中設(shè)定并輸入用于得到適于美容的光加熱值的適合于皮膚的所希望的發(fā)光量關(guān)聯(lián)值。如上所述，顯示裝置24是使用了液晶的觸摸屏式的顯示裝置。在顯示單元中，例如設(shè)置與各個功能相對應(yīng)的窗口，通過觸摸該窗口，輸入功能的選擇或者動作狀態(tài)的設(shè)定。
例如，作為與美容的內(nèi)容有關(guān)的項(xiàng)目，有關(guān)于皮膚的斑痕、皺紋、松弛或者脫毛等美容內(nèi)容的設(shè)定輸入，選擇對于這些內(nèi)容的窗口進(jìn)行輸入。對于該美容目的，例如設(shè)定不同的脈沖波形。
進(jìn)而，例如由于每個人的皮膚的顏色不同，皮膚的光反射值因人而異。從而，為了得到有效的加熱值，需要把這一點(diǎn)考慮在內(nèi)確定發(fā)光量。對此，作為發(fā)光量關(guān)聯(lián)值，以一般的膚色作為基準(zhǔn)值設(shè)定為0值，相對于該基準(zhǔn)值，將以皮膚白、光反射值大的作為對象準(zhǔn)備+5，反之，將以皮膚的光反射小的作為對象準(zhǔn)備-5的數(shù)值。通過把該值從-5到+5一個數(shù)值一個數(shù)值地階梯形地進(jìn)行數(shù)據(jù)變更，設(shè)定變更放電燈18的電流值。在該例子中，+5與電流量的最大值相對應(yīng)，-5與電流量的最小值相對應(yīng)。另外，關(guān)于該數(shù)值顯示，即可以是其它關(guān)聯(lián)的數(shù)值，也可以用例如J/cm2單位的數(shù)值表現(xiàn)。
另外，例如，對于毛發(fā)顏色、毛發(fā)濃度的設(shè)定值也作為輸入的對象，準(zhǔn)備設(shè)定窗口。這時，不需要直接表現(xiàn)毛發(fā)的顏色、濃度，而可以用其它相關(guān)聯(lián)的數(shù)值或者表現(xiàn)進(jìn)行表示。例如，作為發(fā)光量關(guān)聯(lián)值，以一般的毛發(fā)濃度為基準(zhǔn)作為0值，以毛發(fā)稀為對象準(zhǔn)備+5，反之以毛發(fā)濃為對象準(zhǔn)備-5的數(shù)值。通過把該值從-5到+5一個數(shù)值一個數(shù)值地階梯形地進(jìn)行數(shù)值變更，變更注入到放電燈18中的脈沖數(shù)。在該例子中，+5的脈沖數(shù)最多，-5的脈沖數(shù)最少。
在顯示裝置24中作為窗口保留這些輸入的設(shè)定值的同時，把設(shè)定值輸入到設(shè)定輸入處理單元60。根據(jù)這些設(shè)定值的輸入，設(shè)定來自放電燈18的發(fā)光量。
作為上述的顯示裝置24，為了這些目的所準(zhǔn)備的可編程序控制的顯示終端等是適宜的。另外，例如，在不具有觸摸屏的顯示裝置的情況下，即使應(yīng)用經(jīng)過鍵盤輸入的個人計(jì)算機(jī)，也能夠進(jìn)行同樣的設(shè)定。
設(shè)定輸入處理單元60以數(shù)字信號接收來自光輸出設(shè)定輸入單元58的設(shè)定值，與存儲在存儲元件中的條件相一致，輸出確定所希望的發(fā)光量的參數(shù)。對于來自顯示裝置24的美容目的的設(shè)定輸入，對于設(shè)定關(guān)聯(lián)值，存儲元件單元起動，形成確定相對應(yīng)的脈沖形狀、脈沖間隔的關(guān)聯(lián)數(shù)字信號。對應(yīng)于與作為發(fā)光量關(guān)聯(lián)值輸入的光反射率相對應(yīng)的階梯形的數(shù)值等級，在放電燈18中流過的電流值發(fā)生變化。來自放電燈18的發(fā)光量根據(jù)脈沖波形、脈沖數(shù)、脈沖寬度、脈沖電流量而不同，進(jìn)而對于皮膚的加熱效果即使是相同的加熱值，瞬間照射的情況與使發(fā)光量下降經(jīng)長時間照射的情況，對于皮膚的作用效果也不同。
