毛发移除装置的制作方法

本发明涉及毛发移除装置，具体地讲，用于移除红色毛发的毛发移除装置，其包括多个led管芯。

背景技术：

已知毛发移除可利用相对高强度的光来实现，以便实现特定效果，诸如热导致的毛发细胞的某些部分(基本上蛋白质)的凝结(即，变性)，从而导致(暂时和/或永久性)毛发移除(又称[暂时]毛发生长减少)。适用于至少暂时毛发移除的大多数已知的基于光的毛发移除装置利用激光光源或闪光灯，因为这两种光源均可以短脉冲提供高强度光。led通常被描述为用于皮肤处理的一种可供选择的光源。通常不认为红色毛发可利用例如基于闪光灯的ipl装置进行处理，因为红色毛发不包含真黑素，而是包含更偏红的棕黑色素，其在通常整体ipl波长光谱中吸收更少的能量，使得通过选择性光热解使靠近黑素载体定位的毛发的相关蛋白质的凝结不能容易地实现。

文档us2012/0116373a1公开了用于将光施加到物体的光施加设备。所述设备包括用于产生处理光和感测光的光源，其中控制单元控制光源，使得在处理时间间隔内的处理光和在感测时间间隔内的感测光交替产生。光源优选地为固态光源，具体地讲发光二极管或激光二极管。优选光源包括vcsel。处理光优选具有在570-1200nm范围内的波长和在2-30j/cm²范围内的能量密度以及在1至600ms内的脉冲持续时间。

本公开的一个目的是提供毛发移除装置，所述毛发移除装置包括多个led管芯，其比已知的装置改善，并且具体地讲提供红色毛发移除能力。

技术实现要素：

根据一个方面，提供了一种用于移除红色毛发的毛发移除装置，其具有光发射单元，所述光发射单元具有基板和多个第一led管芯，所述第一led管芯在介于480nm和510nm之间的波长范围内，具体地讲约500nm的峰值发射波长下发射，其被安装在基板上在至少0.2cm²，具体地讲至少1cm²的区域上，其中所述毛发移除装置被布置成由第一led管芯发射处理光脉冲，所述处理光脉冲具有在介于30ms和200ms之间的范围内的脉冲长度，并且所述第一led管芯具有一定辐射通量，使得通过施加处理光脉冲实现在介于3j/cm²和6j/cm²之间的范围内的使用者皮肤上的辐射通量。

根据一个方面，提供用于移除红色毛发的美容毛发移除的方法，该方法包括以下步骤：提供基板，在所述基板上在至少0.2cm²，具体地讲至少1cm²的区域上安装多个第一led管芯，所述第一led管芯被布置用于发射具有在介于480nm和510nm之间的波长范围内的峰值发射波长，具体地讲具有约500nm的峰值发射波长的光，以及控制所述多个第一led管芯以发射具有在介于30ms和200ms之间的范围内的脉冲长度的处理光脉冲，其中控制所述多个第一led管芯以在一定辐射通量下发射，使得通过施加处理光脉冲来实现在介于3j/cm²和6j/cm²之间的范围内的使用者皮肤上的辐射通量，具体地讲其中在脉冲长度期间所述辐射通量为至少200mw/第一led管芯。

根据一个方面，提供了一种用于移除红色毛发的毛发移除装置，所述毛发移除装置包括光发射单元，所述光发射单元具有至少一个固态光源，其具体地讲由安装在基板上的多个第一led管芯来实现，可控制所述固态光源以发射在介于480nm和510nm之间的波长范围内的处理光脉冲，该处理光脉冲具体地讲具有在介于30ms和200ms之间的范围内的脉冲长度和/或具有在介于3j/cm²和6j/cm²之间的范围内的经由处理光脉冲施加于使用者皮肤上的辐射通量。

