JP2008527350A - 赤外検出による化粧品色彩測定システム - Google Patents

Abstract

システムおよび方法は毛髪および皮膚色彩の化粧用測定を補助するために赤外（「ＩＲ」）波長を用いる。好ましい実施形態は、７００ｎｍを超える波長を有する光波に高い感度を有する光収集器を含み、様々に意図される実施形態において、光収集器は７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍおよび／または１１００ｎｍを超える光波に高い感度を有する。

Description

本出願は２００５年１月５日出願の米国特許仮出願第６０／６４１６９６号明細書の優先権を主張するものである。

本発明の分野は、毛髪色彩測定である。

研究者らは長い間、完全な毛髪および皮膚色彩のコンピュータ援用測定の完成を試みてきた。個人の毛髪繊維および皮膚片の詳細なスペクトル分析を行う法医学的用途がある。目的は対象個人との正確な合致、または合致の排除である。また、皮膚または粘膜のスペクトル特性を癌の初期段階検出に用いる医療用途がある。これらの用途の全てにおいて、完全なスペクトル解析を行うことが望ましい。ある意味で、これは既存のスペクトル設備と技術を用いることができるため、測定が容易になる。

化粧品用途については課題はさらに困難である。化粧品において、人々はスペクトル特性の正確な測定よりも、観察者に対する毛髪または皮膚の外観に関心がある。さらに、主に意図される用途は正確な合致または排除ではなく、データベースから対応する色彩を選択し、次いで、それをメーキャップファンデーション、毛髪着色、または他の化粧品製品を選択するために使用できることである。化粧品の外観を測定する既存の技術は特別に成功したとはいえない。技術的に、これらの欠点のいくつかは以下のようにまとめることができる。
（ａ）多くの既存の試みは、１つの色空間から他の色空間への変換が必要である。例えば、カメラがＣＹＭＧ色分離技術を用いるならば、最終的にＲＧＢ色像にするための色空間変換がしばしば必要になる。センサーの全てのピクセルは全ての色情報を与えないため、完全なＣＹＭＧビットマップを得るためには走査変換アルゴリズムが必要である。像データ中の急峻な輝度変化（毛髪の縁部）は大きな補完誤差を発生させ得る。さらに、一般に色空間変換自体、色彩一致測定の識別能力を低下させる。
（ｂ）既存システムの大部分は、３つの比較的広い色帯域だけを用いて毛髪色彩を測定する。図１はＣＹＭＧセンサーの典型的な応答を示す。これらの色帯域の平均値は色彩一致の印として用いられる。しかし、これらの毛髪サンプルの帯域内の差は平均化され、背景ノイズに比べて小さくなる。これらの差が異なる毛髪サンプルの識別に用いられる印であるとき、色彩一致は容易に信頼性が低くなる。簡単な例として、「白髪交じりの（ｓａｌｔ ａｎｄ ｐｅｐｐｅｒ）」毛髪が機械には明るい茶色として現れるであろう。再び、ＣＹＭＧ色空間およびそのＲＧＢへの変換は測定差が必要であり、これは測定誤差を増加させて状況は悪化する。
（ｃ）全てのカメラ画像処理後のグレースケール解像度は、ブルー、グリーンおよびレッドビットマップにおけるグレースケールのビットに過ぎない。グレースケール値は色一致アルゴリズムに用いられる直接のパラメーターである。
（ｄ）色拡張アルゴリズムは典型的にピクセルを相互混合する走査変換技術を用い、ピクセル解像度を低下させる。ピクセル解像度はレッド、グリーン、ブルーチャンネルで異なるため、補正データを操作した後に像の微細な構造特徴が正確に表されないことがある。
（ｅ）カメラおよび照明源の色帯域は毛髪サンプルの反射率変化に一致しない。

米国特許第６，８０７，２９７号明細書は従来のシステムよりもはるかに正確な毛髪色彩を測定する化粧品色彩測定システムを教示する。この参照特許ならびに他の全ての参照特許および特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。組み込まれた参照文献中の用語の定義または使用が、本明細書中に提供される用語の定義と一致しない場合、または逆である場合、本明細書中に提供される用語の定義が適用され、参照文献中の用語の定義は適用されない。

中でも、２９７号特許は視野を多くの小さな部分集合に分割し、各部分集合内のピクセルの色値を平均化し、次いで部分集合の色値を平均化することを教示する。得られる高い精度にもかかわらず、２９７号特許の教示によるシステムは様々な近接色彩の識別、特に異なる苺色または他の赤みがかった金髪色彩の識別が困難である。主な理由は、２９７号特許、ならびに全ての他の知られている化粧品色彩測定装置および方法が完全に可視波長を重視しているからである。

