FR2993446A1

FR2993446A1 - Method for measurement and evaluation of e.g. light propagation according to depth of epidermis, of skin, involves representing propagation distance/intensity of light in form of curves, and processing curves to determine slopes in curves

Info

Publication number: FR2993446A1
Application number: FR1257083A
Authority: FR
Inventors: Jean-Christophe Pittet
Original assignee: COSM O
Current assignee: COSM O
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-01-24
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: FR2993446B1

Abstract

The method involves emitting light from a light source (6) e.g. polychromatic source, on a material surface. The light re-emitted by sensors on the material surface is detected. An intensity of a light re-emitted and collected is evaluated after separation of the light source from sensors. Propagation distance and the intensity of the light are provided in a form of curves. The curves are processed corresponding to blue and green colors to determine slopes in the curves. A rear slope of a curve of intensity of the light is estimated in red color. An independent claim is also included for a device for measurement and evaluation of optical characteristics of diffusing material.

Description

PROCEDE DE MESURE ET D'EVALUATION DE CARACTERISTIQUES OPTIQUES D'UN MATERIAU DIFFUSANT ET SON DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE L'invention concerne un procédé de mesure et d'évaluation de caractéristiques optiques d'un matériau diffusant et son dispositif de mise en oeuvre. L'invention sera plus particulièrement décrite au regard de l'étude de la transparence de la peau d'un être humain sans toutefois y être limitée. Elle s'applique à la mesure de la transparence de tout matériau dont on voudrait mesurer la propagation de la lumière dans celui-ci, polymères, céramiques, matériaux vivants (peau, tissus organiques, ...).The invention relates to a method for measuring and evaluating the optical characteristics of a diffusing material and its implementation device. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention will be more particularly described with regard to the study of the transparency of the skin of a human being without being limited thereto. It applies to the measurement of the transparency of any material of which we would like to measure the propagation of light in it, polymers, ceramics, living materials (skin, organic tissues, ...).

Il est connu de mesurer de manière non invasive un paramètre optique de la peau tel que le coefficient d'absorption ou de diffusion pour par exemple en déduire la présence ou la concentration d'un composant dans l'épaisseur de la peau.It is known to non-invasively measure an optical parameter of the skin such as the absorption or diffusion coefficient, for example to deduce the presence or the concentration of a component in the thickness of the skin.

Le procédé consiste à suivre la propagation de la lumière dans la peau en envoyant une source de lumière à la surface de la peau et en détectant la quantité de lumière réémise par la peau en fonction de la distance séparant les détecteurs de la source et de la profondeur de pénétration de la lumière dans la peau.The method includes following the propagation of light in the skin by sending a light source to the surface of the skin and detecting the amount of light re-emitted by the skin as a function of the distance separating the detectors from the source and the skin. depth of penetration of light into the skin.

Le brevet américain US6630673 décrit un dispositif de mise en oeuvre d'un tel procédé de mesure. Ce dispositif connu comprend des moyens d'introduction d'une source de 30 lumière sous forme de faisceau dans la peau, une pluralité d'éléments de détection pour capter la lumière réémise afin de mesurer l'intensité de la lumière réémise. La lumière réémise est collectée à plusieurs endroits, éloignés de distances différentes de la source de lumière, puis est enregistrée par une caméra numérique. Les signaux mesurés sont ensuite amplifiés et corrigés par des moyens de traitement qui en déduisent par calcul les coefficients d'absorption et de diffusion de la peau à partir de l'intensité.US Pat. No. 6,663,673 describes a device for implementing such a measurement method. This known device comprises means for introducing a beam light source into the skin, a plurality of sensing elements for sensing the re-emitted light to measure the intensity of the re-emitted light. The re-emitted light is collected at several locations, distant from different distances from the light source, and then recorded by a digital camera. The measured signals are then amplified and corrected by processing means which calculate by calculation the absorption and diffusion coefficients of the skin from the intensity.

Les équations mathématiques de ces coefficients sont connues de l'état de l'art par la loi de Beer-Lambert. Le brevet américain US611653 propose de déterminer à partir des mêmes paramètres que dans le brevet précédent, notamment longueur d'onde de la lumière émise, intensité de la lumière, distance source-détecteurs, un gradient de transparence de la peau qui, combiné à d'autres mesures telles que la rugosité de surface et la couleur, et indexé à des paramètres tels que l'âge, le sexe, l'humidité et la température, permet d'en déduire un « indice de transparence de la peau ».The mathematical equations of these coefficients are known from the state of the art by the Beer-Lambert law. US Pat. No. 6,116,553 proposes to determine from the same parameters as in the previous patent, in particular the wavelength of the light emitted, the intensity of the light, the distance between the source and the detectors, a gradient of transparency of the skin which, combined with d Other measures, such as surface roughness and color, and indexed to parameters such as age, sex, humidity and temperature, make it possible to deduce an "index of transparency of the skin".

Cet « indice transparence de la peau » est par exemple utilisé pour fournir une échelle de références au regard de l'efficacité de crèmes cosmétiques.This "skin transparency index" is for example used to provide a scale of references with regard to the effectiveness of cosmetic creams.

Ainsi, certains fabricants de crèmes cosmétiques se basent aujourd'hui sur le critère de transparence de la peau pour sélectionner ou référencer de manière appropriée une crème en fonction du type de peau. Cependant, il n'existe à ce jour aucune méthode universelle pour déterminer la transparence d'un matériau tel que la peau.Thus, some manufacturers of cosmetic creams are now based on the criterion of transparency of the skin to select or refer appropriately a cream depending on the type of skin. However, to date there is no universal method for determining the transparency of a material such as the skin.