從而，由于需要根據(jù)美容目的、皮膚的反射量、毛發(fā)的濃淡等參數(shù)，變更注入到放電燈18中的電流量、脈沖波形、脈沖數(shù)、脈沖寬度、脈沖間隔，因此設(shè)定修正第1存儲單元62起到如果接收設(shè)定輸入的參數(shù)，則根據(jù)預(yù)先存儲在存儲元件中的程序條件，以電流量、脈沖波形、脈沖數(shù)、脈沖寬度、脈沖間隔相互關(guān)聯(lián)的值，成為預(yù)定的發(fā)光量的作用。例如，即使在得到相同發(fā)光量的情況下，如果脈沖數(shù)增加則電流量減少，如果脈沖數(shù)減少則電流量增大。即使在得到相同發(fā)光量的情況下，如果脈沖間隔不同，則關(guān)于美容的作用效果也不同。由于關(guān)于美容的作用效果根據(jù)這些各因素而不同，因此設(shè)定修正第1存儲單元62把通過存儲元件確定了與美容目的相對應(yīng)的最佳的上述各因素的信號作為數(shù)字信號輸出。
作為這些存儲元件以及控制裝置，軟件控制為了這些目的所準(zhǔn)備的程序控制器是適宜的。另外，為了該目的也可以包括CPU在內(nèi)形成并使用邏輯電路。另外，還可以軟件控制個人計(jì)算機(jī)，使用該存儲以及控制中的系統(tǒng)。
設(shè)定修正第1存儲單元62根據(jù)從設(shè)定輸入處理單元60接收的上述參數(shù)，決定施加在電容器28上的充電電壓，輸出驅(qū)動第1電壓設(shè)定器64的數(shù)字信號。參照預(yù)先存儲在設(shè)定修正第1存儲單元62的存儲元件中的上述參數(shù)與充電電壓的關(guān)系進(jìn)行施加在電容器28上的充電電壓的決定。由此，如圖3所示，確定與點(diǎn)a相對應(yīng)的電容器28的充電電壓，使得由電流控制單元56進(jìn)行的電流(電壓)的控制成為如用點(diǎn)b、點(diǎn)c、點(diǎn)d說明的動作。
當(dāng)燈電流大時，由于施加在放電燈18上的電壓高，b點(diǎn)的電壓值升高，因此較高地決定與點(diǎn)a相對應(yīng)的電容器28的充電電壓。反之，當(dāng)燈電流小時，由于施加在放電燈18上的電壓低，b點(diǎn)的電壓值降低，因此較低地決定與點(diǎn)a相對應(yīng)的電容器28的充電電壓。這樣，決定與點(diǎn)a相對應(yīng)的電容器28的充電電壓，使得由電流控制單元56進(jìn)行的電流(電壓)的控制成為如用點(diǎn)b、點(diǎn)c、點(diǎn)d說明的動作。
第1電壓設(shè)定單元64以數(shù)字信號生成在設(shè)定修正第1存儲單元62中決定的成為用于得到充電電壓的基準(zhǔn)的設(shè)定基準(zhǔn)值，把該值進(jìn)行模擬變換后保持。而且，把該變換了的模擬信號輸出到電壓控制誤差比較放大器32。第1電壓檢測單元66檢測施加在電容器28上的電容器電壓，輸出到電壓控制誤差比較放大器32。而且，電壓控制誤差比較放大器32控制電源單元30使得電容器電壓成為設(shè)定基準(zhǔn)值。由此，電源單元30以使得由電流控制單元56進(jìn)行的電流的控制成為如用點(diǎn)b、點(diǎn)c、點(diǎn)d說明的動作那樣的適當(dāng)?shù)某潆婋妷?，把電容?8充電。
另一方面，脈沖設(shè)定器68根據(jù)來自設(shè)定修正第1存儲單元62的信號，決定脈沖波形、脈沖寬度、脈沖間隔以及脈沖發(fā)光時間(一次照射期間)。脈沖生成單元50根據(jù)來自脈沖設(shè)定器68的信號，生成所希望的脈沖串。
電流設(shè)定器46根據(jù)來自設(shè)定修正第1存儲單元62的數(shù)字信號，以數(shù)字信號生成在放電燈18中通電的恒定電流的設(shè)定值，把其進(jìn)行模擬變換后保持。而且，把變換了的模擬信號輸出到電流控制誤差放大器44。
