專利名稱：激光掃描系統(tǒng)、毛發(fā)切割設(shè)備和相應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于掃描毛發(fā)切割設(shè)備的激光束的激光掃描系統(tǒng)的領(lǐng)域，激光掃描系統(tǒng)包括用于生成激光束的掃描移動的激光掃描設(shè)備以及用于調(diào)整和/或聚焦激光束的可移動光學(xué)設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的毛發(fā)切割設(shè)備(激光剃刀)和一種相應(yīng)的掃描激光束的方法，其利用用于生成激光束的掃描移動的激光掃描設(shè)備和用于調(diào)整和/或聚焦激光束的可移動光學(xué)設(shè)備。
背景技術(shù)：
一種用于掃描毛發(fā)切割設(shè)備的激光束的激光掃描系統(tǒng)包括移動的光學(xué)設(shè)備(例如像振動的光學(xué)裝置陣列)，用于將許多焦斑以簡諧運(yùn)動的方式引導(dǎo)到個(gè)體的皮膚之上。陣列的所述振動運(yùn)動確保針對存在的毛發(fā)已經(jīng)檢查由檢測設(shè)備覆蓋的每個(gè)點(diǎn)和/或通過將高功率光學(xué)脈沖引導(dǎo)至每根檢測的毛發(fā)來潛在地去剃檢測設(shè)備覆蓋的每個(gè)點(diǎn)。 文獻(xiàn)W02007/013008A1公開了一種毛發(fā)去除系統(tǒng)，包括毛發(fā)檢測設(shè)備和毛發(fā)去除設(shè)備，該毛發(fā)去除設(shè)備可操作耦合至毛發(fā)檢測設(shè)備以及用于檢測待處理的一部分皮膚圖像的圖像傳感器，其中圖像傳感器包括移動的透鏡陣列。由于光學(xué)裝置的振動運(yùn)動，在大部分設(shè)計(jì)中，應(yīng)用跟蹤機(jī)制來確保激光束與可移動光學(xué)裝置的連續(xù)重疊或?qū)?zhǔn)。這一跟蹤機(jī)制可以例如由光電或聲電偏轉(zhuǎn)器、振動的跟蹤鏡或跟蹤棱鏡、液晶束偏轉(zhuǎn)器等組成。跟蹤機(jī)制需要精確地相對于可移動光學(xué)設(shè)備的相位、幅度和實(shí)際諧振頻率以及其相關(guān)的機(jī)械和促動器同步。而且，跟蹤機(jī)制需要足夠快以跟蹤可移動光學(xué)設(shè)備的運(yùn)動并且能夠處理檢測激光的光(并且還優(yōu)選地處理高功率切割激光的光)以及大體上與激光剃毛的整體要求(即，低成本、低電壓、小尺寸、低功耗等)兼容。使用上述的方案卻難以滿足這一組要求。而且，該方案還應(yīng)工作在許多環(huán)境條件下(溫度、壓力、濕度)并且應(yīng)相當(dāng)?shù)姆勒鸷头浅？煽俊?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于毛發(fā)切割設(shè)備的激光掃描系統(tǒng)、相應(yīng)的毛發(fā)切割設(shè)備和一種掃描激光束的方法，該方法使得能夠利用激光精確跟蹤可移動光學(xué)設(shè)備的軌跡。這一目的通過權(quán)利要求I、10和15定義的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明旨在通過讓激光掃描系統(tǒng)自我跟蹤來克服跟蹤困難，即可移動光學(xué)設(shè)備本身的運(yùn)動確保了始終獲得可移動光學(xué)設(shè)備和入射激光束(檢測激光束和/或切割激光束)之間的適當(dāng)重疊或?qū)?zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的激光掃描系統(tǒng)的激光掃描設(shè)備，包括具有機(jī)械稱合至可移動光學(xué)設(shè)備的至少一個(gè)可移動光學(xué)元件和固定至激光掃描設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)的布置，其中可移動光學(xué)元件被布置成將可移動光學(xué)設(shè)備的位置與所述激光束進(jìn)入所述光學(xué)系統(tǒng)的移動訪問位置相互關(guān)聯(lián)，并且其中所述光學(xué)系統(tǒng)被布置成將所述移動訪問位置與所述激光束入射在所述可移動光學(xué)設(shè)備上的至少一個(gè)對應(yīng)位置相互關(guān)聯(lián)。