附图说明

本公开将通过对示例性实施方案的描述来进一步阐明，其中所述描述参照附图。在图中，

图1是示出对数级的黑素、水和氧合血红蛋白的吸收系数相对于介于300nm和2000nm之间的光波长的图；

图2是示出真黑素和棕黑色素的消光系数相对于介于200nm和900nm之间的光波长的图；

图3是根据本公开的光发射单元的示例性实施方案的示意图，其包括其上安装led管芯的八乘以八矩阵的基板；

图4a是安装在基板上的led管芯的八乘以八矩阵的另一个示例性实施方案，其包括第一和第二led管芯的第一和第二集合；

图4b是安装在基板上的led管芯的十五乘以四矩阵的一个示例性实施方案，其包括第一和第二led管芯的第一和第二集合；

图5是安装在基板上的led管芯的八乘以八矩阵的另一个示例性实施方案，其包括第一和第二led管芯的第一和第二集合；

图6是安装在基板上的led管芯的八乘以八矩阵的另一个示例性实施方案，其包括led管芯的四个不同集合；

图7a是根据本公开的毛发移除装置的示例性实施方案的侧视图；

图7b至图7d是如图7a所示的毛发移除装置的各种示例性头部部分的前视图，其中指示用于测量皮肤特性的一个或多个附加传感器的不同位置；

图8是安装在基板上的led管芯阵列的示意图，所述基板继而安装在散热器上以带走过量的热；

图9a是安装在基板上的led管芯阵列的图示，其中壳体具有围绕安装的基板区域布置的内反射壁；以及

图9b是具有图9a所示壳体的led管芯阵列的剖视图。

具体实施方式

一般已知，可通过将光(具体地讲以至少一种处理光脉冲的形式)施加到皮肤来影响各种类型的皮肤处理。此类皮肤处理涵盖皮肤焕新、皱纹减少、痤疮处理以及(暂时和永久)毛发移除(也称为毛发生长减少或毛发生长管理，因为毛发不一定通过施加光立即移除)。具体地讲，用于实现暂时和/或永久性毛发移除(毛发生长减少-下文仅使用“毛发移除”)的皮肤处理需要比皮肤焕新等所需的辐射通量高得多的由每单位面积led管芯阵列发射的辐射通量。为了将处理光脉冲施加到皮肤上，已经讨论了各种光源，诸如激光光源、闪光灯(例如氙弧灯)和半导体光源，例如led。虽然关于毛发移除已经广泛讨论了激光光源和闪光灯，但是已经不太详细地讨论了led作为光源的应用，具体地讲在因为待在短脉冲长度(例如低于10ms)内施加于皮肤上的所需辐射通量容易通过激光或闪光灯递送。现在，本公开涉及半导体光源(其中下文中使用术语led，这应当涵盖其它固态光源(诸如vcsel、vecsel、或oled)，具体地讲led管芯阵列(即与封装的led相比，半导体管芯)及其用于基于光的暂时或永久性毛发移除的用途。在一些实施方案中，术语led应当仅包括非激光类型的发光二极管，诸如led和oled。

led管芯可在紫外(uv)光至红外(ir)光的基本上任何波长(即，约280nm至1300nm)下发射光，例如这取决于所用的半导体材料。led管芯发射具有的相对窄的光谱带宽的光。在本公开的情况下，术语“波长”与led管芯相关使用，该波长是指峰值发射波长，即，在led管芯的光发射曲线的最大值处的波长。

移除毛发的方法通常具有美容(即美学)性质。仅在很少情况下，毛发移除方法可用于治疗病理状态(例如，多毛症)。本文所述的方法旨在美容毛发移除。

根据本公开，提供多个第一led管芯，其在介于480nm和510nm之间的范围内，具体地讲约500nm的峰值发射波长下发射光。在一些实施方案中，提供了至少一个第二led管芯(并且可安装在与所述多个第一led管芯相同的基板上)，所述第二led管芯在可见光波段中，即在介于400nm和700nm之间的范围内的峰值发射波长下发射光。根据一些实施方案，提供了至少一个第三led管芯(即，除在可见范围内发射的第二led管芯之外或作为对其的另选替代方案)，其在介于590nm和980nm之间的范围内，具体地讲在介于630nm和900nm之间的范围内，并且更具体地讲在介于700nm和880nm之间的范围内的峰值发射波长下发射光。在一些实施方案中，第三led管芯在介于700nm和760nm之间的范围内或在介于820nm和880nm之间的范围内的峰值发射波长下发射光。在一些实施方案中，第三led管芯在介于700nm和760nm之间的范围内的峰值发射波长下发射光并且第四led管芯在介于820nm和880nm之间的范围内的峰值发射波长下发射光。代替单个第二、第三或第四led管芯，毛发移除装置也可包括多个此类led，例如在一个实施方案中，存在在可见范围内发射的多个(例如六个)第二led管芯，并且存在在介于700至980nm之间的波长范围内发射的多个第三led管芯。除了第一led管芯之外，还可选择另外的led管芯的任意组合。另外的led管芯可安装在相同的基板上或安装在一个(或多个)另外的基板上。

不受理论的限制，根据本公开并且根据一个方面，用于移除红色毛发的毛发移除装置包括至少一个固态光源，所述固态光源在介于480nm和510nm之间的波长范围内的峰值发射波长下发射，其具有约±25nm或更低的有限光谱带宽(其中也可通过光学滤波器实现低带宽)。具体地讲，可控制光源以在该波长范围内发射具有在介于30ms和200ms之间，更具体地讲介于60ms和200ms，并且甚至更具体地讲介于100ms和200ms之间的范围内的脉冲长度的处理光脉冲。可另外或另选地控制所述光源以施加具有介于1j/cm²和10j/cm²之间，具体地讲介于3j/cm²和6j/cm²之间，并且更具体地讲介于3j/cm²和5j/cm²之间的使用者皮肤上的辐射通量的处理光脉冲。具体地讲，固态光源可通过多个led管芯实现，所述多个led管芯可安装在基板上。控制单元可用于激活固态光源以发射处理光脉冲，该处理光脉冲具体地讲具有如所提及的脉冲长度和/或具有如所提及的在使用者皮肤上的辐射通量。

在一些实施方案中，毛发移除装置可在毛发移除功能和另一种皮肤处理功能(诸如皮肤焕新功能或痤疮治疗功能或皱纹减少功能)之间切换。

在一些实施方案中，毛发移除装置具有至少与多个第一led管芯连接的控制单元(并且可与如果存在的话，任何其它，即第二、第三等led管芯连接)以用于选择性地激活所述第一led管芯。控制单元可激活第一led管芯的第一子集以发射处理光脉冲，然而第一led管芯的第二子集未被激活，这取决于例如使用者可更改的设置(例如，有效区域选择)或由用于测量至少一种皮肤特性的传感器提供的传感器信号。控制单元也可被布置用于(a)在处理光脉冲之外选择性地接通或断开至少一个单独的led管芯或(b)在处理光脉冲期间或至少在处理脉冲的一部分期间接通或断开单独的led管芯，或(c)在处理光脉冲期间改变至少一个led管芯的正向电流的量级。

在一个方面，以下说明关注于毛发移除装置，所述毛发移除装置具有光发射单元，所述光发射单元具有多个安装led管芯的基板(其可以规则阵列图案的形式安装，但led管芯还可以不规则方式安装)，其能够通过施加在介于30ms和200ms之间的范围内，具体地讲在介于60ms和200ms之间的范围内，并且更具体地讲在介于100ms和200ms之间的光脉冲来递送在介于3j/cm²至6j/cm²之间的范围内，具体地讲在介于3j/cm²至5j/cm²之间的范围内的辐射通量。

