阅读说明：本技术 用于清洁和处理皮肤的装置的tens附件 (TENS attachment for a device for cleaning and treating the skin ) 是由 D.G.克恩 K.S.奥伯克拉默 J.H.纳桑森 R.D.米勒 P.J.格利森 于 2018-05-25 设计创作，主要内容包括：一种用于递送TENS电流的装置,可附接到具有机械运动源的手持皮肤处理装置,包括：外壳,其用于安装在手持皮肤处理装置上并具有带有第一和第二电极的导电皮肤接触头,用于接收TENS信号作为在电极之间建立的电压；和连接器,其安装在外壳内或外壳上,并且被配置为与机械运动源交接以接收运动源的运动。所述装置具有：在外壳中的能量转换器,用于将运动转换成电流；功率控制电路,其用于接收电流并将其转换成至少一个电源输出电压；以及信号发生电路,其连接到所述至少一个电源输出电压,用于产生作为输出的TENS信号,以递送到皮肤。(A device for delivering TENS current attachable to a handheld skin treatment device having a source of mechanical motion, comprising: a housing for mounting on a handheld skin treatment device and having an electrically conductive skin contact with first and second electrodes for receiving a TENS signal as a voltage established between the electrodes; and a connector mounted within or on the housing and configured to interface with the mechanical motion source to receive motion of the motion source. The device has: an energy converter in the housing for converting motion into electrical current; a power control circuit for receiving and converting current into at least one power supply output voltage; and a signal generating circuit connected to the at least one power supply output voltage for generating as an output a TENS signal for delivery to the skin.)

用于清洁和处理皮肤的装置的TENS附件

技术领域

本发明涉及用于清洁和处理皮肤(特别是面部皮肤)的装置，以及用于从使用机械作用清洁和处理皮肤的装置递送TENS(经皮电神经刺激)的附件。

背景技术

皮肤是人体最大的器官，具有几个重要的功能，包括形成对环境的物理屏障、针对微生物的防护、允许和限制水和电解质、紫外线辐射和有毒物质的进出。在皮肤内有三个结构层：表皮、真皮和皮下组织。角质细胞是可见于表皮内的主要细胞类型。成纤维细胞是真皮内的主要细胞类型。真皮由支持性细胞外基质组成，并且包含平行于皮肤表面延伸的胶原纤维束。真皮内成纤维细胞的作用是产生胶原蛋白、弹性蛋白和结构蛋白聚糖。胶原纤维占真皮的70%，赋予其强度和韧性，而弹性蛋白提供正常的弹性和柔韧性。蛋白聚糖提供粘性和水合作用。转化生长因子β (TGF-β)与人类皮肤***中细胞外基质的产生的调节相关联。该因子在伤口愈合过程中也很重要。皮肤也受神经支配和血管化，并且还含有少量免疫细胞(例如，肥大细胞、组织巨噬细胞等)。

人类皮肤的老化与变色、起皱和下垂效应相关联。这些与老化相关的发展在人类皮肤上明显可见，随着时间的推移，皮肤变得干燥、起皱、松弛和色素沉着不规则。典型地，老化皮肤的特征是真皮-表皮交界处变平，萎缩增加，以及真皮***失去弹性。硬度和弹性的丧失通常与主要细胞外成分的减少/丧失和分解相关联，这些成分包括胶原蛋白I(与皱纹形成的主要原因相关联)、弹性蛋白、大小蛋白聚糖和糖胺聚糖。老化的皮肤还具有降低的TGF-β，这导致胶原蛋白的产生减少和损害伤口愈合。对人类皮肤老化的组织学分析揭示了组织厚度减少、胶原蛋白分解和非功能性弹性蛋白的积聚。

手持式皮肤清洁装置用于美容目的，以有效清洁面部皮肤。在某些情况下，这些装置要求附加的益处，例如表皮脱落、光滑/表面重修或深度清洁。这种装置具有一个或多个分立的电动刷毛刷或无纺布衬垫，它们振荡、振动或其组合，以提供刷或衬垫对皮肤的机械作用。典型地，清洁器被施加到刷毛或垫上。这些装置的清洁效果取决于刷毛或垫的类型、施加的压力和清洁器的类型。

众多示例中的一个是加利福尼亚州拉古纳山的PRETIKA® Corp.出售的SonicDermabrasion Facial Brush ST255。该刷包括手柄和旋转的圆形刷毛刷头。另一个示例是韩国首尔的Pobling公司出售的Pore Sonic Cleanser，它包括振动的长圆形刷。另外的示例可见于名称为“Device And Method For Cleansing And Treating Skin”的序列号14/825316的美国专利申请公开20160045081和名称为“Device And Method ForCleansing And Treating Skin”的PCT专利申请No. PCT/US2016/046738中。许多类似的示例在百货商店、药店和网上很容易找到。

这种旋转和/或振动的头提供的清洁作用优于用手清洁人的面部。然而，可能希望在这种装置中添加另一种形式的皮肤处理。已经知道在伤口愈合中使用TENS(经皮电神经刺激)。(参见“Electrical stimulation to accelerate wound healing”, GauravThakral, Javier LaFontaine, Bijan Najafi, Talal K. Talal, Paul Kim, LawrenceA. Lavery, Diabetic Foot & Ankle.2013; 4: 10.3402/dfa.v4i0.22081.2013年9月16日在线发布。doi: 10.3402/dfa.v4i0.22081)。还有一些TENS产品已经被美国食品和药物管理局批准用于美容皮肤应用目的，例如，Salton, Inc.的Rejuvenique Model #RJV10；Face Master的Facial Toning System(面部调色系统)；Isomera的Nutritone；Carol Cole– NuFace的Trinity。