Par ailleurs, dans une application particulière des crèmes solaires, le critère de sélection de la crème n'est généralement pas la transparence en tant que telle mais le phototype de l'individu, c'est-à-dire que l'on prend en compte la pigmentation de la peau qu'on nomme communément « couleur de la peau ». Il est connu que plus la peau d'un individu est sombre, c'est-à-dire plus la peau est pigmentée et possède ainsi de mélanine, plus sa peau forme un écran solaire naturel. Aussi, la crème solaire qui sera utilisée pour une peau sombre pourra être d'un indice de protection moins élevé que celui d'une crème pour peau claire. Le choix de la crème solaire peut être associé au phototype de l'individu.Moreover, in a particular application of sunscreens, the criterion for selection of the cream is generally not transparency as such but the phototype of the individual, that is to say that one takes into account Pigmentation of the skin is commonly known as "skin color". It is known that the darker the skin of an individual, ie the more the skin is pigmented and thus has melanin, the more his skin forms a natural sunscreen. Also, the sunscreen that will be used for dark skin may be of a lower protection index than that of a cream for fair skin. The choice of sunscreen may be associated with the individual's phototype.

On rappelle que le phototype est standardisé de la manière suivante : la couleur de la peau qui correspond à une quantité de mélanine, est classée à partir de l'angle typlogique individuel, nommé ITA pour « Individuel Typological Angle » en anglais, dont le calcul est normalisé et obtenu à partir d'un dispositif tel qu'un chromamètre. Les valeurs de cet ITA sont converties en une classification numérique de couleur de peau appelé phototype des individus, allant de 0 à 6, avec le nombre 0 pour les albinos, 6 pour les peaux noires. En outre, concernant les dispositifs de mise en oeuvre de ces différentes méthodes d'appréciation de paramètres optiques, tels que la couleur ou la transparence de la peau, les coefficients d'absorption et de diffusion, il est souhaitable que les dispositifs de mesure donnent des informations en temps réel aussitôt que le test de mesure a été effectué sur la peau de l'individu, afin d'estimer immédiatement les paramètres voulus de façon à renseigner de suite l'individu par exemple quant au choix optimum de la crème à utiliser. L'invention a donc pour but de proposer un autre procédé que ceux 5 existants, pour mesurer et évaluer de nouveaux paramètres optiques d'un matériau diffusant tels que liés à la transparence de la peau. L'invention vise également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé de mesure et d'évaluation, procurant en outre des résultats 10 immédiatement après le déclenchement de la mesure. Le procédé de mesure et d'évaluation de caractéristiques otiques d'un matériau diffusant, tel que la peau, comporte selon l'invention l'émission d'une source de lumière à la surface du matériau, la détection à la surface 15 du matériau de la lumière réémise par une pluralité de capteurs, et au moins une étape de traitement des données issues de la détection pour en déduire des informations sur la propagation de la lumière à travers le matériau, l'étape de traitement comprenant l'évaluation de l'intensité de la lumière réémise et captée en fonction de la distance séparant la source de 20 lumière des capteurs, dite distance de propagation, l'intensité présentant l'allure d'une courbe. Les procédé est caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs étapes de traitement de façon à fournir au moins deux courbes de l'intensité captée pour respectivement au moins deux longueurs distinctes correspondant aux couleurs bleue et verte, et à déterminer les 25 pentes aB et respectivement aV des deux courbes, qui sont représentatives de l'atténuation de l'intensité en fonction de la distance de propagation. Le procédé de l'invention est en particulier appliqué à un matériau 30 diffusant qu'est la peau. Il comporte des étapes supplémentaires de traitement des données consistant à calculer l'angle typologique individuel (ITA), à calculer un autre paramètre dit indice naturel de protection cutané (INPC), l'INPC étant calculé à partir de l'ITA et des pentes estimées aB et aV des courbes d'intensité de la lumière.It is recalled that the phototype is standardized in the following way: the color of the skin which corresponds to a quantity of melanin, is classified from the individual typlogic angle, named ITA for "Individual Typological Angle" in English, whose calculation is standardized and obtained from a device such as a chromameter. The values of this ITA are converted into a numerical classification of skin color called phototype of individuals, ranging from 0 to 6, with the number 0 for albinos, 6 for black skin. Furthermore, with regard to the devices for implementing these various methods for evaluating optical parameters, such as the color or the transparency of the skin, the absorption and diffusion coefficients, it is desirable that the measuring devices give real-time information as soon as the measurement test has been carried out on the skin of the individual, in order to immediately estimate the desired parameters so as to inform the individual immediately for example as to the optimum choice of cream to use . It is therefore an object of the invention to provide an alternative to existing methods for measuring and evaluating new optical parameters of a diffusing material as related to the transparency of the skin. The invention also relates to a device for implementing this measurement and evaluation method, also providing results immediately after triggering the measurement. The method for measuring and evaluating the otic characteristics of a diffusing material, such as the skin, comprises according to the invention the emission of a light source on the surface of the material, the detection on the surface of the material light re-emitted by a plurality of sensors, and at least one step of processing the data from the detection to derive information on the propagation of light through the material, the processing step comprising evaluating the intensity of light re-emitted and sensed as a function of the distance separating the light source from the sensors, said propagation distance, the intensity having the shape of a curve. The method is characterized in that it comprises several processing steps so as to provide at least two curves of the intensity collected for respectively at least two distinct lengths corresponding to the blue and green colors, and to determine the slopes aB and respectively aV of the two curves, which are representative of the attenuation of the intensity as a function of the propagation distance. The process of the invention is in particular applied to a diffusing material which is the skin. It includes additional data processing steps consisting of calculating the individual typological angle (ITA), calculating another parameter called the natural index of skin protection (INPC), the INPC being calculated from ITA and slopes estimated aB and aV curves of intensity of light.

