CN110191652B - 用于自动睫毛延长的眼睑覆盖和稳定 - Google Patents

Abstract

一种装置(303)，用于在将睫毛延长部安装到受试者(301)的自然睫毛(307)上的过程期间，特别是当安装是自动的时，提供安全性。在一些实施例中，延长部的放置由机器人机构(403)利用计算机视觉来完成，并且在一些实施例中，在机器人机构(403)和受试者(301)之间创建屏障(303)，以便在发生故障时保护受试者(301)。

Description

用于自动睫毛延长的眼睑覆盖和稳定

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年11月16日提交并且名称为“Machine for Beauty Salon（用于美容院的机器）”的美国临时申请No. 62/423,000的权益。该申请的全部内容以引用的方式并入到本文中。

技术领域

本发明涉及自动施加睫毛延长部的过程。

背景技术

睫毛延长部在全世界越来越受欢迎。睫毛延长部通常与所谓的“人造睫毛”或“人造睫毛结构”的区别在于它们一对一地附接在自然睫毛纤维上的事实。“人造睫毛”是一整套睫毛纤维(通常用于一只眼睛)，它连接到背衬材料(睫毛纤维的近端的薄条带)，背衬材料附接在眼睑上。因此，这一过程更简单，并且提供用于家庭使用。然而，睫毛延长部通常由美容技师用氰基丙烯酸酯粘合剂费力地一次一根地粘合到每根自然睫毛纤维上。延长部可能具有分支，诸如美国专利No. 8,127,774中所示，并且有一些与附近睫毛联锁的机制，诸如美国专利No. 8,113,218中所公开。

首次施加睫毛延长部时，预约可能需要相当长的时间，持续长达两个小时。在预约期间，必须用镊子以正确的取向拾取每根睫毛延长部，蘸上粘合剂，并且然后放置在受试者的自然睫毛纤维之一上，直到发生粘附为止。因为这种大量的劳动花费美容院的钱，并且因为所需的时间长度和成本使一些顾客望而却步，所以提出了一些节省劳动力的装置。一种这样的装置是美国专利申请公开No. 2014/0261514中公开的手持睫毛分配器。也有关于托盘的省力建议，在托盘上放置来自工厂的延长部，诸如可见于在美国专利No.8,701,685。这些托盘旨在克服这样一个事实，即不仅是该过程的粘附步骤对人来说是困难的。仅仅用一把镊子把睫毛延长部捡起来都是很有挑战性的。此外，已经提出，通过为每个延长部提供用于将延长部附接到自然睫毛纤维上的预安装的热收缩管件，可以省去粘合剂的处理和将延长部浸入粘合剂中的步骤。

因此，需要一种更有效地安装睫毛延长部的方法，这将减少安装睫毛延长部的时间和成本。此外，还需要这种系统具有明确的安全性，以便延长部的接收者对程序有信心。这里描述的本发明适用于所有睫毛延长部，无论是分支的、联锁的或是其它的，并且适用于粘附到自然睫毛上的所有方法，无论是通过粘合剂、热收缩管或是其它方式。

发明内容

睫毛延长部的安装可以通过机器人机构自动完成，无需人手动施加即可放置延长部。然而，除非使用极其昂贵和复杂的故障安全机器人机构，否则应设置一个安全系统，以在机器人发生故障时确保延长过程的安全性。本发明的主题是一系列遮板和遮罩，它们可以与机器人睫毛延长系统结合使用，以提供安全性。一些实施例涉及与机器人成一体的遮板，遮板仅允许睫毛插入机器人封壳中。在本发明的其它实施例中，遮罩被固定到人受试者，仅允许受试者的睫毛穿过遮罩，机器人被定位在遮罩旁边或与遮罩对齐。

当结合附图时，从下面对本发明优选实施例的详细描述中，本发明的附加目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中相同的附图标记在几个视图中指代共同的部分。