经过有效清洁的皮肤可能会改善其美学特征，例如，存在面部细纹、斑驳色素沉着、肤色不均、触感粗糙、整体紧致度外观和下巴轮廓，以及诸如光滑度或光泽的所需属性。因此，可能需要结合清洁来提供美观的TENS处理。使用电刺激的这种处理可能希望在之前或之后与机械清洁处理结合使用。下面描述的装置在一个或多个实施例中示出了如何可以将TENS处理特征添加到某些类型的手持清洁装置。

发明内容

本文公开了一种用于递送TENS电流的清洁装置的附件。该附件可附接到具有机械运动源的手持皮肤处理装置，并且包括：外壳，其用于安装在手持皮肤处理装置上并具有带有第一和第二电极的导电皮肤接触头，用于将TENS信号作为在电极之间建立的电压递送到皮肤；和连接器，其安装在外壳内或外壳上，并且被配置为与机械运动源交接以接收运动源的运动。该装置具有：在外壳中的能量转换器，用于将运动转换成电流；功率控制电路，其用于接收电流并将其转换成至少一个电源输出电压；以及信号发生电路，其连接到所述至少一个电源输出电压，用于产生作为输出的TENS信号，以递送到皮肤。

在各种实施例中，该装置通过使用由振荡或旋转运动驱动的步进马达发电机或者通过使旋转马达发电机旋转来将振荡或旋转运动转换成电流。

在一个实施例中，手持皮肤处理装置具有机械运动源和插孔连接器，并且包括：外壳，其用于安装在手持皮肤处理装置上，并且包括具有第一和第二电极的导电皮肤接触头，用于接收作为电极之间建立的电压的TENS信号；连接插孔，其安装在外壳中或外壳上，并且被配置为***连接插孔中，以中断为运动源供电的电流，并将电流从手持皮肤处理装置的电源引导至通向TENS附件的电流源对；以及信号发生电路，其连接到电流源对，用于产生作为输出的TENS信号，以递送到皮肤。

本文还公开了一种皮肤清洁系统，该系统包括装置，该装置具有：手柄；电动马达，其设置在手柄内并附接到致动器，所述马达和致动器适于施加振荡或其他移动；以及附件，其将该移动转换成已知对TENS有用的电信号。TENS随后可以由相同的手持基座供应。它可以与清洁剂、导电改进剂或其它有益于皮肤的物质一起使用，所述有益于皮肤的物质选自由施加到皮肤表面的液体、分散体、乳液、凝胶、精华素或溶液组成的组，该皮肤表面先前已经接收或将在以后接收清洁头的振荡、旋转或其它清洁移动。

该装置的附加优点和新颖特征将在以下描述中部分阐述。

附图说明

图1描绘了现有技术的手持式清洁装置和皮肤接触表面的图片视图，所述皮肤接触表面由包含在该装置的头部分中的至少一个运动发生子组件(这里为至少一个清洁表面提供振荡)驱动。

图2描绘了手持式清洁装置的图片视图，其中头的一部分具有由运动发生子组件驱动以振荡的皮肤接触表面，该部分被接收所产生的运动并通过导电皮肤接触表面递送TENS处理电流的附件所代替。

图3A以图片形式示出了未组装的图2的TENS递送附件的主要部件和子组件的总貌。

图3B–3D分别示出了：TENS附件的头盖或外壳组件的部件的分解图；从头盖内部看的视图；以及示出马达和电路组件到头盖中的组装的视图。

图4示出了图2所示TENS递送附件的功率发生电路子组件的示意性电路图。

图5示出了图2所示TENS递送附件的TENS波形发生电路子组件的示意性电路图。

图6示出了从图4的电路子组件观察到的各种电压波形。

图7示出了从图4和图5的电路子组件观察到的TENS输出波形。

图8A–8D是本文公开的TENS附件的侧视图、俯视图和正交俯视图和仰视图。

图9是本文公开的TENS附件的剖视图(在图8B中的A-A处截取)，除了其他部件之外，示出了耦接到手持装置的马达、接收耦接的运动的步进马达以及充当TENS输出信号的电极的皮肤触点。

图10A是本文公开的TENS附件的剖视图(在图8B中的A-A处截取)，该TENS附件通过马达耦接器附接到手持装置，示出了手持装置的马达产生在附件中转换成电能的运动，并且示出了接收运动源的耦接运动的TENS附件马达耦接器和充当TENS输出信号的电极的皮肤触点。

图10B是图10A的圆圈部分的详图。

图11A是插孔连接器的示意图，该插孔连接器可以用在手持装置中，以允许TENS附件中的插孔在***时断开供应到手持装置中的运动源的电力，并且还连接到手持装置中的电源，使得该电源为TENS附件中的TENS信号发生电路供电。

图11B是处于以下状态的图11A的插孔连接器的示意图：其中TENS附件的插孔已经被***以断开供应到手持装置中的运动源的电力，并且还连接到手持装置中的电源，使得电源为TENS附件中的TENS信号发生电路供电。

图12A-12C示出了现有技术机构，该机构用于将马达的旋转运动转换成振荡运动，以便为清洁头的一个或多个部段提供运动源；该机构可用于本装置的一个或多个实施例中。

具体实施方式

尽管本公开提供了优选实施例的描述，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。将参考附图详细描述各种实施例，其中在几个视图中，相同的附图标记表示相同的部件和组件。对各种实施例的引用并不限制本文所附权利要求的范围。另外，本说明书中阐述的任何示例都不旨在进行限制，而仅仅阐述了所附权利要求的许多可能实施例中的一些。

定义

如本文所用，术语“清洁装置”或“装置”是指用于清洁哺乳动物(例如人)的皮肤的装置，该装置至少包括：手柄；电动马达，其设置在手柄内并附接到至少一个致动器，该致动器位于手柄外部，马达和至少一个致动器或运动源适于例如以约5Hz至30Hz的频率施加振荡运动；以及清洁头，其附接到至少一个致动器，该至少一个致动器用作向一个或多个清洁头部段施加振荡运动的运动源。