La notion de transparence de la peau est intimement liée à la propagation de la lumière plus ou moins importante dans la peau en fonction des couleurs bleue, verte et rouge du spectre lumineux, et de la capacité des ces couleurs à se propager selon les différentes épaisseurs de la peau, en particulier dans l'épiderme, le derme, et l'hypoderme. Aussi, les inventeurs ont mis en évidence qu'il était intéressant que cette propagation de la lumière soit définie par un nouveau paramètre combinant d'une part l'ITA relatif à la couleur de la peau et principalement à sa pigmentation, et d'autre part l'atténuation de la lumière dans la peau selon différentes longueurs d'onde, représentée par les pentes distinctes selon les longueurs d'onde des courbes d'intensité lumineuse. Dans la suite de la description, l'ITA est par commodité équivalente à la notion de pigmentation. On rappelle que la couleur de la peau (l'ITA) tient compte dans le modèle de représentation des couleurs L*, a*, b*, d'une part de la composante L qui est associée à la clarté de la peau (plus la composante L diminue, plus la peau est noire), et d'autre part de la composante b* qui est associée à la pigmentation (quantité de mélanine) de la peau. L'ITA ne tient pas compte de la composante a* qui est associée à la vascularisation. Le demandeur considère qu'il est nécessaire de tenir compte de l'ITA (le phototype) dans la mesure de la transparence car un lien existe entre la transparence de la peau et le phototype, donc la pigmentation. On comprend par exemple que plus la peau est sombre (est pigmentée), plus la transparence otique à travers elle est faible. Outre l'ITA, les inventeurs ont mis en évidence l'utilisation d'un nouveau 5 paramètre, celui d'atténuation de la lumière qui permet de mieux appréhender la transparence cutanée en intégrant à la seule mesure optique au moins une autre composante à celle de la pigmentation (l'ITA). Avantageusement, l'INPC est calculé à partir de la relation (aB + aV) /ITA. 10 Des coefficients de pondération peuvent être combinés la relation (aB + aV) /ITA, ces coefficients tenant compte par exemple non pas du chiffre exact de l'ITA mais de gammes de nature de peau, et/ou de la localisation de la mesure de la peau associée à l'épaisseur de la peau. 15 En complément des atténuations des couleurs bleue et verte, le procédé peut comprendre l'estimation de la pente aR de la courbe d'intensité de la lumière pour la couleur rouge. Selon une caractéristique, la source de lumière éclairant le matériau 20 diffusant est une source polychromatique ou calibrée avec différentes longueurs d'onde et en ce que la lumière est diffusée en incidence normale par rapport à la surface à mesurer. L'invention vise également un dispositif, en particulier de mise en oeuvre 25 du procédé ci-dessus de l'invention. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte un appareil de mesure réalisant les étapes d'émission et de réception de la lumière, et des moyens de traitement de données connectés audit appareil, l'appareil de mesure étant doté d'une source d'éclairage destinée à émettre de la lumière, telle qu'une diode 30 électroluminescente, de collecteurs de lumière tels que des fibres optiques, et de moyens de détection d'images tels qu'une caméra numérique captant les signaux de lumière desdits collecteurs. Les collecteurs sont agencés selon au moins une direction, de préférence 5 selon quatre directions en forme de croix, le centre de la croix correspondant à la source de lumière, et sont disposés en quinconce. Selon une caractéristique, le dispositif comporte des moyens de connexion de l'appareil de mesure aux moyens de traitement, tels qu'un 10 câble électrique du type à port USB, les moyens de connexion étant aptes à alimenter la source d'éclairage et les moyens de détection d'images, et à transmettre les données issues desdits moyens de détection d'images. Avantageusement, l'appareil de mesure comprend un boîtier, de 15 préférence de forme oblongue, et présentant une forme adaptée ou des moyens propres à la préhension, et en ce que le dispositif comprend des moyens de déclenchement de la mesure associés à l'appareil ou aux moyens de traitement, tels que respectivement un bouton poussoir agencé sur l'appareil ou des moyens électroniques de déclenchement du 20 type le « clic » d'une souris d'ordinateur. Selon l'invention, l'évaluation de l'indice de protection naturel de la peau (INPC) est représentatif de la transparence de la peau et de sa carnation. 25 Avantageusement, ce nouveau paramètre d'atténuation de la lumière, simple à calculer, vise de nombreuses applications telles que : aide à la vente de produits cosmétiques par un diagnostic de choix de crèmes cosmétiques ; évaluation de l'activité d'un produit du type dépigmentant, de 30 renouvellement cellulaire, de régénération cutanée, anti-âge ; compréhension de la propagation de la lumière selon la profondeur du matériau, notamment à travers l'épiderme, le derme et/ou l'hypoderme ; compréhension de la vascularisation de la peau.The notion of transparency of the skin is intimately linked to the propagation of more or less important light in the skin according to the blue, green and red colors of the light spectrum, and the capacity of these colors to propagate according to the different thicknesses. skin, especially in the epidermis, dermis, and hypodermis. Also, the inventors have shown that it is interesting that this propagation of light is defined by a new parameter combining on the one hand the ITA relative to the color of the skin and mainly to its pigmentation, and on the other hand part of the attenuation of light in the skin at different wavelengths, represented by the distinct slopes according to the wavelengths of the light intensity curves. In the remainder of the description, the ITA is for convenience equivalent to the notion of pigmentation. It is recalled that the color of the skin (the ITA) takes into account in the L *, a *, b * color representation model, on the one hand, the component L which is associated with the clarity of the skin (more the L component decreases, plus the skin is black), and secondly the component b * which is associated with the pigmentation (amount of melanin) of the skin. ITA does not account for the a * component that is associated with vascularization. The applicant considers that it is necessary to take into account the ITA (the phototype) in the measure of the transparency because a link exists between the transparency of the skin and the phototype, thus the pigmentation. It is understood for example that the darker the skin (is pigmented), the more otic transparency through it is weak. In addition to the ITA, the inventors have demonstrated the use of a new parameter, that of attenuation of light, which makes it possible to better understand the cutaneous transparency by integrating at least one other component into the optical measurement alone. pigmentation (ITA). Advantageously, the INPC is calculated from the relation (aB + aV) / ITA. Weighting coefficients may be combined with the relationship (aB + aV) / ITA, these coefficients taking into account, for example, not the exact figure of the ITA but ranges of skin nature, and / or the location of the measurement. skin associated with the thickness of the skin. In addition to attenuations of the blue and green colors, the method may include estimating the slope aR of the light intensity curve for the red color. According to one characteristic, the light source illuminating the diffusing material is a polychromatic or calibrated source with different wavelengths and in that the light is diffused at normal incidence relative to the surface to be measured. The invention also relates to a device, in particular implementing the above method of the invention. The device is characterized in that it comprises a measuring apparatus carrying out the steps of transmitting and receiving light, and data processing means connected to said apparatus, the measuring apparatus being provided with a source of illumination for emitting light, such as an electroluminescent diode, of light collectors such as optical fibers, and image detection means such as a digital camera capturing the light signals of said collectors. The collectors are arranged in at least one direction, preferably in four cross-shaped directions, the center of the cross corresponding to the light source, and are arranged in staggered rows. According to one characteristic, the device comprises means for connecting the measuring device to the processing means, such as an electric cable of the USB port type, the connection means being able to supply the lighting source and the image detection means, and transmitting the data from said image detection means. Advantageously, the measuring apparatus comprises a housing, preferably of oblong shape, having a suitable shape or means suitable for gripping, and in that the device comprises means for triggering the measurement associated with the apparatus. or the processing means, such as respectively a push button arranged on the device or electronic trigger means of the "click" type of a computer mouse. According to the invention, the evaluation of the natural protection index of the skin (INPC) is representative of the transparency of the skin and its complexion. Advantageously, this new light attenuation parameter, which is simple to calculate, aims at numerous applications such as: aiding the sale of cosmetic products through a diagnosis of the choice of cosmetic creams; evaluation of the activity of a product of the depigmenting type, cell renewal, skin regeneration, anti-aging; understanding the propagation of light according to the depth of the material, in particular through the epidermis, the dermis and / or the hypodermis; understanding of the vascularization of the skin.