附图说明

图1示出了本发明实施例的基本外部特征。

图2示出了本发明实施例的封壳的外部特征。

图3示出了窗口的详细视图。

图4示出了正确安装在受试者眼睛上方的窗口遮板的截面图。

图5示出了可用作遮板替代品的遮罩型屏障。

图6示出了关于封壳的遮罩型屏障。

图7A是受试者面部的前视图。

图7B是受试者面部的截面图。

图8A是两部分式遮罩实施例的前视图。

图8B是两部分式遮罩实施例的截面图。

图9A是包括榫舌凹槽连接部的两部分式遮罩实施例的前视图。

图9B是图9A的两部分式遮罩实施例的截面图。

图10A是包括由磁体制成的重叠连接部的两部分式遮罩实施例的前视图。

图10B是图10A的两部分式遮罩实施例的截面图。

图11示出了各种镊子布置，这些镊子布置结合遮罩可能是有利的。

图12示出了镊子相对于遮罩的几何布置，使得镊子不能进入遮罩中的间隙。

图13A是三部分式遮罩的前视图。

图13B是三部分式遮罩的截面图。

图14示出了在三部分式遮罩附近操作的弯曲镊子。

图15A示出了具有不同左遮罩和右遮罩的实施例的左遮罩。

图15B示出了具有不同左遮罩和右遮罩的实施例的右遮罩。

图16A是两部分式遮罩的截面图。

图16B是两部分式遮罩的另一个截面图。

图16C是三部分式遮罩的截面图。

图16D是三部分式遮罩的另一个截面图。

图17A是三部分式遮罩的前视图，该遮罩还包括与稳定物体的连接部，用于减少睫毛颤振。

图17B是图17A的三部分式遮罩的截面图。

图18示出了由柔性材料制成的三部分式遮罩的实施例。

图19是示出可以如何制作定制配合遮罩的流程图。

图20A是粘附在眼睑和眼睛下方区域的粘性遮罩的前视图。

图20B是图20A的粘性遮罩的截面图。

图21A是类似于图20A和20B的粘性遮罩的前视图，其还包括眼睛内部和外部的连接部。

图21B是图21A的粘性遮罩的截面图。

图22A是类似于图21A和图21B的粘性遮罩的前视图，进一步包括较大的下遮罩。

图22B是图22A的粘性遮罩的截面图。

图23示出了一种粘性遮罩，包括可有助于减少睫毛颤振的锚固框架。

图24示出了不需要遮罩的电容安全系统。

具体实施方式

以下描述阐述了许多具体的配置、参数等。然而，应该认识到，这种描述并不旨在限制本发明的范围，而是仅提供为示例性实施例的描述。

在以下描述中，当使用术语“睫毛”时，它意指人的一根或多根自然睫毛纤维。当使用术语“睫毛延长部”或“延长部”时，它意指人造睫毛延长部。

本文公开的发明涉及一系列遮板或遮罩，其可以与自动睫毛延长机器人机构结合使用，以给受试者提供更大的安全性，简化机器人的设计，并潜在地加快施加延长部的速度。这种安全性可以由遮板提供，遮板作为机器人封壳一部分并且允许机器人仅接近通过遮板突出并进入机器人封壳内的人的睫毛。安全性也可以由遮罩提供，遮罩附接在受试者上并仅允许人的睫毛伸出到遮罩之外。在这种情况下，机器人封壳可以具有更大的开口，该开口可以与遮罩对接。在任一实施例中，将依次讨论其中的每一个，将机器人的接近限制为仅受试者的睫毛提高了受试者的安全性。还应当注意，在本申请之外以其它方式还公开了用于提供安全性的其它解决方案。在一些实施例中，可以组合多种安全方案，而在其它实施例中，这些方案中的一种足以为受试者提供安全性。

机器人睫毛延长和遮板

图1是机器人睫毛延长系统的外部视图，其示出了这种系统的基本外部特征。虽然机器人机构不是本说明书的主题，但从广义上描述它有助于将下面讨论的安全性发明置于上下文中去研究。该系统具有用于保护受试者301和使用者的外部封壳201(词“受试者”将用于表示接受睫毛延长的人，而词“使用者”将用于表示操作器材的人，通常但不一定是美容技师)。受试者301斜躺在椅子302上，非常像牙医诊所内的椅子，或者更合适的是，通常可以斜躺就像为清洗受试者的头发而斜躺的美容院椅子的类型。封壳201通过臂103附连到地板、天花板或椅子上，臂103用于将封壳201抵靠受试者301的面部定位，使得内部的机器人机构能够接近受试者301的睫毛。臂103可以采取多种形式(并且甚至可以仅仅是在受试者301上方滚动封壳201的推车，并且具有设置从地板到封壳201的距离的简单方式)，但是在这里，臂103意味着被描绘为通常用于牙科诊所中以定位各种工具诸如x光装置的臂。臂103可以包括缩放机构(未示出)，类似于牙科诊所中使用的缩放机构以使牙医的仪器台在容易地移动到各种位置时始终保持其水平。图1中的系统还示出了由开口和遮板(下遮板205和上遮板206)组成的窗口204。遮板205和206可以由使用者定位，使得只留有一个小狭缝，受试者301的睫毛穿过该狭缝延伸。遮板205和206旨在由足够刚性的材料构成，以在发生故障时保护受试者301免受封壳201内的机器人机构的伤害。为了清楚起见，这里窗口204和遮板205和206的尺寸被放大了。机器人学专家将会注意到，有可能制造出一种本质上安全的机器人，并且因此在这种设计中使遮板205和206是多余的。这种设计不是本发明的主题，但是在其它相关应用中讨论。遮板205和206也可以制成容易地可移除的，以便它们可以在受试者之间改变。遮板205和206可以设计成使得它们是一次性的或容易清洁的，以便保持良好的卫生。

所使用的机器人机构在其它相关应用中有所描述，并且无需详细讨论。然而，重要的是要理解，用于睫毛延长的机器人机构包括小型机器人操纵器和抓持器，其能够将睫毛延长部准确地定位在自然睫毛旁边。一般来说，这样做还涉及视觉系统，使得机器人机构就可以把自己引导到一根自然人睫毛上。这一点很重要，因为任何安全遮板或遮罩都不应过分遮挡对自然睫毛的查看。最后，重要的是要注意，一般来说，睫毛延长部非常轻，并且一个非常弱的机器人可以操纵它们。这意味着与大型工业机器人相比，机器人机构不是非常强，并且为了给受试者提供安全性，具有非常轻的保护可能是实用的。

图2示出了优选实施例的封壳的一些细节。在该实施例中，封壳201具有带下遮板205和上遮板206的窗口204。下遮板205卡入封壳201的底板207中的适当位置。下遮板205制成适配受试者面部的轮廓，并且如果需要，可以以多种尺寸提供，如小号、中号和大号，具有上遮板206的相应匹配尺寸版本。例如，在需要更多尺寸来适配受试者30的一些实施例中，可以提供超小号和超大号。相反，在一些需要较少尺寸的实施例中，例如，可以只提供小号和大号。下遮板205被设计成舒适地顶到受试者301的面部，并且因此在其可以触及受试者301的面部的区域中具有倒圆的边缘209。上遮板206同样被设计成在其与受试者301接触的所有位置中都具有倒圆的边缘209，尽管在适当的操作中，上遮板206应该仅在眼睑的远侧边缘上接触受试者301(如果有接触的话)。

图3示出了窗口204的详细视图。在实践中，受试者301以斜躺位置躺在椅子102上。如果使用者愿意(如图4所示)，受试者301的下睫毛可以用胶带268粘到他们的脸颊210上，以确保下睫毛不可能进入遮板205与206之间的接近狭槽。然后，将新的或干净的下遮板205安装到封壳201的底板207中。然后，使用手柄108(见图2)在臂103上沿多个方向移动封壳201，以便对其进行定位，使得下遮板205的眼睛轮廓211正好搁置于贴在受试者301的脸颊210上的下睫毛的顶部上。当这完成时，受试者301可以睁开和闭上其眼睛，直到他们的上睫毛搁置在下遮板205的上表面213上的工作区域212(从所示的虚线延伸到眼睛轮廓211)中的眼睛轮廓211的顶部上为止。此时，适当尺寸的新的或干净的上遮板206可以插入上遮板安装狭槽214中，并被向下推到其眼睛轮廓215刚好在下遮板眼睛轮廓211上方的点。图4示出了遮板205和206就位后该装置的部分截面图。可以看出，受试者301的自然上眼睑睫毛260在下遮板205上方。