在電容器28的充電結(jié)束了以后，握住操作手把16使發(fā)光單元12移動，使導(dǎo)光器20的出射面20a搭接到進(jìn)行手術(shù)的部位。這里，為了用從導(dǎo)光器20出射面的光把皮膚適當(dāng)加熱，希望在導(dǎo)光器20的出射面20a的光強(qiáng)度密度分布方面不均勻少，皮膚的面與出射面20a之間均勻地接近，傾斜角小。因此，在實(shí)際使用時，在手術(shù)部位上涂覆透明的乳脂，在其上面按壓導(dǎo)光器20。由此，導(dǎo)光器20光滑地與皮膚的面接觸，消除照射在手術(shù)部位上的光密度的不均勻性。
如果按壓操作手把16的按鈕22，來自發(fā)光指示單元70的發(fā)光指示輸入到脈沖生成單元50，則把脈沖生成單元50生成的脈沖串輸出到負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48。
電流檢測器36檢測在放電燈18中通電的電流值，輸出到電流控制誤差放大器44。電流控制誤差放大器44把在電流檢測單元36中檢測出的電流值與由電流設(shè)定器46設(shè)置的通電電流的設(shè)定值進(jìn)行比較，放大其差分后輸出。
負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48取入從脈沖生成單元50輸出的脈沖串，控制電流控制元件34使得通電電流成為脈沖電流。這時，負(fù)反饋電流控制調(diào)整單元48接收來自電流控制誤差放大器44的輸出，按照所希望的柵極電壓控制電流控制元件34，使得在放電燈18中流過的脈沖電流的電流值成為在電流設(shè)定器46中設(shè)定的設(shè)定值。
由此，從電容器28向電流控制元件34放電，設(shè)定為所希望的電流值的電流供給到放電燈18，放電燈18脈沖發(fā)光。接著，經(jīng)過操作手把16，對于導(dǎo)光器20的出射面20a接觸的皮膚的手術(shù)實(shí)施部位，隔開間隔反復(fù)照射短脈沖寬度的脈沖光。如果這樣照射短脈沖寬度的脈沖光，則減少熱量向手術(shù)實(shí)施部位周圍的擴(kuò)散，能夠有效地進(jìn)行手術(shù)實(shí)施部位的加溫。即，如果不是使光成為脈沖而是連續(xù)照射，則照射的瞬間雖然手術(shù)實(shí)施部位被局部加熱，但是隨著時間的經(jīng)過，加熱部位的熱量向周圍擴(kuò)散，手術(shù)實(shí)施部位的溫度降低。為了美容，希望僅把手術(shù)實(shí)施部位加熱，而如果熱量這樣向周圍擴(kuò)散，則加溫的效果降低。對此，如本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10那樣，通過反復(fù)連續(xù)照射非常短的脈沖光，能夠有效地得到適于美容的加溫效果。
作為一個例子，通過照射6～15個照射2毫秒、間隔2毫秒這樣的脈沖，進(jìn)行美容上有效的加溫。另外，當(dāng)作為用于美容的手術(shù)實(shí)施脫毛時，在上述的條件下，最好在皮膚上照射12～30J/cm2左右的發(fā)光量。另一方面，當(dāng)去除皮膚的斑痕、雀斑、皺紋時，最好在皮膚上照射10～25J/cm2左右的發(fā)光量。
這里，光對于皮膚從表面層邊衰減邊深入到下面的深部。從而，照射在皮膚上的光不僅是在皮膚的表面層，而且在其下面的深度也發(fā)生作用，達(dá)到皮膚的美容效果。
由于需要這樣瞬時的大發(fā)光即加熱比較大的面積，因此投入到放電燈18中的電量是大容量，電流也很大。作為一個例子，在上述發(fā)光量關(guān)聯(lián)值是以一般的膚色為基準(zhǔn)的0值的情況下，在放電燈18中投入300A左右的電流。
現(xiàn)在，根據(jù)在放電燈18中流過的電流、電壓以及發(fā)光時間決定放電燈18發(fā)光的發(fā)光量。燈電流根據(jù)施加在放電燈18上的電壓發(fā)生變化，電壓越大燈電流也越大。
伴隨著從電容器28的放電，如圖3所示，電容器電壓降低。放電電流也隨之降低。在時刻T0到T1中，當(dāng)按照由電流設(shè)定器46設(shè)定的電流值使放電燈18發(fā)光時，在放電燈18上施加與該電流值相對應(yīng)的電壓。
