一种激光皮肤脱毛成像一体化装置的制作方法

1.本实用新型涉及激光脱毛领域，特别是涉及一种激光皮肤脱毛成像一体化装置。

背景技术：

2.根据激光对皮肤毛囊的实际临床作用效果，每次激光脉冲对皮肤毛囊作用后，根据激光调制参数的不同，毛发会有不同程度的明显的快速变化，传统的方案是后移除设备，再借助成像设备观察，这样的观察比较滞后，无法观察毛发受到激光作用后的变化过程，另外移除设备的过程中，会因为皮肤涂覆的凝胶等物质，对毛发的形貌造成严重改变，成像设备无法真实呈现后毛发的原貌。激光脱毛的根本原理是通过一定激光能量对毛囊细胞进行作用后发热，以此杀死毛囊细胞，同时又不对毛囊周围的组织细胞造成伤害。毛囊在经过激光作用后，毛囊细胞及周围组织细胞存在一定的热弛豫时间。所以激光脱毛要严格控制激光脉冲的间隔和参数，在毛囊细胞的热弛豫时间内进行连续作用，可将毛囊细胞杀死，在激光作用的过程中，毛囊细胞的热量也会传递至周围的细胞，对周围细胞也会产生一定的影响，所以要控制好时间间隔节奏，在能杀死毛囊细胞的同时又不能破坏周围组织细胞。
3.目前行业内传统的激光脱毛可视化方案均采用外部独立成像设备配合激光脱毛仪使用，即，仪和成像系统是光学功能和机械部件分离的，传统的分离式成像方式无法配合激光的最佳节奏，是无法达到激光的效果的。
4.现需一种激光皮肤脱毛成像一体化装置用于解决上述问题。