La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l'invention, et à partir des illustrations ci-jointes, dans lesquelles : - La figure 1 représente une vue schématique du dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention; - La figure 2 représente une vue en coupe verticale de l'appareil de mesure du dispositif placé contre une zone du matériau à mesurer ; - La figure 3 est une vue de dessous de l'appareil, en regard de la face destinée à être appliquée contre la zone à mesurer ; - La figure 4 illustre des courbes de l'intensité lumineuse en fonction de la distance de propagation pour trois longueurs d'onde, bleu, vert et rouge. La figure 1 illustre schématiquement un dispositif 1 de mesure et d'évaluation de caractéristiques otiques d'un matériau diffusant, pour spécifiquement mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Le procédé d'observation de l'invention consiste à évaluer des paramètres représentatifs de l'atténuation de l'intensité lumineuse dans le matériau diffusant en fonction de la distance de propagation de la lumière depuis une source d'éclairage. Le matériau est ainsi éclairé via une source émettrice de lumière et réémet des signaux lumineux dont l'intensité varie en fonction de la distance de propagation, c'est-à-dire la distance séparant la source d'émission de la lumière, des collecteurs captant la lumière ressortant du matériau. Selon l'invention, les paramètres représentatifs de l'atténuation d'intensité lumineuse consistent à évaluer pour au moins deux longueurs d'ondes de la lumière correspondant aux composantes bleue et verte, chaque pente de la courbe de l'intensité lumineuse en fonction de la distance de propagation.The present invention is now described with the aid of examples which are only illustrative and in no way limit the scope of the invention, and from the attached illustrations, in which: FIG. 1 represents a schematic view of the setting device implementation of the method of the invention; - Figure 2 shows a vertical sectional view of the measuring device of the device placed against an area of the material to be measured; - Figure 3 is a bottom view of the device, facing the face intended to be applied against the area to be measured; FIG. 4 illustrates curves of the light intensity as a function of the propagation distance for three wavelengths, blue, green and red. FIG. 1 schematically illustrates a device 1 for measuring and evaluating the otic characteristics of a diffusing material, to specifically implement the method of the invention. The observation method of the invention consists in evaluating parameters representative of the attenuation of the light intensity in the scattering material as a function of the propagation distance of the light from a lighting source. The material is thus illuminated via a light-emitting source and re-emits light signals whose intensity varies as a function of the propagation distance, that is to say the distance separating the emission source from the light, of the collectors capturing the light emerging from the material. According to the invention, the parameters representative of the attenuation of luminous intensity consist in evaluating, for at least two wavelengths of the light corresponding to the blue and green components, each slope of the curve of the luminous intensity as a function of the propagation distance.