本公开还描述了led管芯的用途，所述led管芯在介于480nm和510nm之间的绿光范围之外发射处理光脉冲。应当理解，针对移除红色毛发的本发明装置另外还可包括led管芯，所述led管芯适于移除包含真黑素的褐色毛发(其中金色毛发包括在褐色毛发中)。就此而言，本文的所有这些公开内容应当被理解为除了绿色处理光脉冲发射led管芯之外还可能存在的特征结构。

在本公开中，使用相对长的处理光脉冲。已知使毛囊进入细胞凋亡(程序性细胞死亡)所需的凝结作用是温度和时间两者的函数。因此，虽然在1ms内的70摄氏度的温度暴露导致毛囊中的蛋白质凝结，但如果毛囊在100ms的时间段内暴露于62摄氏度的温度，则该温度也导致所需的凝结。因此，虽然设想了10ms和更长的脉冲长度，但具体地讲用于处理浅色皮肤上的褐色毛发的在4j/cm²和更高的范围内的辐射通量需要以至少一种或多种处理模式使用具有至少60ms，更具体地讲至少100ms的脉冲长度的处理光脉冲。这在被布置用于在不同波长下发射的不同led管芯安装在基板上的情况下尤其如此。因此，根据至少一个方面，毛发移除装置被布置成发射至少一种处理光脉冲，所述处理光脉冲具有至少60ms的脉冲长度，具体地讲在介于80ms和120ms之间的范围内，通常约100ms的脉冲长度。这可能在介于700nm和980nm的远红外至红外波长范围内发射的led管芯的情况下尤其如此。

安装在基板上的led管芯中的至少一些具有足以影响至少暂时毛发移除的安装密度和光输出功率(辐射通量)。这将在以下段落中更详细地解释。

在一个方面，以下说明关注于毛发移除装置，所述毛发移除装置包括光发射单元，该光发射单元具有安装led管芯的基板，所述led管芯包括被布置用于在第一波长下发射的多个第一led管芯和被布置用于在不同于第一波长的第二波长下发射的至少一个第二led管芯。在一些实施方案中，第一led管芯具有足以影响红色毛发的至少暂时毛发移除的安装密度和光输出功率(辐射通量)。在一些实施方案中，第二led管芯(或多个第二led管芯)可被布置成在足以用于指示多个第一led管芯的所选有效面积的目的的较低辐射通量下发射可见光。因为不同的led管芯可容易地安装在同一基板上，因此被布置用于处理的第一led管芯和被布置用于指示的第二led管芯可被布置在相同的安装区域上，并且可分别通过相应的单独布线来控制。在一些实施方案中，相同类型的led管芯作为一组被控制但不是单独被控制。具体地讲，led管芯可串联布置，并且然后可作为一组控制。因此，led管芯阵列的单行或列的led管芯可串联连接，但是当然，应当同时控制的led管芯的位置是任意的。

为了完整起见，在本公开使用术语“脉冲长度”的情况下，该时间段意指在半高全宽(fwhm)脉冲强度下测量的脉冲长度。

虽然“辐射通量”在此作为使用者皮肤上的值提供，但应当理解，如本文所述的毛发移除装置具有基本上位于出口水平面处的led管芯或者安装有led管芯的基板区域被具有反射内壁的壳体包围，使得由使用者的皮肤接收的辐射通量(在常规操作期间)意指在led管芯的位置处发射的辐射通量，因为led管芯安装于其上的基板区域基本上具有与处理的皮肤区域相同的尺寸。在由led管芯发射的光以不受反射壳体空间限制的发散光束形式施加于皮肤上的情况下，需要考虑相应的缩减因子(即led管芯水平面处的辐射通量必须分别高于本文定义的皮肤上的辐射通量)。

与闪光灯相比，led管芯在相对窄的波长带(例如，具有的光谱带宽(fwhm))中发射。因此，与激光类似，可选择led管芯，使得所发射的光对于特定情况而言是最佳的(例如，由毛发颜色和/或皮肤颜色确定)。因此，不需要通常在使用闪光灯的ipl(强脉冲光)装置中使用的光学滤光器，其中闪光灯以包括出于已知的健康原因待滤除的uv部分在内的非常宽波长的光谱发射。

在本公开的一个方面，毛发移除装置包括不同的led管芯，其被布置用于在不同波长下(例如，在两个不同波长、三个不同波长等下)发射。在一个方面，被布置用于在可见波长下发射的其它单个led管芯(或多个led管芯)可用于向使用者可见地指示装置的打开/关闭状态，所述装置然后可发射在不可见光波长范围内(例如，远红外或红外(ir)光波段中)的处理光脉冲。另一方面，可使用在不同波长下发射的led管芯以最佳地调节用于特定情况的波长(例如，在使用者之间或甚至针对单一使用者改变毛发颜色和/或皮肤颜色，其中具体地讲皮肤颜色取决于处理区域的美黑)。这些可能性将在下文中更详细地解释。

实质上，基于光的毛发移除旨在通过热影响毛囊但不影响周围皮肤而减少或抑制毛发生长。为了热影响毛囊，光必须被毛囊中的目标发色团吸收。一般来讲，目标发色团是黑素(即，通常为褐色/黑色的真黑素，但也为红色的棕黑色素，其主要存在于红色毛发中)。图1示出了在介于300nm和2000nm之间的范围内，对数级的黑素、氧合血红蛋白(血液)和水的相对光吸收(图1的吸收曲线得自：christinec.dierickx，m.d.“laserhairremoval:scientificprincipleandpracticalaspects”，lumenis，2002–www.lumenis.com)。如果加热时间和温度一起高于特定阈值，则毛囊的携带黑素部分中生成的热消散到周围组织中，并且最终导致蛋白质凝固，其中，如已经解释的，如果加热时间较长则导致凝固的温度降低。