這一位置是在可移動光學(xué)設(shè)備處的固定位置。可移動光學(xué)元件相對于可移動光學(xué)設(shè)備移動的同步移動允許通過激光束對可移動光學(xué)設(shè)備的簡單和精確跟蹤。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述可移動光學(xué)元件和所述可移動光學(xué)設(shè)備彼此固定，特別地直接彼此固定。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，可移動光學(xué)元件是按平行于所述可移動光學(xué)元件和所述可移動光學(xué)設(shè)備的移動軸的方向來調(diào)整用于反射所述激光束的反射元件。根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例，所述反射元件被布置成相對于所述激光束的入射方向和相對于所述激光束的出射方向成45度(45° )的方向。反射兀件優(yōu)選是直接安裝在可移動光學(xué)設(shè)備上的單個(gè)45度反射鏡。該鏡被放置成使得入射在這一鏡上的光除了經(jīng)歷在與可移動光學(xué)設(shè)備的移動方向平行的方向上的90度改變之外，還經(jīng)歷在垂直于可移動光學(xué)設(shè)備的移動方向的橫向位移。該位移的幅度取決于可移動光學(xué)設(shè)備相對于入射激光束 的實(shí)際相位。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，可移動光學(xué)設(shè)備包括用于調(diào)整和/或聚焦激光束的光學(xué)裝置的陣列。光學(xué)裝置的陣列優(yōu)選是用于產(chǎn)生多個(gè)相鄰焦點(diǎn)的錐形鏡的線性陣列。激光束入射在可移動光學(xué)設(shè)備上的位置優(yōu)選是光學(xué)裝置之一處的位置。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，激光束進(jìn)入固定至激光掃描設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)的移動訪問位置是在光學(xué)系統(tǒng)的第一反射裝置上的位置。第一反射裝置特別地是位于激光掃描系統(tǒng)的非移動部(例如殼體或框架)的任意處的45° (45度)反射裝置，使得激光束在被可移動反射元件(鏡)以45度方向偏轉(zhuǎn)之后撞擊固定的45度反射裝置?？梢苿臃瓷湓凸潭ǖ牡谝环瓷溲b置的反射表面彼此平行地放置使得在雙反射之前和之后的激光的傳播方向相同。按照這種方式，恰當(dāng)?shù)鼐S持了激光束的橫向移動。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，光學(xué)系統(tǒng)還包括第二反射裝置和第三反射裝置，其中第一、第二和第三反射裝置的每一個(gè)被布置成相對于激光束的入射方向和相對于激光束的出射方向成45°的方向。使用用于重定向激光束的適當(dāng)反射光學(xué)元件，可以確保特別是在可移動光學(xué)設(shè)備包括光學(xué)裝置的陣列的情形中橫向光束位移與可移動光學(xué)設(shè)備的運(yùn)動一致，從而實(shí)現(xiàn)可移動光學(xué)設(shè)備的自我跟蹤。按45度(45° )方向布置的可移動反射元件被放置成靠近可移動光學(xué)設(shè)備，使得移動的幅度、頻率和相位與可移動光學(xué)設(shè)備的相同。按照這種方式，由于制造容差的所有相位、頻率和幅度變化、溫度、壓力、老化等將在無需附加用于在所有條件下確保跟蹤的進(jìn)一步讀出和反饋控制系統(tǒng)和進(jìn)一步光束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)而自動得到補(bǔ)償。