如本文所用，术语“清洁头”是指具有第一主表面和第二主表面的制品，其中第一主表面具有布置在其上的多个清洁特征，并且第二表面适于至少附连到清洁装置的致动器/运动源。在一些实施例中，清洁头包括两个或更多个分立的清洁头部段，每个部段包括多个清洁特征。在一些这样的实施例中，一个或多个清洁头部段附接到手柄，第二主表面与第一主表面大体相对，并与致动器交接，使得至少一个清洁头部段附接以被致动器移动。在一些实施例中，清洁头第一主表面是基本上平面的。在其他实施例中，清洁头具有曲线或弧形形状，在一些实施例中包括半球形形状。在一些实施例中，清洁头是大体对称的；在其他实施例中，清洁头包括一个或多个不对称部或不对称的轮廓。在一些实施例中，清洁头包括多个弧形形状。

如本文所用，术语“TENS”表示经皮电神经刺激，并且是指各种波形的使用，这些波形可以应用于皮肤，并且已经被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于美容或其他人类用途。

如本文所用，术语“清洁运动”是指由手持装置递送的运动，以实现第一清洁头部段相对于第二相邻清洁头部段的移动，如在两个相邻点(例如在它们相邻边缘的相对侧上的两个点)处测量的。在一个实施例中，它是振荡运动。该运动可以仅递送到一个清洁头部段，而不递送到固定的相邻清洁头部段。替代地，相邻的固定清洁头部段也是振荡的，导致总位移运动，这是这些部段的组合移动的结果。清洁运动还包括为使至少一个清洁头部段旋转而递送的运动。

如本文所用，术语“手柄”或“手柄部分”是指清洁装置的一部分，该部分以这样的方式适合于普通人的抓握，即，使得使用者能够将该装置的清洁头推向使用者的面部，并操纵该装置使清洁头在面部表面上滑动。手柄还包括马达和相关联的接线、支撑件和电源输入，以便于通过DC或AC/DC向马达施加电能。在一些实施例中，手柄包括开关，用于接通和关闭至马达或装置控制模块的电力供应。在一些实施例中，手柄包括附加的控制器。

如本文所用，术语“电动马达”是指由电力供能的用于产生运动的装置，无论是旋转的、往复的、轨道的还是其他的运动，其可以直接或间接耦接到清洁头或清洁头部段，以使其如本文所述移动。它还指接收运动的马达，并且该马达可以作为从接收到的运动中获得电能的发电机。这种马达可以是步进马达或DC或模拟或旋转马达。

如本文所用，术语“步进器”或“步进马达”是指由位置信号控制的马达，该位置信号可以以弧度运动增量(例如0.9或1.8度)被致动，以在输出轴上提供限定量的弧形或旋转运动。典型地，步进马达具有围绕中心齿轮或转子布置以限定位置的带齿电磁体。替代地，通过向轴施加运动以移动具有多个磁体的转子，可以在邻近移动磁体的步进马达的(感应)线圈处产生电流。

如本文所用，术语“约”修饰例如用于描述本公开的实施例的组合物中成分的量、浓度、体积、过程温度、过程时间、产率、流量、压力和类似值，及其范围，是指例如通过以下而可能发生的数量变化：用于制备化合物、组合物、浓缩物或使用制剂的典型测量和处理程序；这些程序中的疏忽错误；用于实施该方法的原料或成分的制造、来源或纯度的差异以及类似的近似考虑。术语“约”还包括因具有特定初始浓度或混合物的制剂老化而不同的量，以及因混合或加工具有特定初始浓度或混合物的制剂而不同的量。在用术语“约”修饰的地方，所附权利要求包括这些量的等同物。

如本文所用，用于描述本公开实施例的词语“基本上”修饰例如组合物中成分的类型或数量、性质、可测量的量、方法、位置、值或范围，它是指不以否定预期的组合物、性质、量、方法、位置、值或范围的方式影响整体列举的组合物、性质、量、方法、位置、值或其范围的变化。仅作为其非限制性示例，预期的性质包括弹性、模量、硬度和形状；预期位置包括第一清洁特征相对于第二清洁特征的位置。在用术语“基本上”修饰的地方，所附权利要求包括材料的这些类型和数量的等同物。

清洁装置和TENS附件的总貌(图1-3A)

本文公开了一种用于清洁哺乳动物(例如人)皮肤的清洁装置，该装置至少包括：手柄；电动马达，其设置在手柄内并附接到致动器，所述马达和致动器适于作为运动源，即向清洁头施加移动。在一个实施例中，马达和致动器以约5Hz至30Hz的频率向清洁头的至少一部分施加振荡移动。清洁头可以具有第一主表面和第二主表面，第一主表面包括多个弹性体清洁特征，清洁特征远离第一表面延伸。在一个实施例中，清洁头被分成两个或更多个清洁头部段，并且致动器/运动源附接到清洁头的第二主表面，以向一个或多个清洁头部段施加振荡移动，导致每次振荡时头部段之间约0.5mm至8mm的总位移。

图1是本领域已知的清洁装置的一个示例性实施例的图片视图。清洁装置100在图1中示出，其中装置100包括手柄部分110、通/断开关120和定位并支撑清洁头140的安装部分130。清洁头140具有清洁表面150，其包括多个弹性体清洁特征160。在各种实施例中，手柄部分110包括致动清洁头140或其部段的所选运动的马达(未示出)。清洁头140第二主表面(未示出)在致动器与清洁头140的接口处以有助于清洁头的一部分的振荡移动的致动的方式附接到致动器，在一个实施例中，致动器为安装部分130的移动毂或其他运动源(图1中未示出)。在一个实施例中，振荡是毂/运动源在多个角度的圆弧上来回旋转运动，例如，5、10、15、20、25、30、35、40、45、50或更大角度。在一个实施例中，毂/运动源提供弧形运动，在覆盖5和90度之间的一段弧的端部之间振荡。在另一个实施例中，毂可以提供旋转运动。装置100优选地在手柄部分110内具有可充电电池。电池装置向马达和控制模块提供电能，该控制模块致动毂/运动源，从而致动清洁头140或其一个或多个部段的移动。