本公开基本上涉及大面积毛发移除装置(例如，至少0.2cm²的处理面积，具体地讲在介于1cm²和4cm²之间的范围内，并且可能最多至约10cm²)，并且涉及无监控的家庭使用(即允许使用者在家进行处理而没有受伤的风险，并且不需要由经过医学培训的人员的专业支持)。此类毛发移除装置照射大皮肤区域但不特别解决单个毛囊。这意指没有毛囊的皮肤组织，以及存在于真皮组织中的血管也受到处理光脉冲的照射。为了使此类大面积处理中的皮肤组织和血管不受热影响(即，使对皮肤组织和血管的热效应保持在家庭使用可接受的水平)，最佳的毛囊处理在其中黑素吸收高于在水中的吸收和被氧合血红蛋白吸收的波长范围内进行。因此，对于携带真黑素的褐色/黑色毛发(包括金色毛发，即白褐色毛发)，最佳波长范围介于630nm和900nm之间，其中水和氧合血红蛋白的吸收相比于黑素吸收较低。如果真黑素作为发色团基本上缺失并且仅可靶向棕黑色素(其为红色毛发的情况)，则通过光施加移除毛发变得困难，因为棕黑色素的吸收曲线位于真黑素的曲线下方。图2示出了真黑素和棕黑色素的(质量)消光系数曲线(得自：t.sarna,h.m.swartz，“thepigmentarysystem”中的thephysicalpropertiesofmelanins，编辑j.j.nordlund等人，牛津大学出版社，1988)。消光系数是定义物质吸收特定波长的光的强度的参数。图2示出在介于630nm至900nm之间的波长范围内的特定辐射通量的处理光脉冲对红色毛发具有较小的影响，因此不能在毛囊中产生足够高以造成蛋白质凝结的温度。因此据信红色毛发通过在约500纳米的波长(在介于480nm和510nm之间的波长范围内)下施加光来最佳进行处理，其中氧合血红蛋白具有局部吸收最小值(参见图1)。在500nm下真黑素的吸收系数比在800nm下高约5倍，并且在500nm下棕黑色素的吸收系数比在800nm下高约20倍。在500nm下，真黑素和棕黑色素的吸收系数大约相同。

设定基于光的毛发移除的正确参数的主要因素是理解皮肤中黑素对光的吸收以及皮肤上的热负荷，这取决于皮肤的黑素含量。皮肤的黑素含量，即皮肤颜色通常与fitzpatrick皮肤类型(fst)分类量表相关，由所述分类量表确定fsti型(浅白色)至fstvi型(最深色素沉着)皮肤类型。皮肤颜色越深，皮肤中的黑素含量越高，并且由皮肤中黑素颗粒的光吸收越高，并且因此皮肤上的热负荷越高。皮肤中的黑素颗粒具有在1μm至5μm范围内的典型尺寸，然而毛囊具有在100μm至300μm范围内的尺寸。黑素载体的尺寸的显著差异(毛囊的黑素携带部分相对于皮肤中的黑素颗粒)导致不同的热耗散行为。虽然提及的皮肤中的黑素颗粒具有低于0.1ms的热弛豫时间，但毛囊具有约10ms的热弛豫时间。现在，通常认为需要在特定时间框内施加特定辐射通量(每单位面积光能)，以便热影响毛囊。据信，脉冲长度应具有高于皮肤中黑素颗粒的热弛豫时间的值，以便允许热量从这些黑素颗粒中耗散，并且由于通过颜料的光吸收而减少皮肤上的热负荷。因此，脉冲长度可具体地讲比热弛豫时间高十倍(即至少约1ms或以上)。对于浅色至中等皮肤颜色(fsti-iii)，皮肤中黑素的光吸收的影响导致有限的热影响，并且在确定最佳脉冲长度方面不起主要作用。无论如何，即使以如本文所述的高密度安装，也不能由目前的led管芯产生1ms或甚至低于足够通量的此类短光脉冲。根据本公开，考虑至少约10ms的脉冲长度。如果在太长的处理光脉冲中提供必要的辐射通量，则热耗散将可在毛囊中实现的温度降低至对于在毛囊中发生有效蛋白质凝结而言太低的值。据信，脉冲长度不应长于约300ms，具体地讲不长于约200ms。该时间段基本上由毛囊的热弛豫时间确定，并且通常应当在3至10倍于热弛豫时间的范围内(其可以在约10ms的范围内，但对于大毛囊而言可以更高)。据信在该时间段期间递送的辐射通量对于红色毛发而言应当在介于3j/cm²和6j/cm²之间的范围内，具体地讲约5j/cm²，以便实现与至少暂时毛发移除相关的效果(即在至少毛发毛囊中的热影响的变化，使得暂时或永久性毛发生长减少发生)。对于褐色至黑色毛发而言，辐射通量通常在介于3j/cm²和9j/cm²之间的范围内(具体地讲，在介于3j/cm²和7/cm²之间的范围内)。对于红色毛发和褐色毛发施加的辐射通量大致相同，即使对绿光的吸收速率较高，这基本上由绿光的较低穿透深度造成(由于反向散射，绿光在其到达毛囊之前离开皮肤)。对于携带真黑素的毛发和浅色皮肤颜色，通常应当施加4j/cm²至8j/cm²。对于红色毛发和浅色皮肤，脉冲长度通常可在30ms和200ms的范围内，其中对于一定程度晒黑的皮肤而言，在介于3j/cm²和6j/cm²之间的范围内的辐射通量下，脉冲长度应当在介于100ms和200ms之间的范围内。如果皮肤被晒黑(即，携带真黑素的颗粒存在于皮肤中)，则皮肤上的热负荷必须通过非常长的处理脉冲和低总体辐射通量来进行甚至更强的平衡。另外，要考虑到绿光进入皮肤中的低穿透深度，如下文将解释的。