传感器可用于感测遮板205和206的位置，以确认它们在操作期间安装在适当的位置(并且保持在适当的位置)。这种传感器可以是在安装了遮板205和206的狭槽诸如上遮板安装狭槽214中的简单光学传感器或机械开关。在优选实施例中，遮板205和206由塑料制成，该塑料与在延长部和天然睫毛纤维之间使用的粘合剂不相容，以确保睫毛不可能意外粘附到遮板205和206上。本领域技术人员将注意到，这里所示的遮板被简化，使得下遮板眼睛轮廓211位于封壳底板207的平面内。事实上，为了使眼睛轮廓曲线处于受试者舒适的最佳平面内，创建更复杂的三维下遮板205可能是有利的。

在该实施例中示出的遮板205和206的意图是说明为机器人机构创建封壳的一般概念，该封壳用于将受试者301与机器人机构的运动隔离。因为将遮板205和206靠在一起导致形成只有睫毛突出穿过的小狭槽，所以受试者301可以舒适地感觉到机器人只能触及他们的睫毛，而不能触及他们的眼睛。

遮罩

在一些实施例中，遮罩型屏障用于覆盖受试者301的面部，为受试者301提供安全性和舒适感，因为机器人只能触及他们的睫毛而不能触及他们的眼睛。这种方案在某种程度上类似于上面讨论的遮板205和206的方案，但是遮罩通常被固定到受试者301，而遮板205和206是封壳201的一部分。图5示出了受试者301准备根据使用这种遮罩型屏障的本发明稍微不同的实施例进行睫毛延长。在图5中，受试者301躺在台302上。放置在受试者301面部上的是遮罩303。遮罩型屏障303由与要使用的粘合剂不相容的刚性或半刚性塑料制成，并且具有两个狭槽304，受试者的上睫毛从两个狭槽304在向上方向突出。如图6中进一步所示，利用这种遮罩型屏障303的实施例在大多数方面类似于图1-4的实施例，除了不使用替代封壳251的前面256上的窗口204，前面256将不具有开口。取而代之的是，在替代封壳251的底板上有窗口269，它将允许内部的机器人机构能接近遮罩的工作区域。如果遮罩303的尺寸大于开口，则根本不需要使遮罩303与替代封壳251配合，尽管如果需要，遮罩303可以通过扣合到封壳251的底部上的一些特征中或通过被真空源或磁体吸成接触而与封壳251配合。然而，在优选实施例中，遮罩303不需要特征来将其配合到替代封壳251的底部；遮罩303在所有情况下都简单地保护受试者301，因为遮罩303大于封壳251底部的开口。这就是为什么遮罩303被绘制成看起来过大的形状。重要的是要注意，遮罩303可以由两件构成，以使睫毛更容易穿过狭槽304插入。例如，虚线305表示的区域可以是单独的部件，在结合图3描述的程序之后，该部件被扣合到遮罩303中，以使受试者301的上睫毛位于遮罩303的工作区域的顶部上。此外，重要的是要注意，利用这种策略，遮罩303可以以许多通用尺寸提供，或者遮罩303甚至可以由容易成形的材料制成，使得其可针对受试者定制。这种材料现在通常用于形成假腿和假臂的承窝。最后，重要的是注意，该设计是基于这样一个理念，即尽管戴着遮罩，机器人机构的强度不足以伤害人。也就是说，一个非常大的工业机器人可以穿透遮罩或者递送如此大的力以至于即使该力在遮罩上扩散，受试者301也可能受到伤害。然而，一般来说，不需要使用这样大而有力的机器人机构，也不需要机器人本身特别靠近受试者301(例如，包括机器人机构的一部分的任何大的机器人都可以通过机器人与端部执行器之间的力限制离合器从受试者301恰当返回)。

有许多遮罩的专门的实施例，总体上参考图5，诸如上面涉及的两件式遮罩。为了更详细地讨论这些实施例，现在讨论将仅集中在遮罩上，同时理解目标是在延长过程中提供安全性。讨论将涉及应用在受试者301的面部上的遮罩。图7A和7B总体上示出了受试者301，其具有上睫毛307、下睫毛306、眉毛310、前额309和眼睑308。受试者的下眼睑大体上表示为虚线311内的区域。当涉及眼睑时，通常假定它是上眼睑，除非特别指出是下眼睑。在图7A中，受试者301的右眼睁开，而受试者301的左眼闭上。讨论将涉及遮罩的前视图和各种截面图，因为这些截面图将有助于阐明遮罩的各种特征。这些遮罩通常是对称的，除非另有说明，否则应假设它们具有模仿人脸双侧对称性的双侧对称性。当然，在一些实施例中，可以具有不对称的遮罩，其中，这对于机器人睫毛延长机构的特定配置可能是有利的。

在一些实施例中，如图8A和8B所示，优选提供两部分式遮罩313，以允许遮罩313更简单地戴上和摘下。遮罩313由上遮罩314和下遮罩315组成。实际上，受试者301将在闭上其眼睛时戴上下遮罩315，并且然后睁开眼睛，从而从下遮罩315下方拉动他们的上睫毛307，同时将他们的下睫毛308留在下遮罩315下方。然后，受试者301再次闭上眼睛，并戴上上遮罩316，上遮罩316覆盖他们眼睑308和前额309。上遮罩314与下遮罩315的上边缘对齐，确保用于上睫毛307的正确间隙316。遮罩313由缠绕在受试者301的头部后面的弹性条带312保持到受试者301的头部。当然，通常有许多方式将遮罩保持到人的头，包括耳朵上的钩子、粘合剂、将遮罩连接到真空供应源以及弹性条带和许多这样的解决方案。为了清楚起见，弹性条带312没有在两部分式遮罩313的其它视图中示出。