當(dāng)電容器電壓比在電流控制元件34的集電極-發(fā)射極間飽和電壓上加了燈電壓的電壓大時，電流控制元件34處于線性動作狀態(tài)，電流控制元件34控制電流使得不會流過大于等于設(shè)定電流的電流。由此，在至照射的末期(從時刻T0到T1)之前恒流控制向放電燈18的通電電流，在手術(shù)實(shí)施部位上反復(fù)照射同等發(fā)光量的脈沖光。
在時刻T1，電流控制元件34飽和，處于集電極-發(fā)射極間電壓飽和的狀態(tài)。這時的電容器電壓成為把燈電壓與集電極-發(fā)射極間電壓相加了的值。集電極-發(fā)射極間電壓雖然根據(jù)元件而不同但都是2V左右。
如果進(jìn)一步繼續(xù)從電容器28的放電，則電容器電壓進(jìn)一步降低。然而，由于在時刻T1電流控制元件34已經(jīng)飽和，因此來自電流設(shè)定器46的信號即使輸出到電流控制誤差比較放大器44，負(fù)反饋控制系統(tǒng)也不進(jìn)行線性動作，電流控制元件34只不過成為與開關(guān)接通的狀態(tài)相同，使來自電容器28的電流直接在放電燈18中通電。這樣，在照射的末期(時刻T1到T2)中，電流控制元件34以比恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流值在放電燈18中通電。其結(jié)果如圖3所示，施加到放電燈18上的電壓也降低，發(fā)光量降低。然而，如上所述，在照射的末期即使發(fā)光量稍有降低，在美容效果方面實(shí)質(zhì)上也不產(chǎn)生影響。
另外，在上述的一次照射期間中，加在電流控制元件34上的負(fù)荷量如圖3所示，用由點(diǎn)a、點(diǎn)b、點(diǎn)c包圍的范圍的面積表示。該負(fù)荷量如在圖3中用包絡(luò)線pm所示那樣，與把一次照射期間內(nèi)全部進(jìn)行恒流控制時的負(fù)荷量相比較充分被降低，由此，降低破壞電流控制元件34的可能性。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10中，電流控制單元56在至一次照射期間內(nèi)的照射的末期之前，恒流控制在放電燈18中通電的電流，在照射的末期由于以比恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流在放電燈18中通電，因此降低加在電流控制單元56的電流控制元件34上的負(fù)荷，同時，能夠連續(xù)地照射適于美容的強(qiáng)度的脈沖光。其結(jié)果，能夠得到理想的美容效果。
另外，由于能夠這樣降低加在電流控制元件34上的負(fù)荷，因此能夠使用可允許的負(fù)荷量小而且廉價的元件，能夠謀求降低成本。進(jìn)而，由于減少電流控制元件34發(fā)出的發(fā)熱量，因此通過減小用于冷卻的裝置，能夠謀求減小美容設(shè)備10自身的體積。
另外，電源單元30由于相對于電容器28的大電流的瞬時放電，以低電流延長時間進(jìn)行充電，因此對于電容器28，電源內(nèi)阻高。從而，電源單元30在一次照射期間內(nèi)不能夠供給用于彌補(bǔ)燈電壓和電流的降低的充分的能量。由此，在照射結(jié)束以后，如果電流控制單元56使通電成為斷開，停止向放電燈18的通電，則電源單元30把電容器28充電到成為當(dāng)前設(shè)定的充電電壓為止。
如果在手術(shù)實(shí)施過程中產(chǎn)生變更發(fā)光量的需要，通過光輸出設(shè)定輸入單元58輸入新的設(shè)定值，則由設(shè)定輸入處理單元60生成新的設(shè)定值，用與該值相對應(yīng)的充電電壓把電容器28充電。該新的發(fā)光量的設(shè)定值通過改變美容目的、皮膚的反射量、毛發(fā)的濃淡等參數(shù)，改變注入到放電燈18中的電流量、脈沖波形、脈沖數(shù)、脈沖寬度、脈沖間隔。根據(jù)該新參數(shù)的相互關(guān)聯(lián)，設(shè)定輸入處理單元60、設(shè)定修正第1存儲單元62、第1電壓設(shè)定器64決定新的設(shè)定值。