光学穿透深度(光强度减小至1/e时的距离)在文献中有所不同，例如，对于白种人皮肤，在一篇参考文献中(r.roxanderson等人，theopticsofhumanskin，thejournalofinvestigativedermatology，77：13-19，1981)提供在500nm波长下为0.230mm至在1000nm波长下为约1.6mm的穿透深度，然而由另一篇参考文献(bashkatov等人，opticalpropertiesofhumanskin,subcutaneousandmucoustissuesinthewavelengthrangefrom400to2000nm；j.phys.d:appl.phys.38(2005)2543-2555)提供了对于500nm为约0.9mm并且在1000nm下为2.6mm的值。不依赖于这些差异，穿透深度一般从1000nm的波长到500nm的波长显著减小。毛囊位于皮肤表面下方约1-3mm。因此，据信对于红色毛发处理最佳的那些波长具有特别低的穿透深度。低波长光的低穿透深度也不包括使用甚至更低波长的光，例如，约300nm的紫外光，其基本上甚至可能不达到毛囊，除了与紫外光相关的其它风险之外。由于约500nm的光在皮肤组织中的强吸收，据信待施加在介于3j/cm²至约6j/cm²之间的范围内的辐射通量，如已经提及的。浅色皮肤中(所述皮肤类型对于具有红色毛发的人而言是典型的)的典型黑素含量相对低并且皮肤上的热负荷不是特别令人关注的。对于具有红色毛发的晒黑的人而言，皮肤上的热负荷成为相关因素，并且可考虑高于100ms的脉冲长度以减少皮肤上的热负荷。此外，当毛囊尽可能接近皮肤表面时，可最佳地进行绿光的施加以处理红色毛发，这在早期生长期生长阶段就是这种情况，其中毛囊可近到距皮肤表面0.5mm定位，使得绿色毛发的低穿透深度不太重要。

如前所述，根据本公开的光发射单元具有基板，其上以足够高的密度(例如，每平方厘米约八至约90个led管芯，但是以每单位面积的管芯数表示的可实现的密度自然也取决于led管芯的大小)安装各自具有特定辐射通量/led管芯的多个led管芯。

在示例性实现中，使用得自osramgmbh(munich，germany)的goldendragonpluslvw5amled管芯，其在502nm的峰值发射波长(典型的主波长为505nm)下发射光。根据数据表(版本1.1)，led管芯在350ma的正向电流下具有67lm的光通量。对于505nm的波长，67lm转换为约240mw的辐射通量(当使用线性外推时，在1000ma正向电流下转换为约684mw)。因为505nm主波长led管芯在主波长附近的光谱带中发射，并且因为流明到瓦特的转换强烈地取决于波长，因此该值仅是估计值。每平方厘米需要约二十一个此类505nmled管芯，以实现在200ms处理光脉冲中的约3j/cm²辐射通量。因此，每平方厘米约四十四个505nmled管芯提供100ms脉冲中的约3j/cm²的辐射通量，并且约八十八个505nmled管芯提供100ms脉冲中的约6j/cm²的辐射通量。约八十八个505nmled管芯可提供在50ms脉冲中约3j/cm²的辐射通量。

这些得自osram的led管芯(具有约1mm×1mm＝1mm²的管芯尺寸)以约0.2mm的距离安装基板上，使得8×8＝64个led管芯可安装在1cm×1cm＝1cm²基板面积上。使用反转芯片技术，可实现每平方厘米89个led管芯的密度。

应当理解，本文所讨论的值是相对粗略的参考值，因为led管芯的辐射通量取决于led管芯的温度、正向电流和其它因素。

在未独立地受权利要求书保护(但是可以另外存在于毛发移除装置中)的示例中，多个led管芯被安装在基板上，其中所述集合中的每个led管芯被布置成在介于680nm和780nm之间的波长范围内发射。在该范围内发射的led管芯的一个示例为用于得自osramgmbh(munich，germany)的oslon150(gfcshpm1.24-数据表版本1.0)中的led管芯。相应的led管芯在730nm(远红外)的峰值发射波长下发射光，其中光谱带宽(fwhm)为δλ＝±30nm。该led管芯在350ma的正向电流下具有介于201mw和280mw之间(典型地231mw)的辐射通量(也称为辐射功率)，其中规定正向电流最高至1000ma(于是导致660mw的典型辐射通量)。毛发移除装置另外可包括此类多个led管芯，以另外还提供褐色毛发移除能力。