以下是清洁装置的代表性尺寸。在所示的实施例中，装置的高度H在约140mm至200mm之间，或约170mm至180mm之间。装置的宽度W为约30mm至70mm，或约40mm至60mm。装置的深度D为约50mm至120mm，或约70mm至100mm。

清洁装置100的各种其他配置实施例是可能的，只要清洁头是可移除的并且其移除使得运动源可接近。

清洁头部段的移动由至少一个马达产生，该马达通过将清洁头部段附接到毂/运动源或致动器来耦接以致动移动。应当理解，在一些实施例中，清洁头外壳附接到手柄，而一个或多个清洁头部段附接到一个或多个致动器。在一些实施例中，一个或多个清洁头部段附接到一个或多个致动器以提供振荡移动，而一个或多个附加清洁头部段附接到手柄以提供一个或多个固定清洁头部段。在其他实施例中，一个或多个致动器提供两个或更多个清洁头部段的反振荡移动。

清洁头140可从清洁装置100上移除，用于清洁并提供对致动器机构的访问，该机构为例如毂/运动源(图1中未示出；参见图10a中的1010)，其将运动传递到附接的清洁头部段。清洁头和致动器机构的附加细节(在各种实施例中)可以在名称为“Device And MethodFor Cleansing And Treating Skin”的序列号14/825316的美国专利申请公开20160045081以及名称为“Device And Method For Cleansing And Treating Skin”的PCT申请PCT/US2016/046738中找到，这些专利以引用方式并入本文。

装置100的手柄部分容纳马达，马达或者直接由AC/DC电源供电，或者由电池供电。手柄还包括相关联的接线、支撑件和通过供电电路的电源输入，以便于通过DC或AC/DC向马达施加电能。如果外部供电，则提供电线，其允许使用者将清洁装置***标准壁装插座(例如北美为120V，60Hz)，并将电源转换为DC。如果清洁装置是电池供电的，充电线可拆卸地附接到该装置，并且充电线***标准的壁装插座中，用于对耗尽的电池充电。在装置由电池供电且可充电的一些实施例中，电荷水平传感器被耦接到使用者可见的显示器，其中使用者被警告剩余电池电量的状态。在一些实施例中，手柄110包括开关120，其可供使用者使用来接通和关闭马达的电源。

在一些实施例中，清洁装置还容纳定时器(典型地基于定时器电路或编程的微处理器)，该定时器发出嘟嘟声、振动或以其他方式通知使用者特定的时间增量已经过去。例如，当清洁装置被“打开”时，导致每15秒、或每30秒、或某个其他间隔发出蜂鸣信号的定时器算法对于提醒使用者他或她应该开始处理皮肤的不同区域是有用的。定时器间隔与内部容纳的自动“关闭”开关结合使用非常有用，该开关在一定数量的定时间隔后关闭装置。例如，在一些实施例中，实现每15秒振动一次的定时器例程，并且在四个15秒间隔(在此期间定时器振动三次)之后，装置自动关闭。在一些实施例中，使用者可以选择(通过位于手柄上的控制器)皮肤清洁程序，其中定时器和自动关闭被编程用于面部清洁、温和面部清洁、足部清洁等。

手柄部分110以这样的方式适合普通人的抓握，即，使得使用者能够舒适地将清洁头140的清洁表面150放置成通过一定程度的施加压力与使用者的面部接触，并操纵该装置使清洁特征160在面部表面上滑动。

图2是图1的清洁装置100的一个示例性实施例的图片视图，其中清洁头140已经被移除并被TENS附件200代替，TENS附件200包括具有电极的皮肤接触表面210。可以看出，装置100在手柄部分110、通/断开关120和安装部分130方面保持相同，不同的是安装部分130现在定位和支撑TENS附件200及其皮肤接触表面210。

头组件(图3A-3D)

图3A是TENS附件200的未组装部件的图片视图。这些部件包括头盖或外壳212、带有输出线216的马达/发电机和耦接组件214、用于下文将描述的电路的印刷电路板218、以及在移除清洁头140之后帮助将马达/发电机和耦接组件214牢固地安装在安装部分130上的马达适配器220。此外，图3A示出了中心头触点或电极222、外部头触点或电极224以及可用于连接到中心头触点或电极222和外部头触点或电极224的两个线焊片226。

图3B示出了用于TENS附件200的头盖子组件的一个实施例的部件的分解图。在图3B中大体从左向右移动，这些部件包括头弹簧307、各种连接器螺钉309、可附接到下述TENS波形发生电路的连接器插头308、以及连接到外部头接触线305和内部头接触线306的一对焊片304。图3B还示出了头盖或外壳212、中心头触点或电极222以及外部头触点或电极224。

图3C示出了在头盖或外壳212内部观察的视图；以及用于中心头触点或电极222和外部头触点或电极224的线附接点232、234。还示出了头盖212的顶部表面上的三个螺钉附接点322、324，用于中心头触点或电极222和外部头触点或电极224中的每一个。

图3D示出了将马达和电路组件300组装到头盖或外壳212中的视图。这里还示出了马达适配器220和马达耦接器250。在一个实施例中，马达是双极步进马达(参见图9中的900)，具体地说是扁平步进马达，当转子上的圆形阵列中的磁体移动经过围绕转子的线圈阵列时，扁平步进马达可以在其转子处接收弧形或旋转运动并产生电流。