Le procédé d'observation de l'invention est décrit à titre d'exemple au regard de la peau en tant que matériau diffusant. Aussi, outre les paramètres d'atténuation que sont les pentes des courbes d'atténuation des couleurs bleue et verte, le procédé de l'invention a mis en évidence le calcul d'un nouveau paramètre spécifique à la peau, et dénommé « indice naturel de protection cutané », dit INPC. L'INPC prend en compte d'une part les pentes des courbes d'atténuation dans le bleu et le vert, et d'autre part l'angle de typologie individuelle, nommé encore ITA qui définit le degré de pigmentation de la peau. De manière connue, l'ITA est exprimé par la formule suivante dans le modèle de représentation des couleurs L*, a*, b* : ITA = arctang[(L*-50)/b1 x 180/7r Selon l'invention, l'INPC est donné par la formule : INPC = (aB + aV) / ITA où30 - ITA est l'angle de typologie individuelle calculé précédemment, - aB est la pente représentative de l'atténuation de la courbe du signal d'intensité lumineuse en fonction de la distance de propagation pour la couleur bleue de la lumière; - aV est la pente représentative de l'atténuation de la courbe du signal d'intensité lumineuse en fonction de la distance de propagation pour la couleur verte de la lumière. Bien entendu, cette formule pourra être adaptée en fonction de 10 coefficients de pondération tenant compte par exemple non pas du chiffre exact de l'ITA mais de gammes de nature de peau, de la localisation de la mesure de la peau associée à l'épaisseur de la peau. Le dispositif de l'invention 1 schématisé sur la figure 1 permet de mesurer 15 et d'estimer les paramètres optiques ci-dessus, à savoir mesurer et estimer d'une part les pentes des courbes d'intensité de la lumière captée pour différentes longueurs d'onde en fonction de la distance de propagation, et d'autre part l'ITA, et d'en déduire l'INPC. 20 En regard de la figure 1, le dispositif comporte un appareil de mesure 3 illustré plus en détail sur les figures 2 et 3 et destiné à enregistrer des signaux lumineux après propagation de la lumière émise depuis une source d'éclairage, des moyens de traitement 4 des signaux lumineux enregistrés pour en déduire les paramètres optiques de l'invention, et des 25 moyens de transmission 5 connectant, de préférence de manière filaire, l'appareil de mesure 3 aux moyens de traitement 4. Les moyens de traitement 4 sont de préférence mis en oeuvre par un ordinateur. Ils assurent l'analyse et le traitement des données fournies par 30 l'appareil de mesure 3.The observation method of the invention is described by way of example with regard to the skin as a diffusing material. Also, in addition to the attenuation parameters that are the slopes of the attenuation curves of the blue and green colors, the method of the invention has highlighted the calculation of a new parameter specific to the skin, and called "natural index skin protection, "says INPC. The INPC takes into account, on the one hand, the slopes of the attenuation curves in blue and green, and on the other hand, the individual typology angle, also called ITA, which defines the degree of pigmentation of the skin. In known manner, the ITA is expressed by the following formula in the color representation model L *, a *, b *: ITA = arctang [(L * -50) / b1 × 180 / 7r According to the invention, the INPC is given by the formula: INPC = (aB + aV) / ITA where 30 - ITA is the individual typology angle calculated previously, - aB is the slope representative of the attenuation of the curve of the light intensity signal depending on the propagation distance for the blue color of the light; - aV is the slope representative of the attenuation of the curve of the light intensity signal as a function of the propagation distance for the green color of the light. Of course, this formula can be adapted according to 10 weighting factors taking into account for example not the exact figure of the ITA but ranges of skin nature, the location of the measurement of the skin associated with the thickness. skin. The device of the invention 1 shown diagrammatically in FIG. 1 makes it possible to measure and estimate the optical parameters above, namely to measure and estimate on the one hand the slopes of the intensity curves of the light captured for different lengths. wave as a function of the propagation distance, and secondly the ITA, and to deduce the INPC. With reference to FIG. 1, the device comprises a measuring apparatus 3 illustrated in greater detail in FIGS. 2 and 3 and intended to record light signals after propagation of the light emitted from a lighting source, processing means 4 of the light signals recorded to deduce the optical parameters of the invention, and the transmission means 5 connecting, preferably wireframe, the measuring device 3 to the processing means 4. The processing means 4 are of preferably implemented by a computer. They analyze and process the data provided by the measuring apparatus 3.

Les moyens de transmission 5 sont par exemple un câble à port USB. Avantageusement, le câble 5 assure à la fois, la transmission des données depuis l'appareil de mesure 3 jusqu'aux moyens de traitement 4, et l'alimentation électrique de tous les éléments intégrés à l'appareil de mesure 3 et nécessitant de l'électricité pour fonctionner. L'appareil de mesure 3 comprend plusieurs éléments techniques que sont une source d'éclairage ou émettrice de lumière 6, une pluralité de collecteurs de lumière 7 aptes à capter des signaux lumineux correspondant à la lumière réémise du matériau à différents endroits distants de la source 6, et des moyens d'enregistrement 8 des signaux lumineux.The transmission means 5 are for example a USB port cable. Advantageously, the cable 5 ensures both the transmission of data from the measuring device 3 to the processing means 4, and the power supply of all the elements integrated to the measuring apparatus 3 and requiring the electricity to work. The measuring apparatus 3 comprises several technical elements that are a source of illumination or light emitting 6, a plurality of light collectors 7 able to capture light signals corresponding to the re-emitted light of the material at different locations remote from the source 6, and recording means 8 of the light signals.

En regard des figures 2 et 3, les éléments techniques de l'appareil de mesure 3 sont logés dans un boîtier 30 qui présente avantageusement un volume adapté à l'accueil de ces éléments et de volume réduit afin que combiné à sa forme, il soit ergonomique.With reference to FIGS. 2 and 3, the technical elements of the measuring apparatus 3 are housed in a housing 30 which advantageously has a volume adapted to the reception of these elements and of reduced volume so that, combined with its shape, it is ergonomic.