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，第一、第二和第三反射裝置中的至少一個(gè)反射裝置是用于通過改變棱鏡的位置而對陣列的單獨(dú)光學(xué)裝置選擇性尋址的刻面棱鏡的一部分。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，光學(xué)系統(tǒng)還包括至少一個(gè)聚焦元件。聚焦元件是布置在光學(xué)系統(tǒng)的第一和第二反射裝置之間的激光束光學(xué)路徑中的透鏡(特別地是圓柱透鏡)。根據(jù)本發(fā)明的毛發(fā)切割設(shè)備，包括根據(jù)前文所述的激光掃描系統(tǒng)，用于使用激光設(shè)備檢測毛發(fā)的檢測系統(tǒng)，和/或具有激光切割設(shè)備的激光切割系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，檢測系統(tǒng)和/或所述激光切割系統(tǒng)使用毛發(fā)切割設(shè)備的共同光學(xué)路徑。檢測系統(tǒng)和/或所述激光切割系統(tǒng)的激光束使用共同光學(xué)路徑來影響可移動光學(xué)兀件。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，檢測系統(tǒng)包括布置在共同光學(xué)路徑中的分束設(shè)備，分束設(shè)備通過第一光學(xué)路徑光學(xué)連接至所述激光設(shè)備并且通過第二光學(xué)路徑光學(xué)連接至檢測設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，檢測設(shè)備包括布置在所述第二光學(xué)路徑中的聚焦系統(tǒng)、針孔和檢測器。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，激光切割系統(tǒng)包括布置在共同光學(xué)路徑中的另一分束設(shè)備，另一分束設(shè)備通過另一光學(xué)路徑連接至激光切割設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一種掃描激光束的方法，其使用激光掃描設(shè)備，該激光掃描設(shè)備包括具有固定光學(xué)系統(tǒng)和具有機(jī)械耦合至可移動光學(xué)設(shè)備的至少一個(gè)可移動光學(xué)元件的布置，其中所述可移動光學(xué)元件將所述可移動光學(xué)設(shè)備的位置與激光束進(jìn)入所述固定光學(xué)系統(tǒng)的移動訪問位置相互關(guān)聯(lián)，并且所述固定光學(xué)系統(tǒng)將所述激光束的所述移動訪問位置與 所述可移動光學(xué)設(shè)備的至少一個(gè)對應(yīng)位置相互關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，可移動光學(xué)元件和可移動光學(xué)設(shè)備彼此固定，特別是直接彼此固定。特別地，可移動光學(xué)元件是按平行于可移動光學(xué)元件和可移動光學(xué)設(shè)備的移動軸的方向來調(diào)整反射激光束的反射兀件。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，反射元件被布置成相對于所述激光束的入射方向和相對于所述激光束的出射方向成45度(45° )的方向。反射元件優(yōu)選是直接安裝在可移動光學(xué)設(shè)備上的單個(gè)45度反射鏡。該鏡被放置成使得入射在這一鏡上的光除了經(jīng)歷在與可移動光學(xué)設(shè)備的移動方向平行的方向上的90度改變之外,還經(jīng)歷在垂直于可移動光學(xué)設(shè)備的移動方向的橫向位移。該位移的幅度取決于可移動光學(xué)設(shè)備相對于入射激光束的實(shí)際相位。