双极步进马达通常用于定位应用，通过控制器电路将电流脉冲递送到构成转子的成圆形布置的一组永磁体之外的两对或更多对线圈。脉冲使转子从一个角度位置移动到另一个角度位置。这种相同的配置可以用于产生电流，通过旋转转子使得永磁体在周围的线圈中感应电流。每次磁体通过线圈时，都会感应出电流脉冲。如果转子磁体旋转经过多个线圈，就会产生一串脉冲，每次线圈/磁体相互作用产生一个脉冲。在运动源在多个角度(例如，5、10、15、20、25、30、35、40、45、50或更多度)的弧上以毂/运动源的旋转运动的形式来回递送振荡的当前情况下，当转子在指定数量的角度的弧线上行进时，对于递送到步进马达的转子的给定弧线的运动所感应的电流脉冲的数量取决于转子上的磁体经过步进马达的线圈的次数。在一个实施例中，运动源在一个方向上递送大约44度弧线的运动，并反向以在相反方向上在相同的44度弧线上移动返回。

步进马达可以以弧线的度数来限定其步长之一。例如，马达可以具有3.6°的步长(例如，100个步长为旋转一周)，或者具有1.8°或0.9°的步长或每步长的其他弧度量。对于在一个实施例中使用的步进器，由在一个方向上的大约44度弧线的运动产生的脉冲的大致数量对于这些步长中的每一个如下：

3.6°产生~3个脉冲

1.8°产生~6个脉冲

0.9°产生~12个脉冲

对于本申请的目的来说，从弧线运动递送的脉冲的确切数量并不重要，只要它在供应给下游电路的总能量中不太少。所提供的脉冲更多允许使用下面描述的功率发生器电路从通过步进马达900接收手持装置100的毂/运动源1010的44度弧线上的持续振荡(频率在约5Hz到约30Hz的范围内)而在步进马达900的输出处产生的脉冲串中获得更平滑的DC输出。

功率发生器电子器件子组件(图4、图6)

附件200在一个实施例中具有功率发生器电路400，如图4所示。在图4的左边是两个全波桥式整流器电路410，它们在图4左边的其四个输入点408接收双极步进马达(图4中未示出)的AC输出以进行整流。在图4中向右移动，功率发生器电路400具有带电容器的电路412，以从整流后的AC中积累电荷。电容器的输出电压连接到升压电源电路420的输入，升压电源电路420的中心部件是升压转换器，例如Texas Instruments TLV61220。该升压电源电路420又将其输出连接到逻辑电源电路440的输入。电路412向升压电源电路420供应相对低的电压，例如约1到2伏，在一个实施例中，升压电源电路420向逻辑电源电路440提供约5伏的输出。逻辑电源电路440具有作为其中心部件的LDO(低压差)调节器，例如TexasInstruments TPS71530，该调节器在一个实施例中提供约3伏的稳定、干净的输出，以向微处理器或其他逻辑电路供电(参见图5)。

图6示出了从图4的电路子组件观察到的波形。每个截屏或图形中最底部的波形是原始高频AC信号，该信号是来自步进马达的绕组的输出，步进马达通过与清洁装置100的机械运动源的机械连接作为发电机被驱动。每个截屏中的最底部波形上方的下一个迹线是来自步进马达相位的整流电压。顶部迹线是升压电源电路420(升压调节器)的大约5V的输出，希望该输出驱动包括逻辑电源电路440在内的其他电路。5V输出然后在逻辑电源电路440中被调节，以使其适合作为低功率微处理器的电源电流，以用于TENS信号发生定时。图6中的左侧截屏(每分区（division）1秒)是5伏升压电源变得可操作时(紫色)初始电压上升(绿色)的快照。在本实例中，这大约需要2秒钟。右边的截屏(每分区4秒)显示了随着电容电路充电和稳定(在本实例中约5秒)而增加的(最底部波形上方的下一迹线)整流电压上升。根据马达和部件公差，电压上升时间将在一定程度上变化，但是这些曲线图是从图4所示的总体设计的电路中预期的代表性示例。

清洁装置100的控制系统允许使用者在开关120处打开和关闭该装置，该控制系统启动TENS附件所连接的运动源1010的动作。因此，开关120继续作为也用于TENS附件200的TENS输出的通/断控制器。

TENS波形发生电子器件子组件(图5、图7)

图5示出了图2所示TENS递送附件的TENS波形发生电路子组件的示意性电路图500。在图5的左侧是用于信号发生定时的超低功率微处理器510，例如TEXAS InstrumentsMSP430。微处理器可通过编程或其他手段来配置，以确定TENS信号的一个或多个参数，从而给予信号适合于美容TENS处理的波形，即，美国食品和药物管理局在510k申请中将认为可接受的波形，该波形指向先前在510k申请中批准的对比产品(predicate device)的一个或多个美容TENS波形。微处理器510的某些输出被供应给数模转换器(DAC) 520，其他输出被供应给基于两个运算放大器的精密电流源电路530。来自精密电流源电路530的电流532连接到用于单端信号相位反转的全桥输出电路540，即，它基于由微处理器510在输入541、542、543、544处供应的信号来控制TENS输出波形的极性。

这些不同的电路允许在输出线对550处递送具有FDA接受的用于美容TENS应用的期望波形、功率水平和变化极性的TENS输出信号。关于上面提及的Salton, Inc.的Rejuvenique Model #RJV10、Face Master的Facial Toning System、Isomera的Nutritone和Carol Cole – NuFace的Trinity向FDA提交的备案文件显示了几种FDA批准的美容TENS波形，这些波形可以在本装置的一个或多个实施例中基本相同地或以一种或多种变体形式使用。更具体地，微处理器510在四个输入点541-544向全桥输出电路540提供信号，这些信号控制并因此允许指定输出波形及其极性的定时、脉冲持续时间和其他参数。

图7示出了来自图5的电路的样本波形输出700。可以看出，输出由后跟相反极性的类似脉冲序列720的一个极性的脉冲序列710组成。这是一种FDA批准用于美容TENS用途的已知的美容TENS波形。

根据FDA备案中批准用于美容TENS的装置测试，似乎约0.003mA至约0.700mA(取决于负载电阻)范围内的电流和约0.1V至约6.0V(同样取决于负载电阻)的电压适用于美容TENS。图5的电路可通过对微处理器510编程是可编程的。因此，适合于FDA批准的TENS的电压和电流水平和波形(不是具体地美容TENS波形)也可以由图5的电路产生。因此，通过现有或未来的研究发现对皮肤有治疗作用的波形可以通过微处理器510的适当编程在本装置中实现。