一般来讲，大尺寸led管芯可具有在介于0.5mm至1.5mm乘以0.5mm至1.5mm之间的范围内的尺寸(即，0.25mm²至2.25mm²的尺寸)。led管芯可通过引线结合(具体地讲金线结合)连接到基板，但是为了实现高封装形状因子和增强的热耗散，led管芯也可以经由倒装芯片技术连接到基板(因此可实现891×1mm²个led管芯/平方厘米的密度)。在1000ma的指定正向电流下驱动上述osramled管芯(64个led管芯/平方厘米的密度)以发射脉冲长度介于30ms至200ms之间的处理光脉冲，导致皮肤上的辐射通量在介于1.267j/cm²和8.448j/cm²之间的范围内(假设所有辐射能量均施加到具有与安装的基板区域尺寸相同的处理区域尺寸的皮肤区域上)。过量热通过led管芯生成，然而发射光脉冲可通过被动或主动冷却装置例如散热器、热管或主动液体冷却系统从基板上耗散。被动冷却装置(例如，散热器)可通过提供(冷却的)气流来支撑。led管芯的效率通常为约30％，使得产生8j/cm²辐射通量的处理光脉冲是指必须耗散约18.7j/cm²的过量热。与需要约1s或更多的特定冷却时间的闪光灯相比，led管芯可以更高的频率进行脉冲并且因此可利用led管芯实现对大皮肤区域的更快的总体处理时间。

在上述示例中，八乘以八led管芯阵列中的至少一个led管芯可被不同的led管芯(即，第二led管芯)替换，所述不同的led管芯在不同于第一波长的第二波长(例如，第二波长可位于介于400nm和700nm之间的可见范围内)下发射。

在未独立地受权利要求书保护的另一示例中(但其可另外存在于毛发移除装置中)，led管芯可从得自osramgmbh(munich，germany)的oslonblack系列(850nm)获得。根据数据表(版本1.1，自2014年01月09日)，相应的led管芯(尺寸1×1mm²)在860nm的峰值发射波长下(质心波长：850nm)发射光，并且光谱带宽(fwhm)为δλ＝±30nm。在1000ma的正向电流下，产生1030mw的总辐射通量。已经安装在1cm²的基板区域上的五个此类led管芯导致在1cm²皮肤处理区域上每200ms脉冲长度约1j/cm²的辐射通量(假设led管芯的总辐射通量均施加到皮肤处理区域上)。

在未独立地受权利要求书保护的另一示例中(但其同样可另外存在于毛发移除装置中)，再次将8×8个led管芯的阵列安装在1cm²的基板区域上。44个第一led管芯(在730nm的第一波长下发射的oslon150)的第一子集基本上与20个第二led管芯(在850nm的第二波长下发射的oslonblack系列)的第二子集混合。如果仅接通第一led管芯以发射200ms的处理光脉冲，则可实现5.8j/cm²的通量。如果仅接通第二led管芯(850nm)以发射200ms的处理光脉冲，则可实现高于4j/cm²的通量。一起接通时，可在200ms处理光脉冲中实现几乎10j/cm²的通量(或在100ms处理光脉冲中实现几乎5j/cm²的通量)。

表1是本说明书的发明人认为代表在给定fst皮肤类型下对红色毛发的最佳处理参数的波长、脉冲长度和通量值的总结。还给出了浅褐色和深褐色毛发的其它最佳参数。下文对红色毛发给出的500nm的代表性波长应当被理解为代表介于480nm和510nm之间的波长范围。在其它情况下，代表性波长代表波长范围，所述波长范围应当覆盖给定单个波长值附近的±50nm(任选地±30nm)。应当注意在一些实施方案中，毛发移除装置包括被布置用于发射具有约500nm的峰值发射波长的光的多个第一led管芯，和被布置用于发射具有约例如730nm或850nm的峰值发射波长的光的多个第二led管芯，使得控制单元能够根据表1激活led管芯(不包括红色毛发情况)。另外，可存在多个第三led管芯，其被布置用于发射具有在730nm和850nm的其它波长附近的峰值发射波长的光，使得控制单元可根据表1激活led管芯。

表1：根据毛发颜色和fst皮肤类型提供的波长、通量和脉冲长度值。

图3为根据本发明的光发射单元10的示例性实施方案的示意图。光发射单元10包括基板100，其上安装64个led管芯的集合。led管芯以列a至h和行1至8的8×8规则矩形图案布置，使得led管芯可通过其在列-行矩阵中的位置来标识。三个led管芯101a1、101a8和101e5被示例性标识，并且应当理解，矩阵布置中的led管芯可由其作为后缀加到相应参考标记中的列和行来标识。

应当理解，所示的8×8正方形led管芯矩阵仅是一个示例，并且led管芯可以任何合理的方式布置在基板上，如规则方形或矩形矩阵，诸如2×2、2×4、3×6、5×5、10×14、4×15(参见图4b)等矩阵或较少结构化、更随机的图案。代替以规则方形或矩形矩阵布置，led管芯可以类似于圆形区域而不是方形或矩形区域的规则图案布置。还可以选择安装的基板区域的任何其它形状(例如三角形、梯形、任意形状)。在图4a、5和6的示例中，出于简化讨论的目的，将使用相同的8×8矩阵，但是关于这些图描述的概念和想法当然也适于刚刚提及的安装led管芯的基板的其它规则或不规则图案。图4b示出了具有4×15矩阵的实施方案。

控制单元20具有与led管芯矩阵连接的引线，以便选择性地向led管芯101中的每一个提供电压和电流供应。如前所述，8×8矩阵具有8列led管芯，所述led管芯串联连接，使得每个列都在同一时刻进行控制。一般来讲，虽然控制单元20可被布置成同时连通和切断所有led管芯，但控制单元20也可被布置成独立地连通或切断安装在基板上的led管芯中的每一个。一般来讲，控制单元可以任何合适的方式与多个led管芯连接。

控制单元20与用于测量皮肤特性例如皮肤颜色(色素沉着水平)的传感器30联接。传感器可包括照射皮肤的光源，并且传感器可被布置成由反向散射到传感器的光量(例如，由发光二极管实现)确定皮肤特性，例如皮肤颜色。然后控制单元20可具体地讲被布置成基于所测量的皮肤颜色来控制至少一个处理参数，例如光强度和/或脉冲长度。传感器30应被理解为任选的特征结构。