在一些实施例中，诸如图9A和9B所示，上遮罩314的下边缘包括凹槽317，该凹槽317在榫舌318上与下遮罩315的上边缘配合。在其它实施例中，诸如图10A和10B所示，上遮罩314与下遮罩315重叠，磁体319粘附在上遮罩314上，并且磁性材料320粘附在下遮罩315上，并且所产生的磁引力将上遮罩314和下遮罩315保持在其正确的取向。本领域已知有许多其它方式来保持上遮罩314和下遮罩315的相应取向，包括闩锁、配合特征、钩环紧固件、弹性条带、钩子和夹子。

在实践中，两部分式遮罩313通过允许机器人机构仅接近间隙316中的上睫毛307来为受试者301提供安全性。只要机器人机构不足够强来推动穿过两部分式遮罩313或推开上遮罩314和下遮罩315，并且只要机器人机构上没有工具或部分能够适配穿过间隙316，这就是完全安全的。在实践中，这可以通过给机器人机构添加特征来保证。考虑图11，其中机器人机构(未示出)终止于镊子330。因为镊子330具有窄的尖端331，所以它们适配可以穿过间隙316。然而，如果锤头镊子332用于代替镊子330，延伸特征333和334在所有情况下都防止窄的尖端331到达穿过间隙316。有许多可能的方式从镊子330“生长”特征，使得它们不能到达穿过间隙316，包括来自镊子330的仅一侧部的特征(倘若机器人不能旋转镊子330)、从镊子330的侧部突出的环以及从镊子330的侧部突出的杆。在一些实施例中，只要机器人不能绕轴X大幅度旋转镊子335，使用不能适配穿过间隙316的弯曲镊子335就足够了。在另外的实施例中，如图12所示，镊子330可以简单地以足够陡的角度定向，使得它们不能与间隙316对准。在这种情况下，机器人机构不应该能够在箭头336的方向上绕轴X大幅度旋转镊子330。在机器人学领域中，很容易理解如何防止机器人将端部执行器（诸如镊子330）旋转超过期望的量。虽然有时这种旋转防止可以通过软件实现，但也可以通过硬止挡件或选择其运动受到内在限制的致动器的方式来实现。然而，在一些机器人中，多于一个的机器人关节可以允许绕轴X旋转，使得运动范围限制变得困难，并且这可能迫使选择像锤头镊子332这样的镊子。

在一些实施例中，优选提供三部分式遮罩350，包括面部遮罩340、右眼睑覆盖物341和左眼睑覆盖物342。在图13所示的该实施例中，面部遮罩340覆盖受试者301面部的大部分，在受试者301的右眼和左眼上方留有开口。面部遮罩350的左开口和右开口然后主要由右眼睑覆盖物341和左眼睑覆盖物342填补，右眼睑覆盖物341和左眼睑覆盖物342各自直接坐落于受试者301的左眼和右眼中的每一个的相应眼睑308上。在实践中，这在右眼睑覆盖物341和左眼睑覆盖物342周围产生周向间隙345。这是因为每个受试者301的眼睑308与其前额309的间距不同，并且三部分式遮罩350不是针对每个个体的面部定制的。这导致当右眼睑覆盖物341和左眼睑覆盖物342放置在受试者的相应眼睑308上时，面部遮罩340与右眼睑覆盖物341和左眼睑覆盖物342中的每一个之间的变化的间距。类似于两部分式遮罩313，受试者301在将面部遮罩340放置于其面部上之前闭上其眼睛，然后睁开其眼睛，使得下睫毛306保持在面部遮罩340下方，但是上睫毛307露出。受试者301然后闭上其眼睛，并将右眼睑覆盖物341和左眼睑覆盖物342放置在他们相应的眼睑308上。同样，类似于两部分式遮罩，弹性条带可用于将面部遮罩340保持到受试者301的头部，诸如图13所示的弹性条带312。为了清楚起见，弹性条带312将不在三部分式遮罩350的其它图中示出。如下将要讨论的，眼睑覆盖物341和342可以粘附到每个眼睑308上。此外，尽管未示出，但是在一些实施例中，眼睑覆盖物也可以被夹在或以其它方式紧固到面部遮罩340。

在该实施例中，只要机器人机构的任何部分都不能适配穿过周向间隙345，三部分式遮罩350就提供了安全性。这样做的方式类似于两部分式遮罩313的前一个实施例，但是稍微受到更多限制，因为周向间隙345比间隙316存在于更多的地方。例如，图11中的镊子330能够以与它们能够延伸穿过间隙316相同的方式容易地延伸穿过周向间隙345，但是在更多的地方，因为周向间隙345存在于整个右眼睑覆盖物341和左眼睑覆盖物342的周围。然而，仍然可以设计这样的特征，使得镊子(或任何其它端部执行器)不能到达穿过周向间隙345。例如，如图14所示，只要机器人机构不能绕轴X大幅度旋转镊子335，弯曲镊子335就不能到达穿过周向间隙345。然而，可以施加到右眼睑覆盖物341和左眼睑覆盖物342的力将低于可以施加到面部遮罩340或在其它实施例中的遮罩的力，因为施加的所有力都将传递到受试者301的眼睛。

在两部分式遮罩313或三部分式遮罩350中，可能希望使用胶带以额外地压住下睫毛306，使得在佩戴遮罩期间的小移动不会导致下睫毛306从任一遮罩下露出。在另一种变换中，两部分式遮罩313或三部分式遮罩350可以有左和右两种版本。例如，遮罩可以由仅提供对右眼接近的两个或三个部分制成，并且可以制造仅提供对左眼接近的第二遮罩。这种配置的优点是不提供对不进行处理的眼睛的接近，稍微提高了安全性。使用三部分式遮罩设计的这种配置在图15中示出，包括右遮罩353和左遮罩354。这种配置不是优选的，因为它增加了独特遮罩部分的数量，但是根据所采用的机器人机构的具体情况，这种配置可能是有利的。