TENS附件外壳和皮肤触点电极；到手持基座的耦接器(图8A-8D)

图8A-8D示出了用于TENS附件和TENS输出电极的外壳212的附加方面。图8A示出了带有外壳212和马达适配器220的TENS附件200的侧视图。在图8A的顶部，中心头触点222和外部头触点224是可见的。在所示实施例中，这些是接触皮肤的电极对，并且当两个电极都接触皮肤时，向它们之间的接触的皮肤递送具有TENS波形的电流。图8B示出了安装在TENS附件的外壳212上的两个电极/触点222、224的俯视图。这两个电极由绝缘体230隔开。外壳212被配置为以用于皮肤接触的大体平面配置支撑第一和第二输出电极。如图8A所示，平面配置可以具有平缓的凸曲率。可以看出，两个电极/触点222、224可以具有浅表面图案。该图案可以主要为视觉吸引力而选择，或者也可以在较宽的平坦区域之间具有浅通道，能有助于分配乳液类型的物质，该乳液类型的物质可以用于改善与皮肤的导电性、减少可能损害使用者舒适度的摩擦或者提供其他皮肤益处。已经发现，在皮肤接触电极和皮肤之间使用导电乳液可以提高使用者的舒适度，因为它有助于将电流均匀地分散在更大的皮肤区域上。这降低了接触的皮肤上任何点处的电流密度过高而产生不愉快感觉的可能性。

图8C是TENS附件200的正交视图，再次示出了安装在外壳212上的两个电极/触点222、224。这里还可以看到在TENS附件200的基座处的马达适配器220。图8D是TENS附件200的底部的正交视图，再次示出了在基座处的马达适配器220。这里还可以看到马达耦接器250。这是具有多个臂的插座，这些臂夹在毂/运动源1010上(参见图10A)。在一个实施例中，毂1010是六边形毂，并且马达耦接器250与其配合，以向所示实施例的步进马达提供良好的运动传递。

图9以横截面更详细地示出了TENS附件200的内部。这包括头盖或外壳212和马达适配器220以及安装在外壳212上的两个电极/触点222、224，如已经描述的。图9还示出双极“扁平（pancake）”步进马达900，其安装螺钉910和马达印刷电路板902紧固到马达900的底部。图9中还示出了用于外部触点的接触头线920和用于内部触点的头线922。在图9的中央底部是马达耦接器250，其带有附接到安装部分130的毂(在一个实施例中为六边形；图9中未示出)的多个夹臂252，该毂用作手持装置100的运动源。马达耦接器250具有多个臂252，臂252抓住毂/运动源，并将运动源的运动传递到中心轴线901和与其连接的磁体转子904。在一个实施例中，运动源提供约44度的运动弧线，在44度弧线的端部之间振荡。磁体转子904被线圈的环形阵列906包围，其中转子904的磁体的运动感应电流。这些电流是大致正弦的交流电，并且是全波桥式电路410的输入，在全波桥式电路410中交流信号被整流。

图10A以横截面示出了支撑在手持装置100的安装部分130上并附接到其上的TENS附件200。图10A还示出了手持装置100中的马达1000，其在所示实施例中驱动运动源1010。在一个实施例中，这是DC马达，其可以被控制而以弧形图案移动，从而使马达轴线1020和附接的毂/运动源1010在旋转弧线的端部之间旋转。图10B更详细地示出了轴线1020和毂/运动源1010，其由马达连接器250的夹式回弹性臂252抓持。

替代机械能转换或连接模块

在一些实施例中，手持清洁装置和/或TENS附件不同于上述图1-10中描述的实施例。特别地，运动源的性质可以包括旋转运动而不是振荡，和/或机械能转换模块可以以不同的方式执行机械能(旋转或振荡)向电能的转换或到这种能量的连接。下图显示了可能的替代方案，其中振荡或旋转运动源可以连接到电能，并且机械运动源可以转换成电能。

下图中的双向箭头表示振荡运动。下图中的单箭头表示一个方向上的旋转。

上表的第1行代表上述第一实施例的操作原理。振荡运动源1010导致TENS附件200中的连接器振荡。假设有足够的振荡弧，并使用连接器以小弧度步长驱动步进马达的转子，可以在步进马达线圈的输出处产生一串脉冲。该脉冲串可以在功率提升和逻辑电源电路中被整流和处理，以提供足够的电流来给TENS信号发生器电路供电，该电路能够产生美容或其他TENS波形。

上表的第2行代表上述实施例的操作原理的变型。振荡运动源1010导致TENS附件中的连接器也振荡。振荡可以通过已知的曲柄机构在TENS附件中转换成旋转运动，该曲柄机构具有带偏移销的轮或齿轮。旋转运动可以被耦接以驱动旋转马达发电机的转子，该旋转马达发电机可以在发电机马达线圈的输出处产生AC电流。该AC电流然后可以在功率提升和逻辑电源电路中被整流和处理，以提供足够的电流来给TENS信号发生器电路供电，该电路能够产生美容或其他TENS波形。

上表的第3行代表上述实施例的操作原理的另一变型。当旋转运动源可用时，它可以导致TENS附件中的连接器也旋转。旋转可以被耦接以驱动旋转马达发电机的转子，该旋转马达发电机可以在发电机马达线圈的输出处产生AC电流。该AC电流然后可以在功率提升和逻辑电源电路中被整流和处理，以提供足够的电流来给TENS信号发生器电路供电，该电路能够产生美容或其他TENS波形。