De préférence, le boîtier 30 se présente sous la forme oblongue d'un corps creux présentant une paroi cylindrique 31, une plaque support 32 située à l'une des extrémités distales du tube et présentant une surface externe d'apposition 32A destinée à coopérer avec la zone 9 du matériau dont on veut mesurer les paramètres, et un fond ou couvercle 33, opposé à la surface d'apposition 32A et fermant l'autre extrémité distale du tube. Le corps du tube est de préférence métallique, par exemple en aluminium, sa face externe 31A en regard de l'extérieur étant revêtu d'un revêtement 30 époxy.Preferably, the housing 30 is in the oblong shape of a hollow body having a cylindrical wall 31, a support plate 32 located at one of the distal ends of the tube and having an external apposition surface 32A intended to cooperate with the zone 9 of the material whose parameters are to be measured, and a bottom or cover 33, opposite to the apposition surface 32A and closing the other distal end of the tube. The body of the tube is preferably metal, for example aluminum, its outer face 31A facing the outside being coated with an epoxy coating.

L'appareil de mesure 3 peut, comporter tel qu'illustré schématiquement sur la figure 2, une poignée de préhension 34. Toutefois, en raison des dimensions relativement réduites de l'appareil, en particulier 50 mm de diamètre par 180 mm de long, la poignée n'est pas strictement nécessaire, le corps cylindrique pouvant être empoigné aisément et maintenu dans le creux de la paume de la main lors de l'utilisation. La source d'éclairage ou émettrice de lumière 6 est de préférence une 10 diode électroluminescente polychromatique. En variante, la source pourrait être calibrée avec différentes longueurs d'onde. La lumière de la source est diffusée en incidence normale par rapport à la surface 9 à mesurer. L'intensité de la diode est fixe. Les collecteurs de lumière 7 sont de préférence des fibres optiques parallèles entre elles et à l'axe longitudinal du boitier 30. Les moyens d'enregistrement 8 des signaux lumineux sont de préférence une caméra numérique à laquelle sont reliées les fibres optiques. La plaque 32 intègre dans son épaisseur la diode 6 et l'extrémité des 25 fibres 7. La diode 6 et les fibres 7 sont agencées de façon à présenter respectivement sa surface d'émission, et leur surface de détection, de manière coplanaire et située dans le plan de la surface d'apposition 30 externe 32A de la plaque 32. 15 20 La plaque 32 est fixée à la paroi 31 du corps creux de préférence par collage.The measuring apparatus 3 may comprise, as shown diagrammatically in FIG. 2, a handle 34. However, because of the relatively small dimensions of the apparatus, in particular 50 mm in diameter and 180 mm in length, the handle is not strictly necessary, the cylindrical body being easily grasped and held in the hollow of the palm of the hand during use. The light source or light emitting source 6 is preferably a polychromatic light emitting diode. Alternatively, the source could be calibrated with different wavelengths. The light of the source is diffused at normal incidence relative to the surface 9 to be measured. The intensity of the diode is fixed. The light collectors 7 are preferably optical fibers parallel to each other and to the longitudinal axis of the housing 30. The recording means 8 of the light signals are preferably a digital camera to which the optical fibers are connected. The plate 32 integrates into its thickness the diode 6 and the end of the fibers 7. The diode 6 and the fibers 7 are arranged so as to present respectively its emission surface, and their detection surface, coplanar and located in the plane of the external apposition surface 32A of the plate 32. The plate 32 is fixed to the wall 31 of the hollow body preferably by gluing.

La plaque est de préférence métallique en aluminium ou en acier inoxydable. L'extrémité des fibres 7 et la diode 6 sont associé à la plaque 32, de préférence en étant solidaire par collage.The plate is preferably made of aluminum or stainless steel. The end of the fibers 7 and the diode 6 are associated with the plate 32, preferably being secured by gluing.

Le fond 33 est associé au corps creux de préférence par vissage pour avoir accès aux éléments techniques agencés à l'intérieur dudit corps, en particulier la caméra 8.The bottom 33 is associated with the hollow body preferably by screwing to have access to the technical elements arranged inside said body, in particular the camera 8.

De préférence, pour une question de garantie ou d'application d'un service après vente de l'appareil de mesure, les vis de fixation du fond 33 sont scellées. La plaque 32 et le fond 33 sont nécessaires à l'obturation du corps creux.Preferably, for a question of guarantee or application of an after-sales service of the measuring device, the fixing screws of the bottom 33 are sealed. The plate 32 and the bottom 33 are necessary for closing the hollow body.

Ils sont constitués d'un matériau procurant une chambre noire à l'intérieur du corps creux où sont logés la caméra 8 de mesure des signaux lumineux et les fibres optiques 7 transportant les signaux lumineux détectés jusqu'à l'objectif de la caméra.They are made of a material providing a dark chamber inside the hollow body where are housed the camera 8 for measuring the light signals and the optical fibers 7 carrying the detected light signals to the camera lens.

En outre, la caméra 8 est logée dans l'appareil de sorte que l'axe optique de son objectif est parallèle à la plaque 32 et est aligné et centré vis-à-vis des fibres 7, de manière à capturer une seule image de l'ensemble des fibres.In addition, the camera 8 is housed in the apparatus so that the optical axis of its lens is parallel to the plate 32 and is aligned and centered with respect to the fibers 7, so as to capture a single image of all the fibers.