如果三部分式遮罩350在眼睛周围产生更大间隙并且只耐受较小的力，那么想知道为什么三部分式遮罩350会更优选可能是合理的。三部分式遮罩350有几个优点。首先，因为眼睑覆盖物341和342直接坐落于眼睑308上，所以从眼睑覆盖物341和342的外表面到睫毛355基部的距离可以小于使用两部分式遮罩313时的距离，因为两部分式遮罩313不能被制成坐落于眼睑308上(除非其被特别设计成适配单个个体)。例如，考虑图16A-16D，其示出了用于受试者301A和受试者301B的两部分式遮罩313和当前讨论的三部分式遮罩350的实施例的截面AA。受试者301B具有突出的前额，不同于受试者301A，受试者301A具有相当平坦的前额。当然，面部结构和几何形状的这种变化在不同的人当中非常普遍，并且在其它面部结构中也可能存在变化，诸如鼻梁离眼睑的高度。在图16A中，两部分式遮罩313相当紧密地适配受试者301A，从上遮罩314到眼睑308产生最小的眼睑偏移349。然而，在图16B中，相同的两部分式遮罩313非常差地适配受试者301B，从上遮罩314到眼睑308产生大的眼睑偏移349。这将使得机器人机构难以成像和接近上睫毛307的基部。在一些情况下，如此大的眼睑偏移349可能使得不可能使用两部分式遮罩313。然而，在图16C和16D中，可以看出，三部分式遮罩350允许受试者301A和301B中任一个的最小眼睑偏移349，因为眼睑覆盖物342直接坐落于眼睑308上。

虽然可见性是使用三部分式遮罩350的一个很好的理由，但这不是唯一的理由。许多人闭上其眼睛时会经历眼睑颤振；也就是说，他们的眼睑和因此睫毛不受控制地抖动。对于一些人来说，颤振的幅度可能大于他们睫毛的直径。这意味着当机器人机构放置延长部时，它必须实时跟踪受试者301的上睫毛307，以便放置延长部。虽然实现这种跟踪的方式是已知的，但它们涉及的机器人和视觉系统比原本所需的更复杂，并且会减慢放置睫毛的过程，所有这些都是不希望的。参考图17A和17B，发现如果眼睑覆盖物341和342被给予粘性背衬346(在其两侧上都是粘性的)，并且轻轻地粘附到眼睑308上，并且进一步连接到稳定物体347上，则眼睑颤振将停止，并且上睫毛307将静止。这个结果是出乎意料的，并且被认为与人的眼睑与人的面部之间的通常依从的连接有关——很容易保持眼睑静止，因为眼睑没有被人自己的身体紧紧地保持。在一些实施例中，诸如图17A和17B所示，稳定物体347包括以地面为参考的固定物体。然而，在其它类似的实施例中，稳定物体347可以被系在受试者301的头部，或者在其它实施例中，稳定物体347包括保持机器人机构的框架。通常发现，优选的是使稳定物体347与机器人机构所固定到的结构相同，并且该结构应该大体上不动并且系在地面上。这种组合提供了由机器人机构感知的上睫毛307最少的运动。然而，根据机器人机构如何连接到受试者301，其它实施例可能是优选的。此外，发现在眼睑覆盖物341、342与稳定物体347之间提供断裂连接部348是有利的。如果将眼睑覆盖物341和342保持在适当位置所需的力变大，例如，如果受试者301突然移动他们的头部，则断裂连接部348将断开。在图17A和17B所示的优选实施例中，断裂连接部348包括粘在稳定物体347上的断裂磁体351。为了这能够起作用，稳定物体347应该由被磁铁吸引的材料制成，诸如铁和许多钢。在一些实施例中，稳定物体347可以由另一种材料制成，只要提供适当的磁吸引材料，诸如铁，以与断裂磁体351对接。然而，断裂连接部348可以由钩环材料或另一种粘合性连接部构成，以及本领域已知的许多其它方式。

在另一个实施例中，两部分式遮罩313和三部分式遮罩350中的一些或全部可以由柔性胶带370组成，如图18所示，而不是刚性或半刚性塑料。这是所希望的，因为柔性胶带370可以符合受试者301的面部，减少与机器人机构的潜在干扰，并提高视觉系统360的可视性。在一些实施例中，柔性胶带370是抗穿刺的或纤维增强的，以增加抵抗来自机器人机构的任何冲击的强度。尽管胶带370能够吸收的力小于刚性结构，但是对于机器人机构的一些设计，它们将足以确保安全性。该实施例还具有优势，原因是在手动延长过程期间，胶带通常用于保持下睫毛306，并且受试者301可能习惯于胶带的这种使用。在该实施例中，胶带370粘附到受试者301的皮肤上，并且不需要弹性条带来将胶带370保持在适当的位置。

在另一个实施例中，遮罩被定制成适配个体。这可以用作最小化受试者眼睑与遮罩之间的眼睑偏移的另一种解决方案，非常类似于三部分式遮罩350。这有助于最小化偏移，因为，当然，可以将定制设计的遮罩紧密的适配到个别客户的面部轮廓上。可以通过多种方式构建定制的适配的遮罩。在一种方案中，使用传统方法，可以采用受试者301的面部的铸件。这种铸件可以直接使用或用于制造阴模，然后阴模又用于制造阳遮罩。这样的过程在遮罩制作领域是众所周知的，尤其是用于服装和特效。然而，这些方法是耗时的，并且需要熟练的技术人员来产生干净的结果。