當(dāng)該再次輸入的新設(shè)定值確定為比已經(jīng)充電的電容器28的充電電壓低得多的設(shè)定電壓值時，如果仍然使放電燈18原樣發(fā)光，則在超過電流控制元件34的最大額定的可允許的負(fù)荷量的條件下，有可能破壞元件。由此，這種情況下，需要預(yù)先使電容器電壓降低。參照圖4說明這一點(diǎn)。
圖4中，包絡(luò)線gk是對于所要求的控制bcd，電流控制元件34可允許的瞬時允許集電極損失(后述)的電壓范圍。從而，如果在再次設(shè)定以后已經(jīng)充電的電壓是大于等于點(diǎn)g的電壓，則需要使點(diǎn)g的電壓值下降。另外，如果已經(jīng)充電的電壓是小于等于點(diǎn)g，則不需要特意地降低電壓。
設(shè)定修正第2存儲單元72運(yùn)算與該點(diǎn)g相對應(yīng)的電壓值，作為數(shù)字信號輸出。點(diǎn)g的電壓值接受根據(jù)在設(shè)定修正第1存儲單元62中所希望的發(fā)光量而充電電壓a被確定的事實(shí)，進(jìn)而，接受脈沖波形、脈沖數(shù)、脈沖寬度、脈沖間隔被確定且時刻T1(參照圖3)被確定的事實(shí)，跨接g、b、c、d、k的負(fù)荷容量成為小于等于存儲在設(shè)定修正第2存儲單元72中的電流控制元件32的可允許的負(fù)荷量地進(jìn)行運(yùn)算，得到g的電壓值。進(jìn)而，也可以使用可允許的負(fù)荷量大的電流控制元件34，在控制方面具有充分余量的情況下，加位于a的設(shè)定完畢的固定電壓值，在這樣確定了點(diǎn)g的電壓值以后，以數(shù)字信號把設(shè)定值輸出到第2電壓設(shè)定器74。
第2電壓設(shè)定器74根據(jù)該值，以數(shù)字信號生成用于進(jìn)行與點(diǎn)g相對應(yīng)的比較控制的基準(zhǔn)電壓，把該電壓進(jìn)行模擬變換后保持。然后，把變換了的模擬信號輸出到電壓誤差比較放大器78。
第2電壓檢測器(電容器電壓檢測單元)76用寬帶噪聲濾波器檢測電容器電壓。寬帶噪聲濾波器防止在裝置內(nèi)產(chǎn)生的各種噪聲下由第2電壓檢測器76、電壓誤差比較放大器78、輸出控制開關(guān)80、負(fù)荷電阻器82以及第2電壓設(shè)定器74構(gòu)成的系統(tǒng)多余地動作。通過這樣增加寬帶噪聲濾波器，雖然在該系統(tǒng)中多少發(fā)生延遲時間，但是對該系統(tǒng)的動作不產(chǎn)生影響。
電壓誤差比較放大器78把電容器電壓和與點(diǎn)g相對應(yīng)的參照電壓進(jìn)行比較。當(dāng)電容器電壓大于等于參照電壓時，使輸出控制開關(guān)80動作，把負(fù)荷電阻器82連接到電容器28上，使電容器28放電，使電容器電壓降低到低于點(diǎn)g的最大電容器設(shè)定電壓。在本實(shí)施形態(tài)中，使電容器電壓降低到通過發(fā)光量的再次輸入所決定的點(diǎn)a的充電電壓。如果電容器電壓低于點(diǎn)g的最大電容器設(shè)定電壓，則使輸出控制開關(guān)80停止動作，解除電容器28與負(fù)荷電阻器82的連接。
輸出控制開關(guān)80接收電壓誤差比較放大器78的信號，進(jìn)行電容器28的放電。由于以直流放電，因此開關(guān)的種類最好是半導(dǎo)體中繼器。進(jìn)而，在電容器28通過負(fù)荷電阻器82進(jìn)行放電的期間，向發(fā)光指示單元70輸出使放電燈18不發(fā)光地控制的信號。其結(jié)果，即使按下與發(fā)光指示單元70連接的操作手把16的按鈕22，放電燈18也不發(fā)光。如果充電電壓低于點(diǎn)g，則解除用于停止發(fā)光的控制信號，如果按下操作手把16的按鈕22則發(fā)光。