參照下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將會變得明顯且將得以被闡述。在附圖中圖I示意性示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于掃描毛發(fā)切割設(shè)備的激光束的激光掃描系統(tǒng)；圖2示意性示出了包括圖I的激光掃描系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和激光切割系統(tǒng)的毛發(fā)切割設(shè)備；圖3示出了將入射光束偏轉(zhuǎn)和聚焦在與皮膚和毛發(fā)接觸的光刀外側(cè)的點(diǎn)上的內(nèi)反射。
具體實(shí)施例方式圖I示出了用于掃描毛發(fā)切割設(shè)備的激光束3的激光掃描系統(tǒng)I。激光束3可以是高功率激光切割設(shè)備的激光束或檢測系統(tǒng)的激光設(shè)備的激光束。激光掃描設(shè)備I包括兩個(gè)主要組件可移動光學(xué)設(shè)備5，用于調(diào)整和/或聚焦出射的掃描激光束；和激光掃描設(shè)備7，用于生成掃描激光束的移動。光學(xué)設(shè)備5的移動優(yōu)選是振動移動，該移動由雙箭頭9指/Jn ο圖I所示的可移動光學(xué)設(shè)備5包括光學(xué)裝置5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g的線性陣列，用于調(diào)整和/或聚焦出射的掃描激光束。所示光學(xué)裝置是產(chǎn)生多個(gè)相鄰聚焦點(diǎn)的錐形鏡。掃描設(shè)備7包括具有可移動光學(xué)元件11和光學(xué)系統(tǒng)13的布置，其中，所述可移動光學(xué)元件11機(jī)械耦合至可移動光學(xué)設(shè)備5并且光學(xué)系統(tǒng)13包括固定在激光掃描設(shè)備中的三個(gè)反射裝置15、17、19的。光學(xué)元件11是布置成將可移動光學(xué)設(shè)備5的位置與第一反射裝置15上的移動訪問位置23相互關(guān)聯(lián)的反射元件21。反射元件21和反射裝置15、17、19的每個(gè)布置成與入射和出射激光束3成45°的方向。另外，光學(xué)系統(tǒng)13布置成將所述移動訪問位置與掃描激光束撞擊可移動光學(xué)設(shè)備5的對應(yīng)位置相互關(guān)聯(lián)?？梢苿庸鈱W(xué)兀件11和可移動光學(xué)設(shè)備5直接彼此固定以同步可移動光學(xué)設(shè)備5的移動和掃描激光束的入射。反射元件21和第一反射裝置15的每個(gè)形成為棱鏡，第二反射裝置17形成為用于經(jīng)由第三反射裝置19對陣列的單獨(dú)光學(xué)裝置5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g選擇性尋址的刻面棱鏡22，其中第三反射裝置19形成為傾斜鏡。三個(gè)反射裝置按激光的光傳播方向列出。附加 的聚焦元件25(圓柱透鏡)位于第一和第二反射裝置15、17之間的激光束光學(xué)路徑中。光學(xué)設(shè)備5包括錐形鏡的光學(xué)裝置的陣列，其中鏡孔徑典型地為O. 4X1. 7mm，而光學(xué)裝置(鏡)之間的間距可以在從I. 7到非常大的間隙之間變化。錐形鏡陣列在片簧系統(tǒng)(未不出)中以一定諧振頻率、相對相位和幅度振動。振動的方向在圖中由雙向fii頭9指示。該幅度充分地使得錐形鏡的聚焦移動確保在振動的半周期期間掃描整個(gè)表面。光學(xué)元件11 (為鏡或棱鏡)貼附或機(jī)械連接至錐形鏡陣列，使得它在所有操作條件下精確地跟隨該陣列的運(yùn)動。激光束3垂直入射在反射元件21和光學(xué)設(shè)備5的掃描運(yùn)動(雙向箭頭9)上并且被偏轉(zhuǎn)成與該掃描運(yùn)動基本平行并且被固定至與光源本身相同的框架(即，不隨光學(xué)設(shè)備振動而移動)的第一反射裝置(對準(zhǔn)為45度鏡)收集。依賴于光在反射元件21上入射的垂直角度，光撞擊在形成第二反射裝置17的復(fù)雜光學(xué)棱鏡的鏡表面之一上，并且被偏轉(zhuǎn)至45度傾斜的第三反射裝置19，使得激光束向陣列的光學(xué)裝置(即錐形鏡)5a、……、5g之一的入口偏轉(zhuǎn)?？商鎿Q地，激光的光可以同時(shí)入射在第二反射裝置17的所有反射表面上，從而允許陣列的所有光學(xué)裝置(錐形鏡)5a、……、5g的同時(shí)照射?？