在制作定制遮罩480的优选实施例中，使用了现代扫描和打印技术。图19示出了用于生产定制遮罩的过程460。在扫描面部步骤461中，使用三维(3D)扫描仪扫描受试者301的面部，以产生扫描数据470。通过使用飞行时间测量或其它3D扫描技术，现在有许多可用的合适的扫描仪，通常成本较低。例如，由Boulder, CO的Occipital^®, Inc.制造的Structure^®传感器是一种这样的传感器。另一种传感器是来自Rock Hill, SC的3D Systems^®的Sense^TM 3D。然后，在创建面部模型步骤462中，扫描数据470被用于产生受试者301的面部的面部模型471。本领域众所周知的许多计算机辅助设计系统能够由面部扫描产生计算机模型；这种软件通常配备有3D扫描仪。该软件还可以在“清洁”面部模型步骤463中自动“清洁”面部模型——填充任何空隙并从受试者301的面部的计算机模型中移除错误数据点，以产生最终面部模型472。然后，在创建遮罩模型步骤464中，计算机通过从步骤463中产生的“清洁”面部模型的表面生长遮罩来创建基础遮罩模型473。接下来，在步骤465中，自动添加附加特征，诸如睫毛狭缝、将遮罩固定到头部的特征(例如，用于弹性带)以及连接到机器人的特征(例如，从遮罩前部生出的柱子)，以产生遮罩模型474。在最一般的情况下，技术人员可以在人工审查遮罩模型步骤466中确保遮罩模型474被适当地设计。然而，在一些实施例中，可以在没有人的情况下自动检查遮罩模型474，从而自动化步骤466。该最终审查产生了准备用于打印的最终遮罩模型475。像3D打印这样的添加制造过程用于打印定制遮罩480。本领域中已知许多适合的3D打印机，例如Eden Prairie, MN的Stratasys^®制造的Fortus ^®380mc具有足以用于定制遮罩480的打印体积。在一些实施例中，这种打印是在非现场完成的，并且遮罩480直到被递送到供受试者301使用的地点才准备好。然而，一些较新的3D打印机足够快，使得打印可以在受试者301等待时在现场完成。

该实施例具有很显著的优点，因为定制遮罩480将非常精确地适配受试者301，是刚性的(并因此提供良好了的安全保护)，并且给视觉系统460提供良好的可视性。然而，该实施例有相当明显的缺点，主要是额外的时间和成本。使用3D扫描仪扫描受试者301，然后修改计算机模型482，并且然后打印定制遮罩480将在美容院中花费相当长的时间，或者导致受试者301等待遮罩480递送。此外，打印定制遮罩480可能很昂贵，并且遮罩480应该在使用后储存。由于该时间和成本的原因，这并不认为是优选的实施例，除非可能是作为优质服务。

虽然前面的实施例通常旨在与执行延长过程的机器人机构一起工作，但是本文呈现的遮罩设计通常也适用于为常规睫毛延长提供安全性。例如，定制遮罩480可用于从美容师接受睫毛延长的受试者，以减少任何伤害的机会或在程序期间为美容师提供手部搁置部。

在本发明的又一实施例中，仅在眼睛周围的柔软部分周围提供遮罩保护：在眼睑上，在眼睑略上方，以及眼睛略下方。这些区域在这里被称为“柔软的”，原因是它们覆盖着眼窝，而且在表面的紧邻下方没有颅骨，与人的前额和上脸颊不同。因此，如果机器人非常弱，并且也许就只能勉强穿透皮肤，则这些可能是唯一需要保护的地方。例如，很容易想象由非常弱的机器人使用的一套轻质塑料镊子，它只能对前额造成很轻微的伤害，但仍可能对眼睑(或眼睑下的眼睛)造成真正的伤害。

在这种情况下，可以使用如图20A和20B所示的实施例。这里，右上粘性遮罩371覆盖右眼睑，包括眼睑略上方，以及右下粘性遮罩372覆盖眼睛略下方的区域。右上粘性遮罩371和右下粘性遮罩372在右粘性遮罩连接部373在眼睛的右角处重叠。右粘性遮罩连接部373包括粘合剂、钩环、磁性连接部或遮罩上部与下部之间的任何类似的轻型连接部之一。连接上部和下部有助于稳定眼睑以防颤振。左侧包括成镜像的相同部件——通过左粘性遮罩连接部376连接的左上粘性遮罩374和左下粘性遮罩375。四个遮罩部分可以由半刚性的薄塑料制成，诸如聚乙烯、尼龙或ABS，或者由柔性橡胶材料制成。此外，如果机器人机构和端部执行器具有特别安全的设计，所有或部分遮罩部分可以由护肤液浸渍的纺织材料构成，诸如在手动睫毛延长过程中在下眼睑上使用的当前“凝胶垫”。实际上，0.5至2 mm的数量级的厚度就允许薄遮罩提供合理的保护。在一些实施例中，遮罩的一个或多个部分在睫毛附近渐缩，以便允许更好地看到睫毛根部。例如，在图20A和20B中，左上粘性遮罩371和右上粘性遮罩374具有渐缩的边缘378。可能还希望提供多种尺寸的遮罩，以便适应具有不同宽度睫毛和不同眼窝几何形状的人。然而，通常已经发现，图20A和20B所示的上粘性遮罩和下粘性遮罩拓扑将适配各种各样的人，并且通常只需要几个尺寸。遮罩可以用任何强度适中的生物相容性粘合剂粘附到人上。重要的是不要使用太强的粘合剂(否则遮罩不能被舒适地移除)，也不要使用太弱的粘合剂(否则遮罩在使用过程中会脱落)。有许多合适的粘合剂类型，包括，例如，由Charlotte, NC 的BSN medical ^®生产的Jobst^® “It Stays!”^®粘合剂；由Northvale, NJ 的ADM Tronics^TM Unlimited, Inc. 生产的Pros- Aide^®粘合剂；由Glenn Rock, PA 的Adhesives Research^® Inc.生产的SoftWear^®；由Cranston, RI 的Torbot^® Group, Inc. 生产的Skin Tac^® 。

在图21A和21B中示出了前一实施例的微小变换。这里，右上粘性遮罩381和右下粘性遮罩382在右粘性遮罩连接部383处在眼睛的内角和外角处重叠。类似地，在左侧上，左上粘性遮罩384和左下粘性遮罩385通过左粘性遮罩连接部386连接。也就是说，图21A和图21B中唯一的区别是粘性遮罩在两个地方连接。该实施例可以在上遮罩与下遮罩之间提供更大的结构连接部，这有助于减少眼睑颤振。当然，还可以将组合的遮罩锚固到如上所述的稳定物体上。