Selon l'invention, une seule mesure d'acquisition des données est utile pour assurer le traitement des données et évaluer les paramètres optiques voulus.According to the invention, a single data acquisition measure is useful for processing the data and evaluating the desired optical parameters.

Le déclenchement de la mesure est assuré par la présence de moyens 80 de déclenchement mécanique ou électronique. Il s'agit par exemple d'un bouton poussoir (figure 2) situé au niveau de préférence du couvercle 33 afin d'être facilement accessible pour le pouce de la main de l'utilisateur lorsque l'appareil est empoigné. En variante, le déclenchement sera effectué à partir d'un « clic » de souris d'ordinateur associé à l'ordinateur intégrant les moyens de traitement. La figure 3 illustre un exemple de distribution des fibres optiques 7 autour de la diode d'éclairage 6.The triggering of the measurement is ensured by the presence of means 80 for mechanical or electronic triggering. This is for example a push button (Figure 2) located at the level of preferably the cover 33 to be easily accessible to the thumb of the hand of the user when the device is grasped. Alternatively, the triggering will be performed from a "click" of computer mouse associated with the computer incorporating the processing means. FIG. 3 illustrates an example of distribution of the optical fibers 7 around the lighting diode 6.

Les fibres optiques 7 sont agencées selon au moins une direction 70A de préférence en alignement, depuis la diode qui est avantageusement centrale, en direction de la périphérie extérieure de la plaque 32.The optical fibers 7 are arranged in at least one direction 70A preferably in alignment, from the diode which is advantageously central, towards the outer periphery of the plate 32.

De préférence, les fibres disposées dans une direction le sont selon deux séries de lignes 71 et 72, les diodes d'une série étant positionnées en quinconce par rapport à celles de l'autre série. La disposition en quinconce est privilégiée pour obtenir davantage de points de mesure. En effet, le diamètre de chaque fibre étant de 1 mm, cette disposition permet de réaliser une mesure tous les 0,5 mm. Dans l'exemple représenté ici, les fibres sont agencées selon quatre directions 70A à 70D perpendiculaires entre elles, en forme de croix dont le centre est la diode 6. Cela permet d'évaluer les paramètres optiques selon quatre directions de la peau et d'apprécier leur caractère anisotropique ou isotropique. L'acquisition des données en une seule image par la caméra visualisant l'ensemble des fibres procure l'enregistrement des signaux lumineux produits par chacune des fibres et leur transmission aux moyens de traitement 4. Les moyens de traitement 4 de l'image consistent à extraire pour chaque longueur d'onde, le bleu, le vert et le rouge, l'intensité lumineuse de chaque fibre, chaque fibre étant repérée par un positionnement précis par rapport à la diode 6 dont la distance de séparation correspond à la distance de propagation dans un plan parallèle à la surface de la peau.Preferably, the fibers arranged in one direction are in two series of lines 71 and 72, the diodes of one series being staggered with respect to those of the other series. The staggered arrangement is preferred to obtain more measuring points. Indeed, the diameter of each fiber being 1 mm, this arrangement makes it possible to measure every 0.5 mm. In the example shown here, the fibers are arranged in four directions 70A to 70D perpendicular to each other, in the form of a cross whose center is the diode 6. This makes it possible to evaluate the optical parameters in four directions of the skin and of appreciate their anisotropic or isotropic character. The acquisition of the data in a single image by the camera visualizing all the fibers provides the recording of the light signals produced by each of the fibers and their transmission to the processing means 4. The image processing means 4 consist of extract for each wavelength, blue, green and red, the light intensity of each fiber, each fiber being marked by a precise positioning with respect to the diode 6 whose separation distance corresponds to the propagation distance in a plane parallel to the surface of the skin.

En regard de la figure 4, pour une seule direction des fibres, sont établies trois courbes B, V et R de l'intensité lumineuse détectée I exprimée en candela (cd) en fonction de la distance de propagation, chaque courbe correspondant respectivement à chaque longueur d'onde des couleurs bleue, verte et rouge. En outre, est illustrée schématiquement sur la même figure, la profondeur du matériau, ici la peau, dans laquelle se propage chaque longueur d'onde, et cela en fonction de la distance de propagation (distance de séparation de la diode 6 aux fibres collectrices de la lumière).With reference to FIG. 4, for a single direction of the fibers, three curves B, V and R of the detected luminous intensity I expressed in candela (cd) are established as a function of the propagation distance, each curve corresponding respectively to each wavelength of blue, green and red colors. In addition, is diagrammatically illustrated in the same figure, the depth of the material, here the skin, in which each wavelength propagates, and this as a function of the propagation distance (distance of separation of the diode 6 to the collecting fibers light).

Des trois courbes, les moyens de traitement en déduisent, les pentes aB, aV et aR représentatives de l'atténuation de l'intensité pour chaque longueur d'onde en fonction de la distance de propagation. Lorsque les fibres sont disposées selon plusieurs directions telles qu'ici quatre, les moyens de traitement établissent une courbe par longueur d'onde et par direction. Des pentes sera calculée une dispersion pour chaque longueur d'onde afin de renseigner sur le caractère isotrope ou non de la transparence de la peau.From the three curves, the processing means deduce, the slopes aB, aV and aR representative of the attenuation of the intensity for each wavelength as a function of the propagation distance. When the fibers are arranged in several directions such as here four, the processing means establish a curve by wavelength and direction. Slopes will be calculated a dispersion for each wavelength to inform about the isotropic character or not of the transparency of the skin.

En regard de la figure 4, toutes les courbes partent du point correspondant à la valeur maximale d'intensité détectée Io qui correspond à la première fibre la plus proche de la diode, c'est-à-dire à la distance xo égale à 0,5 mm.With regard to FIG. 4, all the curves start from the point corresponding to the maximum value of detected intensity Io which corresponds to the first fiber closest to the diode, that is to say to the distance xo equal to 0 , 5 mm.