梢栽诜瓷湓?1和第一反射裝置15之間或者第一和第二反射裝置15、17之間應(yīng)用圓柱光學(xué)元件來準(zhǔn)直或平行化激光束并且降低第二反射裝置17的復(fù)雜性。另外，反射裝置15、17、19可以由單塊光學(xué)材料(即玻璃)構(gòu)成，從而使整個(gè)系統(tǒng)堅(jiān)固以維持在所有各種惡劣條件下的光學(xué)對準(zhǔn)。上述光學(xué)部件的3D布置的效果將參照圖2示意性繪制的2D組件布局描述。激光束將僅用主要光線標(biāo)示。在圖2中，激光束3的主要光線被描繪成其蹤跡從錐形鏡陣列5a、……、5g的中間、左邊和極端右邊的機(jī)械位置(分別用劃線、點(diǎn)線和虛線表示)穿過掃描系統(tǒng)I。清楚地看到圖中指示的激光束3與具有錐形鏡陣列的光學(xué)設(shè)備5的實(shí)際位置無關(guān)地跟蹤一個(gè)錐形鏡(由劃線、點(diǎn)線和虛線橢圓指示)。另外，清楚地看到通過略微改變激光束3的角度或高度至紙平面外的位置，有可能隨機(jī)地選擇棱鏡22的反射表面17a、17b、17c、17d、17e、17f、17g之一以便尋找一個(gè)特定錐形鏡。而且，通過照射棱鏡22的所有反射表面，有可能照射所有的錐形鏡而同時(shí)維持系統(tǒng)I的跟蹤特性。也就是說，照射光束將分布于所有錐形鏡5a、……、5g(或其它單獨(dú)的光學(xué)裝置)之上，其中光束的橫截面的一部分將與錐形鏡陣列的振動周期內(nèi)的實(shí)際相位無關(guān)地訪問相同的錐形鏡/光學(xué)裝置。當(dāng)前布局的附加益處在于，為了訪問單個(gè)光學(xué)裝置(錐形鏡)，所需的激光束偏轉(zhuǎn)量與光學(xué)裝置/錐形鏡的短軸成比例。作為替換，當(dāng)用單個(gè)尋址的鏡來直接訪問錐形鏡時(shí)，兩個(gè)錐形鏡之間的總間距將會是所需光束偏轉(zhuǎn)的決定因素，其可容易地為5-10倍大。圖2示出了對應(yīng)的毛發(fā)切割設(shè)備27，包括根據(jù)圖I的激光掃描系統(tǒng)I和用于檢測毛發(fā)的具有激光設(shè)備31的檢測系統(tǒng)29和具有激光切割設(shè)備35的激光切割系統(tǒng)33。檢測系統(tǒng)29和/或激光切割系統(tǒng)33使用毛發(fā)切割設(shè)備27的共同光學(xué)路徑37。檢測系統(tǒng)29包括布置在共同光學(xué)路徑37中的分束設(shè)備39，其中分束設(shè)備39通過第一光學(xué)路徑41連接至激光設(shè)備31并且分束設(shè)備39連接至第二光學(xué)路徑45中的檢測設(shè)備43。檢測設(shè)備43包括布置在第二光學(xué)路徑45中的聚焦系統(tǒng)47、針孔49和檢測器51。激光切割系統(tǒng)33包括布置在共同光學(xué)路徑37中的另一分束設(shè)備53，該另一分束設(shè)備53通 過另一光學(xué)路徑55連接至激光切割設(shè)備35.圖2和圖3示出了包含光刀59的激光掃描系統(tǒng)I如何與并行的檢測系統(tǒng)以及與尋址和毛發(fā)切割設(shè)備27集成在一起。激光切割設(shè)備35聚焦在偏轉(zhuǎn)裝置57(即可旋轉(zhuǎn)棱鏡/鏡、液晶波導(dǎo)、光電偏轉(zhuǎn)器等)上使得它偏轉(zhuǎn)出紙平面，從而允許它僅入射在刻面棱鏡22的刻面17a、……、17g之一上并且因此僅在光學(xué)裝置(錐形鏡元件)之一上引導(dǎo)。同時(shí)，檢測激光設(shè)備31被布置成使得激光束(通過使用更大的光束直徑)同時(shí)入射在所有刻面17a、……、17g上。因此從每個(gè)刻面17a、……、17g返回的光表示從錐形鏡元件5a、……、5g之一傳出的信號?？梢允褂猛哥R58和針孔的組合來確保共焦檢測，即確保當(dāng)通過使用形成檢測器51的光電檢測器的陣列來檢測錐形鏡陣列5a、……、5g的光時(shí)，檢測器陣列的每一單個(gè)元件僅接收從對應(yīng)的錐形鏡元件的聚焦傳出的光而有效地拒絕聚焦外的光。