在图22A和22B中示出了前一实施例的另一个微小变换。尽管示出的解决方案在眼睛的内角和外角处都重叠，但是所示的解决方案与前两个实施例中的任一个都兼容。这里，延伸的右下遮罩392和延伸的左下遮罩395进一步顺着受试者301的脸颊向下延伸。这赋予了受试者301的更多脸颊被覆盖的优点。此外，受试者301的睫毛307通常将由机器人机构或由人从头部上方观察，并且将下遮罩进一步顺着脸颊向下延伸可以有利于为观察睫毛307提供更大面积的均一颜色。这尤其有利于在由机器人机构完成自动睫毛延长的情况，原因是用于计算机视觉的算法比人对颜色变化更敏感。实际上，在图22B中，延伸的左下遮罩395沿着下侧从受试者301的脸颊提起，以便当从上方观察时提供更长的表观截面。

在一些实施例中，为了进一步减少眼睑颤振，期望将柔性遮罩锚固到机器人或稳定位置，类似于以上结合图17A和17B讨论的系统。参考图23，受试者301佩戴与图20A和20B中涉及及的相同的基本的左上、左下、右上和右下遮罩。然而，此外，受试者301还佩戴锚固框架385。锚固框架385类似于眼镜框，像没有任何镜片的普通眼镜一样搁置在受试者301的耳朵和鼻子上。然而，锚固框架385还相应地包括分别将锚固框架385联接到右上粘性遮罩371和左上粘性遮罩374的右粘性遮罩锚固件380和左粘性遮罩锚固件382。类似于上粘性遮罩与下粘性遮罩之间的连接部，右粘性遮罩锚固件380和左粘性遮罩锚固件382可以用粘合剂、钩环或磁性连接部或任何其它低轮廓连接部制成。此外，锚固框架385包括右闩锁381和左闩锁383，它们将锚固框架385闩锁到机器人上。在该实施例中，闩锁显示为简单的磁体，如果机器人包括配合磁体或磁性材料，则这就足够了，但是当然任何数量的连接部都是可能的。该实施例的优点在于，受试者301可以戴上锚固框架385，并在靠近机器人之前将锚固框架385连接到粘性遮罩，简化了戴上的过程。然而，在一些实施例中，省去锚固框架385并简单地为机器人上的右粘性遮罩锚固件380和左粘性遮罩锚固件382提供配合特征可能就足够了。

其它安全性策略

在许多前述实施例中，知道遮罩就位可能是有帮助的。例如，在机器人机构放置睫毛延长部的实施例中，验证遮罩的所有部分都存在是有帮助的。虽然这可以通过用计算机视觉系统进行查验来实现，但是由于提供遮罩的目的部分是为了提供故障安全的安全性，所以可能希望提供一种更为故障安全的方法。在遮罩的所有部分都重叠的最简单的实施例中，这种故障安全验证可以通过使遮罩各部分之间的连接具有导电连接、遮罩本身是导电的以及遮罩的第一部分和最后部分将导电路径返回到电路使得当导电路径闭合时启用机器人机构来实现。这样，如果遮罩的任何部分断开，导电路径将断开并禁用机器人。当然，机器人和自动机械领域的技术人员将会注意到，有许多方法来开发这种电路，包括使用电容或电感测量或者这些测量的某种组合而不是电阻测量来确认连接。在一些实施例中，如图9A和9B所示的一样，没有重叠的突出部，并且应该提供额外的连接条带。在其它实施例中，如图23所示的一样，仅仅触及遮罩的每个部分一次可能是不方便的，并且因此这里也应该使用连接条带。替代地，可以使用环回电路来验证遮罩链的连接，该环回电路包括例如导电路径和遮罩的最后部分中的电阻器。例如，在图23中，电阻器可以放置在右下遮罩372中，与电阻器任一侧的连接首先传递到右上遮罩371，然后传递到锚固框架385，并从那里传递到机器人机构，只有当所形成的电路的电阻通过电阻器指示其闭合时，机器人机构才可以被启用。

在另一种实现安全性的手段中，可以提供类似于上述的互锁，但是检查由机器人机构提供的镊子或其它端部执行器与遮罩之间的路径，并且在这种情况下停止机器人。这里的目标是，如果机器人无意中接触到遮罩，并因此不可接受地靠近受试者，则停止机器人。当然，在这种情况下，电路应该认识到连接是禁用机器人的条件，而断开是启用机器人的条件，但是以这种方式反转该逻辑的安全性关键电路在本领域中是众所周知的。在一些实施例中，该电路可以依赖电容感测或电感感测，而不是电阻测量，或者它们的某种组合。

在另一个实施例中，遮罩不是必需的，并且机器人安全性完全由上述互锁提供。也就是说，如果机器人镊子或端部执行器离受试者太近，或者接触到受试者，则机器人运动就会停止。在一些实施例中，这可以构成移除机器人的电力，而在其它实施例中，制动器用于停止机器人的运动。这种方案对互锁系统提出了更高的要求，但是由于不需要遮罩，因此可以导致更简单的系统设计。然而，该实施例不会稳定睫毛，这对于许多遮罩设计，诸如图21A和21B所示的遮罩设计是有利的。

作为该实施例的一个示例，考虑包括受试者301和被感测的镊子401的图24。应当理解，被感测的镊子401正由机器人机构403操纵，尽管为了保持清晰，机器人机构403的物理形式没有在图24中示出。被感测的镊子401电连接到电容传感器402。为了允许被感测的镊子401更好地充当天线，天线区域404可以被结合为被感测的镊子401的一部分。如果被感测的镊子401由将导致天线不良的不导电材料制成，则这可能特别重要。尽管天线区域404可以是被感测的镊子401的表面的一部分，但是它也可以是从镊子401突出的单独物理表面，特别是如果天线区域404使用不能装配在被感测的镊子401上的复杂几何形状。电容传感器402可以是感测电容领域中众所周知的任意数量的电路之一。例如，可以价格低廉地获得许多提供电容感测的集成电路，诸如Pretoria, South Africa 的Azoteq^®生产的IQS127D。电容传感器402然后将向机器人机构403提供信号，指示被感测的镊子401与受试者301之间的距离。在一些实施例中，该信号可以是连续的测量，而在另一些实施例中，它可以像指示距离是否已经下降到安全阈值以下的单个高/低信号一样简单。在优选实施例中，该信号应该是故障安全的，使得如果到电容传感器402的电连接失效或者电容传感器402失效，则该信号将指示小于任何安全阈值的距离。