技术实现要素：

5.本实用新型是为了解决现有技术中仪和成像系统是光学功能和机械部件分离的，传统的分离式成像方式无法配合激光的最佳节奏的问题，提供了一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，采用分光棱镜结构，不仅保留了导光晶体的原有功能，其分光部分实现了外部光路导入及传输的功能，外部光路从棱镜侧边或者上下边均可导入，解决了上述问题。
6.本实用新型提供了一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，包括照明元件、脱毛元件、分束镜、导光晶体和摄像装置，分束镜透射照明原件光线，分束镜折射摄像装置采集光线，导光晶体用于使合并后的照明元件光线、摄像装置采集的光线折射，并与激光器输出端共线。
7.本实用新型所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，作为优选方式，照明元件为led照明单元，照明元件组光线依次通过分束镜透射、导光晶体折射，投射到工作区皮肤。
8.本实用新型所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，作为优选方式，脱毛元件为激光器，激光器输出端与导光晶体输入端连接，激光器激光穿过导光晶体。
9.本实用新型所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，作为优选方式，摄像装置包括相机、滤光片和汇聚单元，相机采集的光线依次通过导光晶体折射至分束镜，通过分束
镜折射后的光线依次穿过汇聚单元、滤光片后被相机采集端采集。
10.本实用新型所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，作为优选方式，导光晶体入射端面镀有470
±
30nm的高反膜；导光晶体中部设置有与工作面呈45
°
的反射面；反射面镀膜对808
±
30nm范围内的光波透过率》99％，470
±
30nm范围反射率》99％。
11.本实用新型所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，作为优选方式，高反膜的反射率》99％。
12.本实用新型所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，作为优选方式，汇聚单元包括单透镜、双胶合消差透镜和变焦透镜中的至少一种。
13.本实用新型所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，作为优选方式，导光晶体包括入射端导光晶体和出射端导光晶体，入射端导光晶体和出射端导光晶体组合为棱台结构，入射端导光晶体和出射端导光晶体结合面为反射面，入射端导光晶体入射面与出射端导光晶体出射面平行，入射端导光晶体入射面面积大于等于出射端导光晶体出射面面积，入射端导光晶体入射面设置于脱毛元件输出端，出射端导光晶体出射面设置于工作区样品面前端。
14.led照明单元发出的光束被用作照明光，经薄膜分束镜透射和特制分光棱镜反射后，照射在放置于特制分光棱镜前的待测样品上。经由样品表面的led光波由特制分光棱镜和薄膜分束镜依次反射，进入由双胶合消差透镜组成的望远镜成像系统中。
15.通过驱动模块控制电源输出强脉冲电流，激光器进入强脉冲工作模式，发射激光经过导光晶体(有分光功能，但是对激光波长实现99％全透射)导出，作用于皮肤。同时，成像系统led光源利用导光晶体的分光棱镜部分照射皮肤，皮肤影像经过分光棱镜及透镜组进入工业相机，最终实现终端显示屏实时成像。
16.本实用新型有益效果如下：
17.激光器分为激光器本体部分及导光晶体部分，导光晶体的作用是将激光器发出的发散光进行传导及收拢，在输出端口实现一定面积的区域。本专利为实现成像光路与激光传导光路公用，所以对传统导光晶体进行的重新设计，采用分光棱镜结构，不仅保留了导光晶体的原有功能，其分光部分实现了外部光路导入及传输的功能，外部光路从棱镜侧边或者上下边均可导入。
附图说明
18.图1为一种激光皮肤脱毛成像一体化装置示意图；
19.图2为一种激光皮肤脱毛成像一体化装置摄像装置示意图；
20.图3为一种激光皮肤脱毛成像一体化装置示意图。
21.附图标记：
22.1、照明元件；2、脱毛元件；3、分束镜；4、导光晶体；41、入射端导光晶体；42、出射端导光晶体；5、摄像装置；51、相机；52、滤光片；53、汇聚单元。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。
24.实施例1
25.如图1所示，一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，包括照明元件1、脱毛元件2、分束镜3、导光晶体4和摄像装置5，分束镜3透射照明原件光线，分束镜3折射摄像装置5采集光线，导光晶体4用于使合并后的照明元件1光线、摄像装置5采集的光线折射，并与激光器输出端共线。照明元件1为led照明单元，照明元件1组光线依次通过分束镜3透射、导光晶体4折射，投射到工作区皮肤。脱毛元件 2为激光器，激光器输出端与导光晶体4输入端连接，激光器激光穿过导光晶体4。激光器波长为808nm，输出激光功率稳定；分束镜3 为薄膜分束镜，对led照明光进行透射，并对样品的散射光进行反射。具体参数：50:50(反射r：透射t)平板分束镜，边长25
×
36mm，镀膜面400-700nm，厚度1mm。led照明单元，作为主动照明方式，波长在可见光范围，输出功率稳定，要求具有适当的波长范围和发散角。具体参数：波长范围：470
±
20nm，发散角8
°
。该led照明单元由4颗led灯珠组成，来保证照明光均匀性；为了避免led照明在棱镜表面的反射，每颗led安装孔2与垂直面夹角设置为50
°
，如图2所示。具体参数：边长40
×
40mm，厚度5mm；led照明单元(5) 固定通孔1直径6.2mm，led灯珠安装孔2为与垂直面夹角为50
°
的直径5mm通孔。