圖3示出了具有內(nèi)反射的光刀59，其用于將入射光(由繪制的線指示)偏轉(zhuǎn)和聚焦至光刀59外側(cè)的點(diǎn)，使得光的中央方向變成平行于平面(例如皮膚表面61)。光刀59包括刀體63和錐狀端65，其中錐狀端65包括拋物線反射器67。圖3進(jìn)一步示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的與皮膚和毛發(fā)69接觸的光刀。光刀59凹進(jìn)皮膚表面61，從而優(yōu)選地提供在低于皮膚表面61的水平上接觸毛發(fā)69，從而使得毛發(fā)69能夠在原始低于皮膚表面61的水平被切割。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種在光刀59的聚焦位置處檢測毛發(fā)存在的機(jī)會。另外，優(yōu)選使用主動的毛發(fā)操縱裝置來操縱或縮回毛發(fā)以實(shí)現(xiàn)更緊密的剃除。因此，優(yōu)選使用鋸齒狀的刀片幾何形狀?！┟l(fā)69被切割并且皮膚表面61再次從施加的應(yīng)變中松弛，即，移除光刀59,毛發(fā)69已經(jīng)優(yōu)選地被更接近皮膚表面61或者可能低于皮膚表面61而切割。應(yīng)注意，如果出于毛發(fā)皮膚操作的目的是這是有利的或者如果切割應(yīng)當(dāng)在不抵達(dá)皮膚表面61時(shí)進(jìn)行，可在光刀59的前面安裝附加的皮膚拉伸器，從而拉伸皮膚使得皮膚隆起更加可預(yù)測并且確保切割的光保持平行于暴露的皮膚區(qū)域61或在暴露的皮膚區(qū)域61上方。優(yōu)選地，皮膚拉伸器附加地兼做激光束偏轉(zhuǎn)器，由此抵達(dá)拉伸器的光被向上偏轉(zhuǎn)和/或偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離皮膚表面61并且被吸收在毛發(fā)切割設(shè)備內(nèi)。
應(yīng)注意，光刀的輪廓不必與機(jī)械皮膚界面的輪廓一致。如果需要的話，可以添加例如用于光刀的支撐或用于皮膚操作的機(jī)械裝置。這使得刀-皮膚界面在以相對高的皮膚溫度下使用時(shí)優(yōu)選成更加舒服和/或愉悅。當(dāng)逆著皮膚上的毛發(fā)生長方向剃除時(shí)，該刀優(yōu)選頭發(fā)相對于刀橫截面呈基本直立位置的位置。一旦毛發(fā)69的基部(即毛發(fā)69進(jìn)入皮膚的點(diǎn))與刀59相接觸，則優(yōu)選將毛發(fā)協(xié)同刀片59 —起拖拽相當(dāng)長的時(shí)間量。由此，皮膚優(yōu)選逐漸變形并且積聚充分的應(yīng)力使得毛發(fā)最終彎曲在刀之下。在這一時(shí)間期間，毛發(fā)69優(yōu)選便利地位于光刀的檢測平面，從而確保充足的時(shí)間可用于要發(fā)生的檢測和/或切割和/或用于切割毛發(fā)69，在此之后，它將容易地在光刀59之下滑動。盡管在附圖和前文中詳細(xì)說明和描述了本發(fā)明。這樣的說明和描述應(yīng)理解為說明性或示例性而非限制性的。本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要求的發(fā)明時(shí)，根據(jù)對附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求的研究，可以理解和實(shí)施所公開實(shí)施例的 其他變型。在權(quán)利要求中，措辭“包括”不排除其他元件和步驟，并且不定冠詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。