在一些实施例中，可以使用相同的装置来提供延长眉毛而不是睫毛的安全性，因为眉毛具有与睫毛相当相似的特性。在该实施例中，遮罩中的间隙将围绕眉毛而不是睫毛设置。

基于上述内容，应该很明显的是，本发明提供了一种更有效地安装睫毛延长部的方法，其减少了安装睫毛延长部的时间和成本。本发明的系统和方法显然是安全的，使得延长部的接收者对该程序有信心。尽管参考优选实施例进行了描述，但是应当容易理解，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本发明进行各种改变或修改。一般来说，本发明仅旨在由以下权利要求的范围来限制。

Claims (18)

1.一种被配置为向接受睫毛延长的受试者提供保护的遮罩，所述遮罩包括:

上眼睑覆盖物，配置为覆盖所述受试者的具有上睫毛的上眼睑，所述上眼睑覆盖物包括顶部边缘和相对的底部边缘，所述底部边缘配置成对应于所述上睫毛的基部；和

下眼睑覆盖物，配置为覆盖所述受试者的下眼睑，所述下眼睑覆盖物包括上边缘和相对的下边缘，所述上边缘与所述上眼睑覆盖物的底部边缘的形状互补；

其中，所述上眼睑覆盖物和所述下眼睑覆盖物被配置为在相应眼睛的眼角处彼此连接，并且在所述下眼睑覆盖物的所述上边缘和所述上眼睑覆盖物的所述底部边缘之间形成间隙；所述间隙被配置为暴露所述受试者的至少一根睫毛，而不暴露所述受试者的相应眼睛。

2.根据权利要求1所述的遮罩，其中，所述上眼睑覆盖物和所述下眼睑覆盖物中的至少一个被配置为粘附到所述受试者的面部。

3.根据权利要求1所述的遮罩，其中，所述上眼睑覆盖物被配置为粘附到所述受试者的所述上眼睑，并且所述上眼睑覆盖物包括紧固连接部，所述紧固连接部被配置为将所述上眼睑覆盖物联接到锚固部。

4.根据权利要求3所述的遮罩，其中，所述锚固部是所述受试者的头部、固定物体或机器人睫毛延长系统。

5.根据权利要求3所述的遮罩，其中，所述紧固连接部包括断裂连接部，所述断裂连接部被配置为当所述受试者的头部相对于所述锚固部移位时断开。

6.根据权利要求1所述的遮罩，其中，所述上眼睑覆盖物和下眼睑覆盖物中的每一个被配置为粘附到所述受试者的皮肤上。

7.根据权利要求6所述的遮罩，还包括被配置为覆盖所述受试者的第二上眼睑的第二上眼睑覆盖物和被配置为覆盖所述受试者的第二下眼睑的第二下眼睑覆盖物，其中所述第二上眼睑覆盖物和第二下眼睑覆盖物中的每一个被配置为粘附到所述受试者的皮肤上，所述第二上眼睑覆盖物和第二下眼睑覆盖物被配置为彼此连接，并且所述第二上眼睑覆盖物和第二下眼睑覆盖物被配置成当彼此连接时在所述受试者的至少一根其它睫毛上形成第二间隙。

8.根据权利要求6所述的遮罩，其中，所述上眼睑覆盖物和下眼睑覆盖物中的至少一个包括紧固连接部，所述紧固连接部被配置为联接到锚固部。

9.根据权利要求8所述的遮罩，其中，所述锚固部是所述受试者的头部、固定物体或机器人睫毛延长系统。

10.根据权利要求8所述的遮罩，还包括一组锚固框架，所述锚固框架被配置为搁置在所述受试者的耳朵和鼻子上，其中所述一组锚固框架包括锚固件，并且所述一组锚固框架还被配置为选择性地联接到第二锚固件。

11.根据权利要求1所述的遮罩，其中，所述遮罩被配置成对应于并遵循所述受试者的面部的特定几何形状，所述特定几何形状通过所述受试者的所述面部的三维扫描来确定。

12.根据权利要求1所述的遮罩，其中，所述遮罩被配置成遵循所述受试者的面部轮廓。

13.一种用遮罩保护接受睫毛延长的受试者的眼睛或稳定所述受试者的眼睑的方法，所述遮罩包括：配置为覆盖所述受试者的具有上睫毛的上眼睑的上眼睑覆盖物，所述上眼睑覆盖物包括顶部边缘和相对的底部边缘，所述底部边缘配置成对应于所述上睫毛的基部；和配置为覆盖所述受试者的下眼睑的下眼睑覆盖物，所述下眼睑覆盖物包括上边缘和相对的下边缘，所述上边缘与所述上眼睑覆盖物的底部边缘的形状互补，所述上眼睑覆盖物和所述下眼睑覆盖物被配置为在相应眼睛的眼角处彼此连接，并且在所述下眼睑覆盖物的所述上边缘和所述上眼睑覆盖物的所述底部边缘之间形成间隙，所述方法包括:

将所述遮罩对准所述受试者；和

将所述遮罩粘附到所述受试者的面部上，使得所述间隙暴露所述受试者的至少一根睫毛，而不暴露所述受试者的相应眼睛。

14.根据权利要求13所述的方法，其还包括从至少两种尺寸中选择所述遮罩的合适的尺寸。

15.根据权利要求13所述的方法，其还包括使用紧固连接部以将所述遮罩联接到锚固部。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述锚固部是所述受试者的头部、固定物体或机器人睫毛延长系统。

17.根据权利要求13所述的方法，其还包括：

将所述上眼睑覆盖物和上述下眼睑覆盖物中的至少一个紧固到第一锚固部，所述第一锚固部是搁置在所述受试者的耳朵和鼻子上的一组锚固框架的部分；和

将所述一组锚固框架联接到第二锚固部。

18.根据权利要求13所述的方法，其还包括三维地扫描所述受试者的面部以获得所述受试者的所述面部的特定几何形状，其中，所述遮罩被配置成对应于并遵循所述特定几何形状。

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