另外，當(dāng)電容器電壓位于點(diǎn)g與點(diǎn)a之間時，通常如果有一次發(fā)光，則通過發(fā)光，電容器電壓大多下降到小于等于點(diǎn)a，第2次以后的發(fā)光進(jìn)入到充電到點(diǎn)a的通常動作。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10中，根據(jù)輸入到光輸出設(shè)定輸入單元58中的發(fā)光量，決定施加在電容器28上的最大電容器設(shè)定電壓，如果電容器電壓比該最大電容器設(shè)定電壓大，則由于使電容器電壓降低到低于最大電容器設(shè)定電壓，因此減輕加在電流控制元件34上的負(fù)荷，能夠預(yù)先防止元件的破壞。作為這些存儲元件以及控制裝置，軟件控制為這些目的而準(zhǔn)備的程序可編程序控制器是適宜的。另外，為了該目的，還可以包括CPU在內(nèi)，形成并使用邏輯電路。
這里，說明考慮到上述的作為電流控制元件34的最大額定的可允許的負(fù)荷量，選擇電流控制元件34的方法。
圖4中，包絡(luò)線gk是對于所求出的控制bcd，電流控制元件34可允許的最大負(fù)荷的電壓范圍。當(dāng)電容器電壓如包絡(luò)線gk那樣變化時，電流控制元件34如bch所示，在從時刻T0到T2的一次照射期間中始終進(jìn)行恒流控制。
這種情況下的電流控制元件34負(fù)擔(dān)的負(fù)荷量能夠?qū)τ诟髅}沖，在從gk包絡(luò)值減去了點(diǎn)b的電壓的電壓上乘以與點(diǎn)b相對應(yīng)的電流值和各個脈沖導(dǎo)通時間求出。
這里，由于在脈沖發(fā)光中瞬時進(jìn)行發(fā)光，因此在電流控制元件34中通電的時間極短。由于一般公開發(fā)表的最大額定最大集電極損失表示連續(xù)流過電流時的最大集電極損失，因此與瞬時通電時的集電極損失不同。該瞬時集電極損失由于在每次使用的情況不同，因此從元件的實(shí)際使用電路的實(shí)驗(yàn)求出，從實(shí)驗(yàn)上作為大致的值獲得達(dá)到破壞的允許值。其結(jié)果，關(guān)于樣品的IGBT，對于公開發(fā)表的最大集電極損失，確認(rèn)了即使把大約10倍的瞬時負(fù)荷作為可允許的負(fù)荷量也沒有什么問題。從而，在本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10中，在電流控制元件34中可以使用公開發(fā)表的最大的集電極損失為能夠起作用的最大負(fù)荷容量的1/10左右的元件，能夠謀求降低成本。另外，確認(rèn)了把2個電流控制元件34并聯(lián)時的實(shí)用上的可允許的負(fù)荷量與1個的情況相比較大約成為2倍。從而，還可以把多個電流控制元件34并聯(lián)使用。
進(jìn)而，當(dāng)放電燈18由于某些原因損壞時，或者輸出負(fù)荷系統(tǒng)短路等異常時，需要保護(hù)設(shè)備不被破壞。本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10在這樣的異常時，通過以下的結(jié)構(gòu)減少設(shè)備破壞的可能性。
當(dāng)來自微小電流供給電源單元42的微小電流供給到放電燈18中時，在放電燈18上加比瞬時發(fā)光時低的電壓。這時的電壓例如參照圖3，是點(diǎn)b的電壓的1/4左右。
如果放電燈18損壞，則根據(jù)情況，有時所連接的電線短路。另外，有時由于某些原因放電負(fù)荷系統(tǒng)短路。這種情況下，由于施加到放電燈18上的燈電壓異常降低，因此如果檢測出該電壓的異常降低，則能夠知道是否有放電負(fù)荷系統(tǒng)的短路現(xiàn)象。
在電壓比較檢測器86中經(jīng)過觸發(fā)變壓器38輸入燈電壓。另外，在電壓比較檢測器86中輸入來自基準(zhǔn)電壓生成單元84的基準(zhǔn)電壓。而且，把燈電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)燈電壓大于等于基準(zhǔn)電壓時，電壓比較檢測器86判定為正常，不輸出任何信號。另一方面，當(dāng)燈電壓低于基準(zhǔn)電壓時，電壓比較檢測器86判斷為異常，向異常檢測放大器54輸出信號。