在此，控制单元20还与用户界面40,50,60,70联接，从而允许使用者控制光发射单元10的各个方面(用户界面被认为是任选的特征结构)。在此，用户界面包括四个输入元件40,50,60和70。第一输入元件40可被布置成通/断开关。第二输入元件50可被布置为用于选择处理类型的开关，例如第二输入元件50可允许使用者在毛发移除功能和皮肤焕新功能之间切换。然后控制单元20可被布置成基于所选的处理类型来控制至少一个处理参数，例如用于皮肤焕新功能的由led管芯发射的辐射通量可低于用于毛发移除功能的。第三输入元件60可被布置成允许使用者输入毛发颜色。然后控制单元20可被布置成根据毛发颜色控制至少一个处理参数。第四输入元件70可被布置成允许使用者设定待施加到皮肤上的最大辐射通量值(例如，在介于1j/cm²和8j/cm²之间的范围内的值)。然后控制单元20可被布置成仅施加辐射通量不高于所选最大辐射通量的光脉冲。除此之外或作为另外一种选择，输入元件中的一个可被布置成允许使用者从安装的led管芯的第一有效区域切换到第二有效区域(参见下文结合图4a和图4b的描述)。输入元件40、50、60或70中的每一个可被布置为输入旋钮或滑动件或作为触敏板上的触敏开关。相比于与控制单元20引线连接，用户界面可在单独的装置上实现，所述单独的装置以无线方式与控制单元20连接。代替如图3所示的四个输入元件，用户界面可具有一个、两个、三个、五个、六个或任意数量的输入元件。在一些实施方案中，光发射单元10不含任何用户界面，并且可被布置为以自动方式操作。可经由用户界面实现除上述功能之外的其它功能或附加功能。

图4a示出了安装在基板100a上的多个led管芯102和103的一种示例性布置。多个第一led管芯102具有57个构件。多个第二led管芯103具有七个构件。第二led管芯103的集合的七个构件通过其矩阵位置标识为103a1、103e1、103h1、103a5、103e5、103a8和103h8。多个第一led管芯102可被布置成在介于480nm和510nm之间的范围内的绿色波长(第一波长)下发射。然后第一led管芯可用于将处理光脉冲施加到皮肤表面。然后第二led管芯103可被布置成在介于400nm和700nm之间的可见波长范围内(第二波长)发射，并且第二led管芯可具体地讲被布置为低辐射通量led管芯，其不适于在足以用于暂时毛发移除的强度水平下发射光(例如，在约2v供电电压下，第二led管芯可具有低于100ma，具体地讲约50ma或20ma的指定正向电流)。第二led管芯可用于指示led管芯矩阵的有效区域。接通第二led管芯103a1、103e1、103a5和103e5，然后指示仅布置在那四个第二led管芯之间的第一led管芯将用于将光施加于皮肤(第一有效区域a1由虚线指示)，然而接通第二led管芯103a1、103h1、103a8和103h8指示将使用全部多个第一led管芯(第二有效区域a2由点划线指示)。较小的第一有效区域a1可用于面部皮肤处理(较小的有效区域a1允许更精确地靶向小面部区域)，然而较大的有效区域a2可用于身体皮肤处理(更快处理)。如上所述，可提供输入元件以允许使用者在可能的有效区域之间切换。根据led管芯的图案，可使用至少两个第二led管芯来指示有效区域(例如，第二led管芯可被布置在方形或矩形布置的相对拐角中)。在一些实施方案中，第一led管芯的有效区域可被第二led管芯围绕以指示有效区域。

一般来讲，在一些实施方案中，仅将单个第二led管芯安装在基板上(例如，63个第一led管芯的集合和仅一个第二led管芯可以8×8矩阵形式安装在基板上(如图4a所示))。具体地讲，第二led管芯可被布置成在低辐射通量下(例如，低于100mw，通常具有约20ma至50ma的正向电流)，在可见波长范围内(即，在介于400nm和700nm之间)发射光。此类第二led管芯可用于照明目的：控制第二led管芯以与处理光脉冲的发射同时发射可见光。

在一些实施方案中，三个第二led管芯以紧密的空间关系安装在基板上，其中三个第二led管芯各自以不同的可见波长发射(例如，在大约625nm、520nm和465nm下-因此三个第二led管芯基本上提供rgbled的功能)，使得三个第二led管芯的单独的强度控制将允许定制由三个第二led管芯发射的整体光颜色。此类第二led管芯可用于照明目的。可提供输入元件，使得使用者可设置有利的颜色。此外，除了用于识别第一led管芯阵列的有效尺寸的第二led管芯外，还可存在用于照明目的的此类至少一个第二led管芯。

图4b示出了类似于图4a中所示的实施方案，安装在基板100aa上的四乘以十五led管芯矩阵的示例性实施方案，其中除了被布置用于发射处理光脉冲的54个第一led管芯102a的集合之外，还布置六个第二led管芯103a的集合以发射在可见波长范围内的光，以便指示第一有效区域a3或更大的第二有效区域a4。具体地讲，此类矩形led管芯阵列可用于毛发移除装置中，所述毛发移除装置在皮肤上连续移动，而不是随后从一个皮肤处理区域移动到另一个皮肤处理区域，为此可使用如图4a中所示的led管芯阵列。所述滑动运动具体地讲可在垂直于矩形led管芯阵列的长轴的方向上发生。在一些实施方案中，滑动使用的毛发移除装置可包括用于确定装置在皮肤上移动的速度的速度传感器。然后，毛发移除装置可被布置成根据测定的滑动速度控制连续处理光脉冲之间的时间段，使得处理光脉冲无缝施加到皮肤上(即，基本上没有间隙或重叠)。由于矩形形状，较小的有效区域a3覆盖led管芯矩阵的全宽，这有助于将小有效区域a3精确定位到处理区域上。