上表的第4行代表上述实施例的操作原理的又一变型。当旋转运动源可用时，它可以导致TENS附件中的连接器也旋转。然后，旋转可以被耦接以驱动步进马达发电机的转子，该步进马达发电机可以在发电机马达线圈的输出处产生AC电流。替代地，运动源的旋转可以被转换成振荡，然后该振荡可以被施加到步进马达发电机。(图12A-12C中示出了用于将旋转运动转换成振荡运动的机构，这些图改编自名称为“Device And Method ForCleansing And Treating Skin”的序列号14/825316的美国专利申请公开20160045081，该专利以引用方式并入本文)。

关于这种机构的操作的进一步细节如下。图12a是致动器机构1的部分分解图，包括设置在清洁装置1100的手柄1110内的特征。致动器机构1200包括主驱动器1201和副驱动器1202。主驱动器1201包括马达驱动轴1210、齿轮机构1220和枢转臂1230。马达驱动轴1210包括接合构件1212、套环1214和套环齿轮1216。套环齿轮1216附接到马达驱动轴1210，并因此与马达驱动轴1210一起移动。套环1214和接合构件1212彼此附接，但不附接到马达驱动轴1210，因此套环1214和接合构件1212能够独立于马达驱动轴1210和套环齿轮1216以旋转方式移动。齿轮机构1220包括齿轮1222、偏移销1224(在图12A中从齿轮1222向上延伸)和中心销1226(在图2A中从齿轮1222向下延伸)。齿轮1222与套环齿轮1216接合，并且通过中心销1226在空间中保持固定(即，中心销1226与未示出的固定构件接合)。枢转臂1230附接到套环1214并由套环1214支撑，并且包括与偏移销1224可滑动地接合的狭槽1232。副驱动器1202包括外环齿轮1240、行星齿轮1250和太阳齿轮1260。外环齿轮1240包括接合销1242。太阳齿轮1260包括适于接收接合构件1212的接合狭槽1262。太阳齿轮1260、行星齿轮1250和外环齿轮1240组合形成行星齿轮系统。

当接合构件1212与接合狭槽1262可操作地接合时，主驱动器1201和副驱动器1202可操作以通过转动轴1210的马达的旋转运动借助于移动的套环齿轮1216来提供反振荡移动。这种移动在图12B和图12C中示出。图12B是主驱动器1201的俯视图。在图12B中，从左到右示出了由转动套环齿轮1216的马达驱动的主驱动器1201的移动的一个完整周期。轴1210的移动在顺时针方向上移动套环齿轮1216。齿轮1222在逆时针方向上的运动通过套环齿轮1216与齿轮1222的接合而发生。齿轮1222的旋转导致偏移销1在狭槽1232内的移动，推动枢转臂1230首先逆时针移动，然后顺时针移动，然后逆时针移动，如由图12B中从左到右的一系列配置所示。在一些实施例中，如图12B所示，枢转臂1230在单个完整周期内的弧形移动经过约20°至50°或约25°至45°或约30°到40°的弧线。接合构件1212在与枢转臂230所描绘的相同的弧线上同时移动。图12C是当主驱动器1201的接合构件1212接合在接合狭槽1262内时副驱动器1202的运动的俯视图。在图12C中，从左到右示出了由与主驱动器1201接合的致动器驱动的主驱动器1202的移动的一个完整周期。提供虚线是为了增加关于太阳齿轮1260和附接到外环齿轮1240的销1242的相对移动的透视。与行星齿轮1250接合的太阳齿轮1260的移动用于在与太阳齿轮1260的移动相反的方向上移动外环齿轮1240，如由销1242的运动所示。如图12C所示，外环齿轮1240在单个完整周期内的移动经过约5°至30°或约7°至25°或约10°至20°的角度。

如从第1行所知，来自步进马达的AC电流可以在功率提升和逻辑电源电路中被整流和处理，以提供足够的电流来给TENS信号发生器电路供电，该电路能够产生美容或其他TENS波形。

上表的第5行代表上述实施例的操作原理的又一变型。当旋转或振荡运动源可用时，它可以导致TENS附件中的连接器也旋转。旋转或振荡可以耦接到用于撞击、压缩压电晶体(例如石英晶体)或以其他方式使其变形的机构。石英是压电的，这意味着材料在变形时产生电压和电荷。

这种压电驱动机构可以例如张紧和释放弹簧来驱动撞针，如在已知的基于压电的点火装置中，以递送高压电流脉冲。压电材料的突然强力变形产生高电压和随后的放电。这种放电可以在电容器中重复产生和捕获。替代地，变形可以被递送(例如，通过与压电装置的柔性阵列接触的凸轮，例如在可穿戴发电织物中)。使压电装置变形为电容器提供电荷。(参见“Powerful curved piezoelectric generator for wearable applications”，WooSuk Jung, Min Jae Lee, Min Gyu Kang, Hi Gyu Moon, Seok Jin Yoon, Seung HyubBaek, Chong Yun Kang,KU-KIST Graduate School of Converging Science andTechnology, https://koreauniv.pure.elsevier.com/en/publications/powerful-curved-piezoelectric-generator-for-wearable-applications)。来自压电作用的存储电荷可以被累积并提供给升压电源电路，然后提供给逻辑电源电路。从该表的第1行可知，由重复压电变形产生的AC电流可以在功率提升和逻辑电源电路中被整流和处理，以提供足够的电流来给TENS信号发生器电路供电，该电路能够产生美容TENS波形。

使用从手持装置分接的电力的替代方案

在一个实施例中，可以避免能量的机械转换的步骤，并且可以更直接地访问手持装置100中可用的电能。这里，设计是在手持装置100中具有允许两种独立状态的连接器。连接器的一种状态向手持装置中的运动源的马达供应电流。(这是正常的清洁运动状态。)在第二种状态下，运动源的电流供应被中断，并且来自手持装置中的电源的电力被供应给TENS附件中的电路。