26.如图2所示，摄像装置5包括相机51、滤光片52和汇聚单元53，相机51采集的光线依次通过导光晶体4折射至分束镜3，通过分束镜3折射后的光线依次穿过汇聚单元53、滤光片52后被相机51采集端采集。汇聚单元53包括单透镜、双胶合消差透镜和变焦透镜中的至少一种。双胶合消差透镜用来保证成像视场9mm
×
7mm、空间分辨率6μm、放大率0.33
×
及成像关系。具体参数：组合焦距35mm，畸变《0.15％，相对照度》76％。带通滤光片52，将波长470
±
10nm范围的光波进行透射，并阻挡其它波长范围的光波。具体参数：英寸，中心波长470nm，半高宽10nm。相机51为usb3.0黑白工业相机，普通黑白cmos，具有合适灰度阶、像素尺寸和像素数量。具体参数：1600
×
1200像素，像元大小1.85μm。
27.如图3所示，导光晶体4包括入射端导光晶体41和出射端导光晶体42，入射端导光晶体41和出射端导光晶体42组合为棱台结构，入射端导光晶体41和出射端导光晶体42结合面为反射面，入射端导光晶体41入射面与出射端导光晶体42出射面平行，入射端导光晶体 41入射面面积大于等于出射端导光晶体42出射面面积，入射端导光晶体41入射面设置于脱毛元件2输出端，出射端导光晶体42出射面设置于工作区样品面前端。导光晶体4将激光器发出的激光引导到待测样品(皮肤)上；导光晶体4入射端面镀有470
±
30nm的高反膜；导光晶体4中部设置有45
°
的反射面；反射面镀膜对808
±
30nm范围内的光波透过率》99％，470
±
30nm范围反射率》99％。高反膜的反射率》99％。该反射面可将led照明光反射到待测样品上，同时将来自样品的散射光反射向成像光路。
28.样品面，放置满足成像关系的待测样品，例如人体皮肤，设置于工作区位置。
29.该系统具有视场大、空间分辨率高、以及结构紧凑的突出优势；样品经该系统后缩小的实像通过滤光片后被工业相机所实时接收。该滤光片用于去除激光皮肤脱毛/成像一体化装置中存在的长波段的杂散光，以较好地完成对激光皮肤脱毛过程的实时成像。
30.成像空间分辨率计算：
31.32.其中，λ为照明波长，na(na＝sinθ)为数值孔径，θ可由图 3所示的几何关系计算得出，其中l为物距，d为在双胶合消差透镜(6)上的光斑半径。
33.高功率、长波段的脉冲激光用于皮肤的脱毛处理，低功率、短波段、部分相干的led作为成像系统的主动照明光源，两者经过含有二向镜的棱镜后到达样品(皮肤)上。被皮肤表面反射的led光波被一倒置的望远镜成像系统成像到ccd相机上，以实现脱毛过程中皮肤的实时成像。
34.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，其特征在于：包括照明元件(1)、脱毛元件(2)、分束镜(3)、导光晶体(4)和摄像装置(5)，所述分束镜(3)透射所述照明元件(1)光线，所述分束镜(3)折射所述摄像装置(5)采集光线，所述导光晶体(4)用于使合并后的所述照明元件(1)光线、所述摄像装置(5)采集的光线折射，并与所述脱毛元件(2)输出端共线；所述导光晶体(4)包括入射端导光晶体(41)和出射端导光晶体(42)，所述入射端导光晶体(41)和所述出射端导光晶体(42)组合为棱台结构，所述入射端导光晶体(41)和所述出射端导光晶体(42)结合面为反射面，所述入射端导光晶体(41)入射面与所述出射端导光晶体(42)出射面平行，所述入射端导光晶体(41)入射面面积大于等于所述出射端导光晶体(42)出射面面积，所述入射端导光晶体(41)入射面设置于所述脱毛元件(2)输出端，所述出射端导光晶体(42)出射面设置于工作区样品面前端。2.根据权利要求1所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，其特征在于：所述照明元件(1)为led照明单元，所述照明元件(1)组光线依次通过所述分束镜(3)透射、所述导光晶体(4)折射，投射到工作区皮肤。3.根据权利要求1所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，其特征在于：所述脱毛元件(2)为激光器，所述激光器输出端与所述导光晶体(4)输入端连接，所述激光器激光穿过所述导光晶体(4)。4.根据权利要求1所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，其特征在于：所述摄像装置(5)包括相机(51)、滤光片(52)和汇聚单元(53)，所述相机(51)采集的光线依次通过导光晶体(4)折射至所述分束镜(3)，通过所述分束镜(3)折射后的光线依次穿过所述汇聚单元(53)、所述滤光片(52)后被所述相机(51)采集端采集。5.根据权利要求1所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，其特征在于：所述导光晶体(4)入射端面镀有470
±
30nm的高反膜；导光晶体(4)中部设置有与所述工作面呈45
°
的反射面；所述反射面镀膜对808
±
30nm范围内的光波透过率>99％，470
±
30nm范围反射率>99％。6.根据权利要求5所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，其特征在于：所述高反膜的反射率>99％。7.根据权利要求4所述的一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，其特征在于：所述汇聚单元(53)包括单透镜、双胶合消差透镜和变焦透镜中的至少一种。

技术总结

本实用新型公开了一种激光皮肤脱毛成像一体化装置，包括照明元件、脱毛元件、分束镜、导光晶体和摄像装置，分束镜透射照明原件光线，分束镜折射摄像装置采集光线，导光晶体用于使合并后的照明元件光线、摄像装置采集的光线折射，并与激光器输出端共线。本技术方案不仅保留了导光晶体的原有功能，其分光部分实现了外部光路导入及传输的功能，外部光路从棱镜侧边或者上下边均可导入。侧边或者上下边均可导入。侧边或者上下边均可导入。