僅在互不相同從屬權(quán)利要求中記載的某些措施的事實(shí)并不指示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任意附圖標(biāo)記不應(yīng)解釋為對范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于掃描毛發(fā)切割設(shè)備的激光束(3)的激光掃描系統(tǒng)(I)，所述激光掃描系統(tǒng)(I)包括激光掃描設(shè)備(7)，用于生成所述激光束的掃描移動；和可移動光學(xué)設(shè)備(5),用于調(diào)整和/或聚焦所述激光束，其特征在于所述激光掃描設(shè)備(7)包括具有機(jī)械耦合至所述可移動光學(xué)設(shè)備(5)的至少一個(gè)可移動光學(xué)元件(11)和固定至所述激光掃描設(shè)備(7)的光學(xué)系統(tǒng)(13)的布置，其中所述可移動光學(xué)元件(11)被布置成將所述可移動光學(xué)設(shè)備(5)的位置與所述激光束(3)進(jìn)入所述光學(xué)系統(tǒng)(13)的移動訪問位置(23)相互關(guān)聯(lián)，并且其中所述光學(xué)系統(tǒng)(13)被布置成將所述移動訪問位置(23)與所述激光束入射在所述可移動光學(xué)設(shè)備(5)上的至少一個(gè)對應(yīng)位置相互關(guān)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光掃描系統(tǒng)，其中所述可移動光學(xué)元件(11)和所述可移動光學(xué)設(shè)備(5)彼此固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的激光掃描系統(tǒng)，其中，所述可移動光學(xué)元件(11)是在平行于所述可移動光學(xué)元件(11)和所述可移動光學(xué)設(shè)備(5)的移動軸的方向上調(diào)整的用于反射所述激光束(3)的反射元件(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光掃描系統(tǒng)，其中所述反射元件(21)被布置在相對于所述激光束(3)的入射方向和相對于所述激光束(3)的出射方向成45°定向上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光掃描系統(tǒng)，其中所述可移動光學(xué)設(shè)備(5)包括用于調(diào)整和/或聚焦所述激光束(3)的光學(xué)裝置(5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g)的陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光掃描系統(tǒng)，其中所述激光束進(jìn)入所述光學(xué)系統(tǒng)(13)的所述移動訪問位置(23)是在所述光學(xué)系統(tǒng)(13)的第一反射裝置(15)上的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光掃描系統(tǒng)，其中所述光學(xué)系統(tǒng)(13)還包括第二反射裝置(17)和第三反射裝置(19)，其中所述第一、第二和第三反射裝置(15、17、19)的每一個(gè)被布置在相對于所述激光束(3)的入射方向和相對于所述激光束(3)的出射方向成45°定向上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的激光掃描系統(tǒng)，其中所述第一、第二和第三反射裝置(15、17、19)中的至少一個(gè)反射裝置是用于對所述陣列的單獨(dú)光學(xué)裝置(5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g)選擇性訪問的刻面棱鏡(22)的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光掃描系統(tǒng)，其中所述光學(xué)系統(tǒng)(13)還包括至少一個(gè)聚焦元件(25)。