图5示出了led管芯的8×8矩阵的示例性实施方案，其中三十二个第一led管芯104的集合和三十二个第二led管芯105的集合以棋盘图案安装在基板100b上(例如，导致第一和第二led管芯在安装基板区域上的基本上均匀的分布)。具体地讲，在安装的led管芯的阵列在操作期间靠近待处理皮肤定位的情况下，可通过仅激活多个第一led管芯或多个第二管芯来实现基本上均匀的照明。多个led管芯104可被布置成在第一波长下(具体地讲在足以用于红色毛发的至少暂时毛发移除的强度水平下)发射光，并且多个第二led管芯可被布置成在不同于第一波长的第二波长下发射。多个第二led管芯可在单独也足以用于具体地讲携带真黑素的褐色毛发的至少暂时毛发移除的辐射通量下发射，但第二led管芯也可在足以用于皮肤焕新或其它皮肤处理的辐射通量下发射。在一些实施方案中，第二led管芯在足以用于仅照明目的的辐射通量下发射可见光。代替以棋盘图案布置，第一和第二led管芯也可以以任何其它图案布置，并且可以存在比第一led管芯更多或更少的第二led管芯(例如，两个、七个、十个、十六个、二十个、四十个等)。如前所述，在此描述的八乘以八矩阵仅出于示例性目的，并且任何任意数量的第一和第二led管芯可以任何任意图案布置，只要至少第一led管芯被布置成在具有介于30ms至200ms之间的脉冲长度的脉冲中在定期操作期间在皮肤上产生至少3j/cm²的辐射通量即可。

图6示出了安装在基板100c上的led管芯的8×8矩阵的另一示例性实施方案，其中第一、第二、第三和第四led管芯的四个不同的集合安装在基板100c上。二十个第一led管芯106的集合、二十一个第二led管芯107的集合和二十一个第三led管芯108的集合以交替的方式安装在基板上。在led管芯阵列的中心，安装两个第四led管芯109，其可被布置成在适用于照明目的的辐射通量下在可见波长范围内发射。在一些实施方案中，第一led管芯106的集合可被布置成在第一波长下(例如，在505nm下)发射，第二led管芯107的集合可被布置成在不同于第一波长的第二波长下(例如，730nm)发射，并且第三led管芯108的第三集合可被布置成在不同于第一和第二波长的第三波长下(例如，850nm)发射。

图7a示出根据本发明的毛发移除装置80的示意图。如前述段落中所述的光发射单元用于毛发移除装置80中。毛发移除装置80具有用于发射处理光脉冲的头部部分81和用于由使用者的手握持毛发移除装置80的柄部部分82。控制元件85被布置在柄部部分82处，以用于至少连通/切断毛发移除装置80。图7b至7d示出了头部部分81a、81b、81c的不同实施方案的前视图，其中所述实施方案基本上仅在用于测量至少一种皮肤特性的传感器或几个传感器95a、95b、95c的位置方面不同。头部部分81a、81b、81c各自具有相应的出口90a、90b、或90c，通过所述开口将在操作期间发射处理光脉冲。具有安装在所述基板上的多个led管芯的基板可被布置成紧跟在出口90a、90b、90c的后面，或基板可被布置成具有距头部部分81a、81b、81c内的出口90a、90b、90c约或少于10mm的特定距离。由材料制成的出射窗91a、91b、91c覆盖出口90a、90b、90c，该材料对待由led管芯发射的光是基本上透明的。出口90a、90b、90c可具有在介于0.2mm²至10cm²之间的范围内，具体地讲在1cm²至4cm²范围内的尺寸。然后，基板的安装区域可具有与出口90a、90b、90c相同的尺寸和形状。在一些实施方案中，不存在出射窗91a、91b、91c。在图7b的实施方案中，毛发移除装置包括用于测量至少一种皮肤特性的两个传感器95a，所述两个传感器95a被布置在出口90a的两个相对侧上。在图7c和7d中所示的实施方案中，分别用于测量至少一种皮肤特性的仅单个传感器95b和95c分别布置在头部部分81b和81c上。在图7c中，传感器95b被布置在出口90b的下面，使得传感器95b相对于通常运动方向被布置在出口90b之前(根据图7c的装置可以滑动模式使用)。在图7d中，传感器95c被布置在出口90c的中心区域中。在这种情况下，靠近出口90c设置的基板可具有相应的切口，使得传感器可布置在切口中或者可通过该切口操作。一个或多个传感器95a、95b、95c还可允许确定皮肤接触，使得光发射单元的控制单元可被布置成仅在确定皮肤接触的情况下触发处理光脉冲的发射。

图8是安装led管芯阵列的基板200的图示，所述基板安装在散热器210上以传送走操作中由led管芯产生的过量热。风扇可被布置成靠近散热器以支持远离散热器的热耗散。

图9a和9b示出透视图和穿过安装led管芯阵列的基板300的切口，其中壳体310围绕安装区域320安装。壳体310具有内壁表面311，所述内壁表面对于由led管芯发射的光具有高反射性。内壁表面311可具有反射涂层，该反射涂层可由抛光的金属或由漫反射塑料或陶瓷材料制成。壳体310然后用于以基本上无损耗的方式将由led管芯发射的光从led管芯水平面引导至毛发移除装置的出口，并且led管芯的水平面上的辐射通量与当出口被置于皮肤上时处理区域上测量的辐射通量基本上相同。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。