La valeur Io est représentative de la quantité de lumière, non pas émise par la diode, mais exactement injectée à la surface de la peau à son état naturel. On entend par « état naturel », une peau sur laquelle n'a été apposé aucun produit. Cette valeur Io fournit ainsi une valeur de référence lorsqu'il s'agira de réaliser des comparaisons de l'intensité détectée sous l'effet d'un produit occultant apposée sur la peau. A noter que sont essentielles pour le calcul de l'INPC les pentes aV et aB des couleurs bleue et verte, tandis que l'estimation de la pente aR de la courbe d'intensité de la lumière pour la couleur rouge n'a pas à être nécessairement effectuée. En effet, la composante rouge n'est pas directement liée à la transparence de la peau mais plutôt aux tissus plus profonds. Son estimation présentera néanmoins un intérêt par exemple pour l'étude complémentaire de l'atténuation de la lumière dans les couches sous-cutanées, ce qui permettra en particulier d'appréhender la vascularisation des tissus adipeux. Enfin, l'appareil de mesure sera livré pour l'utilisateur avec des moyens de calibration comprenant un support transparent présentant des caractéristiques invariables dans le temps. Il s'agit d'une plaque semi30 transparente par exemple en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) connu encore sous le nom plexiglass ®. Les mesures d calibration seront données à l'utilisateur. Celui-ci pourra comparer au cours de la vie de l'appareil les mesures faites via l'appareil et la plaque en PMMA afin de vérifier que l'appareil se trouve dans les mêmes conditions de mesure et d'éclairage pour la diode que lors de son achat.The value Io is representative of the amount of light, not emitted by the diode, but exactly injected on the surface of the skin to its natural state. "Natural state" means a skin on which no product has been affixed. This value Io thus provides a reference value when it comes to making comparisons of the intensity detected under the effect of a blackout product affixed to the skin. Note that are essential for the calculation of the INPC slopes aV and aB blue and green colors, while the estimate of the slope aR of the intensity curve of the light for the color red does not have to to be necessarily performed. Indeed, the red component is not directly related to the transparency of the skin but rather to the deeper tissues. His estimation will nevertheless be of interest for example for the complementary study of the attenuation of the light in the subcutaneous layers, which will in particular make it possible to apprehend the vascularization of the adipose tissues. Finally, the measuring apparatus will be delivered to the user with calibration means comprising a transparent medium having characteristics that are invariable over time. This is a semi-transparent plate for example polymethyl methacrylate (PMMA) known still as plexiglass ®. Calibration measurements will be given to the user. It will be able to compare the measurements made via the device and the PMMA plate over the life of the device in order to verify that the device is in the same measurement and lighting conditions for the diode as when of his purchase.

Claims

REVENDICATIONS1. A method for measuring and evaluating optical characteristics of a scattering material, comprising emitting a light source on the surface of the material, detecting on the surface of the material the light re-emitted by a plurality of sensors, and at least one step of processing the data from the detection to derive information on the propagation of light through the material, the processing step comprising evaluating the intensity of the light re-emitted and sensed as a function of the distance separating the light source from the sensors, said propagation distance, the intensity having the shape of a curve, characterized in that it comprises several processing steps so as to provide at least two curves of the intensity sensed for respectively at least two distinct lengths corresponding to the colors blue and green, and to determine the slopes aB and aV respectively of the two curves.

2. Method according to claim 1, characterized in that the diffusing material is the skin and in that it comprises additional data processing steps of calculating the individual typological angle (ITA), to calculate another parameter said natural index of skin protection (INPC), the INPC being calculated from the ITA and estimated slopes aB and aV of the intensity curves of the light.

3. Method according to claim 2, characterized in that the INPC is calculated from the relation (aB + aV) / ITA.

4. Method according to one of claims 2 to 3, characterized in that it further comprises the estimate of the slope aR of the intensity curve of the light for the red color.

5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the light source is a skeptical or calibrated with different wavelengths and in that the light is diffused at normal incidence relative to the surface to be measured.

6. Device (1) for implementing the method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a measuring apparatus (3) carrying out the steps of transmitting and receiving light, and data processing means (4) connected to said apparatus, the measuring apparatus being provided with a light source (6) for emitting light, such as a light-emitting diode, of light collectors (7) such as optical fibers, and image detection means (8) such as a digital camera capturing the light signals of said collectors.

7. Device according to the preceding claim, characterized in that the collectors (7) are arranged in at least one direction, preferably in four cross-shaped directions, the center of the cross corresponding to the light source (6), and are arranged in staggered rows.

8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that it comprises connection means (5) of the measuring apparatus (3) to the processing means (4), such as an electric cable type to USB port, the connection means (5) being able to feed the light source (6) and the image detection means (8), and to transmit the data from said image detection means.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the measuring apparatus (3) comprises a housing (30), preferably of oblong shape, and having a suitable shape or means suitable for gripping. , and in that the device comprises means for triggering the measurement (80) associated with the apparatus (3) or with the processing means (4), such as, respectively, a pushbutton arranged on the apparatus or electronic means of triggering the "click" type of a computer mouse.

10.Use of a method or device according to any one of the preceding claims, for the evaluation of the natural protection index of the skin (INPC) which is representative of the transparency of the skin and its complexion, or for the evaluation of the activity of a product of the depigmenting type, cell renewal, skin regeneration, anti-aging, or to understand the propagation of light according to the depth of the material, in particular through the epidermis, the dermis and / or the hypodermis.