10.一種毛發(fā)切割設(shè)備(27)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的激光掃描系統(tǒng)(1)，其中所述毛發(fā)切割設(shè)備(27)還包括 用于利用激光設(shè)備(31)檢測毛發(fā)的檢測系統(tǒng)(29)，和/或 具有激光切割設(shè)備(35)的激光切割系統(tǒng)(33)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的毛發(fā)切割設(shè)備，其中所述檢測系統(tǒng)(29)和/或所述激光切割系統(tǒng)(33)使用所述毛發(fā)切割設(shè)備(27)的共同光學(xué)路徑(37)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的毛發(fā)切割設(shè)備，其中所述檢測系統(tǒng)(29)包括布置在所述共同光學(xué)路徑(37)中的分束設(shè)備(39)，所述分束設(shè)備(39)通過第一光學(xué)路徑(41)光學(xué)連接至所述激光設(shè)備(31)并且通過第二光學(xué)路徑(45)光學(xué)連接至檢測設(shè)備(43)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的毛發(fā)切割設(shè)備，其中所述檢測設(shè)備(43)包括布置在所述第二光學(xué)路徑(45)中的聚焦系統(tǒng)(47)、針孔(49)和檢測器(51)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的毛發(fā)切割設(shè)備，其中所述激光切割系統(tǒng)(33)包括布置在所述共同光學(xué)路徑(37)中的另一分束設(shè)備(53)，所述另一分束設(shè)備(53)通過另一光學(xué)路徑(57)連接至激光切割設(shè)備(55)。
15.一種借助激光掃描設(shè)備(7)掃描激光束(3)的方法，其用于生成所述激光束的掃描移動，所述激光束跟蹤可移動光學(xué)設(shè)備(5)以用于調(diào)整和/或聚焦所述激光束，其中所述激光掃描設(shè)備包括具有固定光學(xué)系統(tǒng)(13)和具有機(jī)械耦合至所述可移動光學(xué)設(shè)備(5)的至少一個(gè)可移動光學(xué)元件(11)的布置，其中所述可移動光學(xué)元件(11)將所述可移動光學(xué)設(shè)備(5)的位置與所述激光束(3)進(jìn)入所述固定光學(xué)系統(tǒng)(13)的移動訪問位置(23)相互關(guān)聯(lián)，并且所述固定光學(xué)系統(tǒng)(13)將所述激光束(3)的所述移動訪問位置(23)與所述可移動光學(xué)設(shè)備(5)的至少一個(gè)對應(yīng)位置相互關(guān)聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于掃描毛發(fā)切割設(shè)備的激光束(3)的激光掃描系統(tǒng)(1)，所述激光掃描系統(tǒng)(1)包括激光掃描設(shè)備(7)，用于生成激光束的掃描移動；和可移動光學(xué)設(shè)備(5)，用于調(diào)整和/或聚焦激光束。根據(jù)本發(fā)明，激光掃描設(shè)備(7)包括具有機(jī)械耦合至可移動光學(xué)設(shè)備(5)的至少一個(gè)可移動光學(xué)元件(11)和固定至激光掃描設(shè)備(7)的光學(xué)系統(tǒng)(13)的布置，其中可移動光學(xué)元件(11)被布置成將可移動光學(xué)設(shè)備(5)的位置與激光束進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)(13)的移動訪問位置(23)相互關(guān)聯(lián)，并且其中光學(xué)系統(tǒng)(13)被布置成將所述移動訪問位置(23)與激光束入射在所述可移動光學(xué)設(shè)備(5)上的至少一個(gè)對應(yīng)位置相互關(guān)聯(lián)。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的毛發(fā)切割設(shè)備(27)和掃描激光束(3)的方法。
文檔編號A61B18/20GK102834766SQ201180018144
公開日2012年12月19日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
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