另外，當(dāng)電流控制元件34要異常地流過大電流時，根據(jù)設(shè)置在電流檢測單元36內(nèi)部的判別過大電流的功能(未圖示)，把過大電流判定為異常，向異常檢測放大器54輸出信號。在本實(shí)施形態(tài)中，把大于等于400A左右判定為異常。
而且，來自電壓比較檢測器86的異常信號與來自電流檢測單元36的異常信號在異常檢測放大器54中作為邏輯和，輸出到驅(qū)動輸出控制開關(guān)52，控制驅(qū)動輸出控制開關(guān)52使得即使兩者的某一個存在異常，電流控制元件34也不動作。由此，當(dāng)發(fā)生了放電負(fù)荷系統(tǒng)短路等異常時，能夠防止流過過大的電流，防止破壞設(shè)備。
然而，放電燈18具有壽命，伴隨著使用，由于電流值或者發(fā)光量逐漸變化，因此需要定期更換。進(jìn)而，放電燈18中每個產(chǎn)品在放電特性方面存在分散性，當(dāng)不是恒流控制而是施加相同的電壓時，有時在注入電流中發(fā)生分散，發(fā)光量不同，在加熱值中產(chǎn)生差異。從而，當(dāng)同一名被手術(shù)者在接受手術(shù)的過程中進(jìn)行燈交換時，不能夠直接使用前一次所用的各設(shè)定，需要變動設(shè)定，非常麻煩。
因此，在本實(shí)施形態(tài)的美容設(shè)備10中，著眼于在放電燈18中流入的電流量與發(fā)光量之間具有強(qiáng)烈的相關(guān)性，把發(fā)光量的管理用電流量的控制代行管理。當(dāng)沒有進(jìn)行恒流控制時，放電燈18的發(fā)光量伴隨著燈制造的分帶性或者使用過程中的變化，發(fā)光量不同，與此相伴隨，電流量也不同。對此，即使是電流值不同的燈泡，通過進(jìn)行恒流控制，使得通電所設(shè)定的電流值。其結(jié)果，大幅度縮小伴隨著放電燈18的分散性或者使用過程中的變化的發(fā)光量的差異，如果同一名被手術(shù)者包括燈交換或者再次手術(shù)的間隔在內(nèi)接受實(shí)施手術(shù)，則能夠直接使用前一次所用的各設(shè)定，不需要變更設(shè)定。從而，施行手術(shù)的各設(shè)定值對于被手術(shù)者能夠作為固定值進(jìn)行管理。
根據(jù)放電燈18的伴隨著分散性或者使用變化的放電特性的差異，在恒流控制的期間(圖3的T0～T1)中雖然產(chǎn)生多少差別，但是由此引起的一次照射期間內(nèi)的發(fā)光量的差別極其微小，收容在實(shí)用上不產(chǎn)生問題的范圍內(nèi)。這是因?yàn)樽⑷氲椒烹姛?8中的電流值根據(jù)恒定電流成為相同，其結(jié)果，使用上壓縮每一個放電燈18的分散性的大小，產(chǎn)生出接近使用均勻的放電燈的效果。
通過這樣進(jìn)行控制，能夠與放電燈18的放電特性無關(guān)，使進(jìn)行恒流控制期間內(nèi)的發(fā)光量均勻，能夠減少由于燈交換產(chǎn)生的加熱值的差異。其結(jié)果，即使同一名被手術(shù)者包括燈交換在內(nèi)接受實(shí)施手術(shù)，也能夠直接使用前一次所用的各設(shè)定，不需要變更設(shè)定。另外，在從時刻T1～T2的照射末期的期間，雖然由于放電燈18的分散性和使用中的特性變化，存在微小差異，然而由于與恒流控制的期間相比較充分短，因此即使進(jìn)行這樣的控制，作為整體的美容設(shè)備的加熱效果在手術(shù)上實(shí)質(zhì)也不發(fā)生改變。進(jìn)而，由于進(jìn)行恒流控制的時間內(nèi)的各脈沖的發(fā)光量相同，照射初期和末期的加熱值幾乎相同，因此經(jīng)過一次照射期間，能夠穩(wěn)定地照射適于美容的強(qiáng)度的光。
從以上本發(fā)明的說明可以明確能夠把本發(fā)明進(jìn)行各種變形。這些變形不能夠認(rèn)為脫離了本發(fā)明的思想以及范圍，對于所有的從業(yè)者自明的改良都包含在以下的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