在一个实施例中，可以优选使用具有允许切换状态的弹簧触点的插孔型连接器。图11A示出了音频插孔型连接器270的示意图，该连接器被设计成当***耳机插孔时断开到扬声器的电流供应路径。在图11A中，这种连接器270在用于运动源的电流供应路径中使用；电流供应路径包括在正常情况下导电的路径B到C，这样的插孔连接器270可以放置在手持装置的安装部分130和TENS附件200之间的连接接口处。TENS附件200可以被配置有插孔260，用于当TENS附件200放置在安装部分130上时***连接器270中。

从图11A中可以看出，如果连接向驱动运动源的马达馈送电流的电路，使得弹簧触点导致电流馈送电路在不存在***的插孔260的情况下得以完成，则每当没有***插孔时，都存在向运动源的电流供应。从图11B中可以看出，与TENS附件相关联的插孔260的***使弹簧触点变形，从而断开了运动源的B-C电流馈送路径。当该电路断开时，形成另一个电路，该电路允许***的插孔260在点A和点C之间形成电路，该电路可以连接到手持装置100中的电池或一些其他电流源的极(优选通过开关120)。来自A-C的能量馈入电流源对D-E，从而进入TENS附件。然后，可以根据需要增加或减少在通向TENS附件的电流源对D-E处的该电流源，以匹配TENS附件中的TENS波形发生电路，并支持其TENS波形的产生。同时，运动源的任何运动都已停止，因为驱动它的马达暂时(在插孔***期间)失去了其电源。移除TENS附件及其插孔260恢复了对运动源的马达的正常电流供应。

装置的用途；替代手触点

TENS附件设计用于的清洁装置用来清洁哺乳动物的皮肤；特别是人类的皮肤。在一些实施例中，基本手持装置被用作人类的面部皮肤清洁器。该装置旨在与皮肤清洁组合物结合使用，例如洗涤剂或非洗涤剂面部皮肤清洁组合物。为了使用该装置，使用者用皮肤清洁组合物涂覆清洁头第一主表面的至少一部分(或者替代地将该组合物施加到皮肤区域)，将该装置接触到他或她自己的脸，并且打开该装置以开始皮肤拉伸运动，该皮肤拉伸运动是由运动源的振荡引起的头部段之间的位移引起的。

不希望受到理论的限制，我们相信人类皮肤的特定程度、频率或周期的受控拉伸，或两种或更多种拉伸的组合，会导致微细胞外基质拉伸，这又导致附接的皮肤成纤维细胞的拉伸。我们认为，这种拉伸导致成纤维细胞中有利的基因表达变化，引导它们修复或增加皮肤的细胞外基质(ECM)，并改善皮肤健康和外观。细胞外基质由胶原纤维、弹性蛋白纤维和保留在纤维网络中的持水分子组成，例如其他蛋白质和葡糖胺聚糖，诸如软骨素、双蛋白聚糖、透明质酸等。恢复ECM可改善外观，降低受试者的表观年龄。

还据信，在这种类型的清洁动作之后，进行TENS处理以利用清洁的有益效果是特别有效的。因此，清洁头可以在清洁过程结束后被TENS附件移除和替换。如图8B、8C所示，对于带有第一电极222和第二电极224的TENS附件，两个电极都必须接触皮肤以形成电流路径，TENS波形通过该电流路径递送，在第一和第二电极之间传播。

如果手持装置100的手柄110上有导电表面，则可以建立稍微不同的电流路径。这种导电表面可以用作一个电极，TENS附件皮肤接触表面210由此具有单个处理触点电极。当TENS附件被配置为在这两个电极之间递送TENS波形作为电压时，电流路径从与手柄110上可用的导电表面接触的使用者的手开始，并且沿着使用者的手臂延伸到与使用者的面部或其他皮肤表面接触的具有单个处理触点电极的皮肤接触表面210。为了建立该路径，手柄110上可用的导电表面有必要成为电流路径的一部分。例如，手柄110的浅色部分150可以是导电塑料，该浅色部分从手柄的两侧向上延伸(如图2所示)到安装部分130。然后，在安装TENS附件200时，可以使用类似于图11A-11B所示的双状态连接插孔将该导电部分连接为电路的一端。同样，插孔的***可以形成新的电流路径，该电流路径可以延伸到使用者的手将环绕的浅色部分150。替代地，安装TENS附件200可以使外壳212的导电部分或元件(未示出)与手柄110的浅色导电部分150进行连接。所有必要的是，当TENS附件200替换清洁头时，使用者的正常手位置接触导电元件，该导电元件将成为图5的输出电路540的两条输出线之间的电路路径的一部分。

各种类型的皮肤处理和/或TENS传导辅助组合物可结合TENS处理使用。通常，常规地用于改善皮肤和TENS电极之间传导的任何液体、分散体、乳液、凝胶、精华素或溶液都可以与TENS附件结合使用。

在使用期间，TENS附件由使用者围绕皮肤表面移动，并且TENS电流流过与电极导电接触的皮肤表面。与TENS装置一起有效使用的皮肤处理或TENS传导辅助组合物的示例包括可从Nu Skin International, Inc.获得的用于微电面部水疗(项目01003913)的导电凝胶。

总结

本文说明性公开的本发明可以在没有本文未具体公开的任何元件的情况下适当地实施。虽然本发明易于具有各种修改和替代形式，但是其细节已经通过示例示出，并且被详细描述。然而，应该理解，本发明不限于所描述的特定实施例。相反，意图是覆盖落入本发明的精神和范围内的修改、等同物和替代物。在各种实施例中，本发明适当地包括本文描述并根据权利要求所要求保护的元件、基本上由这样的元件组成或由这样的元件组成。

此外，如这里所描述的，本发明的每个实施例都旨在单独使用或者与本文描述的任何其他实施例以及落入本发明的精神和范围内的修改、等同物和替代物结合使用。上面描述的各种实施例仅仅是作为说明而提供的，不应该被解释为对所附权利要求的限制。将会认识到，在不遵循本文示出和描述的示例性实施例和应用，并且不脱离权利要求的真实精神和范围的情况下，可以进行各种修改和改变。