產(chǎn)業(yè)上的可用性如果依據(jù)本發(fā)明，則提供在一次照射期間內(nèi)能夠穩(wěn)定地照射適于美容的強(qiáng)度的光的美容設(shè)備。其結(jié)果，能夠得到理想的美容效果。
權(quán)利要求
1.一種美容設(shè)備，具備具有放電燈以及把來自該放電燈的光引導(dǎo)的導(dǎo)光器的發(fā)光單元；用于供給向上述放電燈通電的電流的電容器；以及控制從上述電容器向上述放電燈通電的電流的電流控制單元，上述電流控制單元在至一次照射期間內(nèi)的照射的末期之前恒流控制向上述放電燈通電的電流，在照射的末期以比上述恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流向該放電燈通電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的美容設(shè)備，其特征在于，還具備用于使向上述放電燈通電的電流成為脈沖電流的脈沖生成單元，上述電流控制單元根據(jù)來自上述脈沖生成單元的脈沖串，使來自上述電容器的電流成為脈沖電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的美容設(shè)備，其特征在于，上述脈沖生成單元生成各脈沖的脈沖寬度相同的脈沖串。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的美容設(shè)備，其特征在于，具備設(shè)定來自上述放電燈的發(fā)光量的設(shè)定單元；以及根據(jù)在上述設(shè)定單元中設(shè)定的發(fā)光量，決定上述電容器的充電電壓的充電電壓決定單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的美容設(shè)備，其特征在于，具備根據(jù)在上述設(shè)定單元中設(shè)定的發(fā)光量，決定比施加在上述電容器上的上述充電電壓高的最大電容器設(shè)定電壓的最大電容器設(shè)定電壓決定單元；檢測施加在上述電容器上的電容器電壓的電容器電壓檢測單元；以及當(dāng)由上述電容器電壓檢測單元檢測出的電容器電壓超過上述最大電容器設(shè)定電壓時，使該電容器電壓降低到比該最大電容器設(shè)定電壓低的電壓的電壓降低單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的美容設(shè)備，其特征在于，還具備根據(jù)施加在上述放電燈上的燈電壓，判定該燈電壓的正常以及異常的判定單元，上述電流控制單元當(dāng)由上述判定單元判定為燈電壓異常時，停止向上述放電燈的通電。
7.一種美容設(shè)備的控制裝置，具備用于供給向放電燈通電的電流的電容器；控制從上述電容器向上述放電燈通電的電流的電流控制單元，上述電流控制單元在至一次照射期間內(nèi)的照射的末期之前恒流控制向上述放電燈通電的電流，在照射的末期以比上述恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流向該放電燈通電。
全文摘要
本發(fā)明提供一種美容設(shè)備，具備發(fā)光單元、電容器和電流控制單元，發(fā)光單元具有放電燈以及引導(dǎo)來自放電燈的光的導(dǎo)光器，電容器供給向放電燈通電的電流，電流控制單元控制從電容器向放電燈通電的電流，而且，電流控制單元在至一次照射期間內(nèi)的照射的末期之前，恒流控制向放電燈通電的電流，在放電的末期，以比恒流控制中的電流低而且與電容器電壓相對應(yīng)的電流向放電燈通電。
文檔編號A61B18/22GK1812823SQ20048001835
公開日2006年8月2日 申請日期2004年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者北條彼得, 和田好世 申請人:斯堪的納維亞有限公司