可視波長を重視することは、近接した毛髪と皮膚の色彩の大きな差が可視領域外の赤外領域に見出されるため、本質的に問題があることが判明した。赤外（ＩＲ）は人間の通常の可視光範囲外に定義されるため、これらの結果はまったく意外なことである。したがって、当業者であれば、ＩＲ波長が化粧品の色彩、すなわち、人間の観察者が見ることのできる色彩の測定には無用であると推察するであろう。しかし、逆が正しい。毛髪の色彩の測定にＩＲが包まれることによって、近接色彩の識別に大きな利益が提供される。

図１Ａにおいて、異なるグレー毛髪の色彩の中の差は４５０ｎｍ〜８００ｎｍ領域よりも８００ｎｍを超えてさらに顕著である。これは、図１Ｂに示したいわゆる「天然シリーズ」にも現れる。この現象は、従来の装置において最も識別の問題のあったサンプルにさらに顕著である（図１Ｃ参照）。

したがって、電子的に支援された化粧品（毛髪と皮膚）色彩測定の正確さをさらに高める必要があり、可視波長外の波長を用いる装置と方法が特に必要である。

本発明は、赤外（「ＩＲ」）波長を用いて毛髪と皮膚の色彩の化粧用測定を補助するシステムおよび方法を提供する。好ましい実施形態は、７００ｎｍを超える波長を有する光波に顕著な感度を有する光収集器を含み、様々な意図される実施形態において、光収集器は７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍおよび／または１１００ｎｍを超える光波に顕著な感度を有する。

本発明の様々な目的、特徴、態様、および利点は、同じ参照符号が同じ部品を示す添付図面に沿った、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。

図２は、ピクセル１１０の視野からのデータが、どのようにして視野１１０の適切な複数の部分集合１２０の各々についてのＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）、およびＩＲ（赤外）値１２２にまとめられるかを示す概要図である。様々なＲ、Ｇ、Ｂ、およびＩＲ値１２２は化粧品色彩１３０に変換される。

図３において、化粧品色彩測定システム２００は収集器２０２を有するピクセル捕捉デバイス２０１を含む。ＩＲ値は一般に許容された可視光の範囲内にないが、その化粧品色彩測定に対する影響は大きく、したがって、収集器２０２は７００ｎｍを超える高い感度を有することを理解することは重要である。本明細書に用いられる用語「高い感度」は、収集器が公称範囲よりも広い指定された範囲の光波を収集することを意味する。好ましい実施形態において、高い感度はＣＣＤ（電荷結合デバイス）のドーピング部分またはＩＲ感度を強化する他のピクセル捕捉デバイスによって達成される。特に好ましい実施形態において、ピクセル捕捉デバイスは７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍ、１０００ｎｍ、１１００ｎｍ、および／または１２００ｎｍに近い感度を有し、これは１つ以上の可視スペクトル部分におけるデバイス感度に比肩する。

実施において、画像収集器２０２は可視光範囲にある波と可視範囲を超える波を受容する。典型的に、光波はデジタルで表され、データ処理ユニット２９０または末端コンピュータ（図示されない）などの解析構成要素に伝達される。解析構成要素は赤外データを含むデータを用いて、毛髪色彩、皮膚色彩、または他の化粧品色彩を測定する。

波長データの解析は任意の適切な方法で行うことができる。これは視野全体の平均化を含み、あるいは視野の部分集合の試験を含む。ソフトウェアおよび／またはハードウェアを使用して、解析における特定の波長または波長範囲に重点を置くことができることが特に意図される。ハードウェアの観点から、解析はカメラの近傍、コンピュータの中、ＰＤＡまたは他の演算デバイスで行うことができ、演算デバイスへの生データの通信は有線、無線などで連絡することができる。生データはＲＧＢ型フォーマット、または任意の他の適切な色空間で表すことができる。

解析結果は使用者または顧客にＣＲＴ、平面スクリーン、ＰＤＡ、または他の適切なモニターを経由して示すことができ、音響的に送達することができ、任意のプリンターで印刷することができる。特に興味深い実施形態は、画像を毛髪色彩で作成し（主題の顔を含ませることも可能である）、特定の毛髪着色製品に対して代替の着色を示すことができるであろう。

ＩＲスペクトルの検出は皮膚の色彩の測定を改善するために使用できることがさらに意図されている。実施において、操作は類似しており、すなわち、ＩＲ領域、特に近ＩＲのいくつかの部分に感度を有するＣＣＤまたは他のデバイス、および皮膚色彩解析情報の使用である。皮膚の色彩の測定におけるＩＲの使用は、特に粘膜を含んで明るい色彩の皮膚表面の解析に有用である。本発明による皮膚色彩測定システムは光収集器を運ぶ手持ちアダプターを含み、顔の皮膚または代わりに粘膜に使用するためのサイズと寸法にされることが特に意図される。例えば、それらのアダプターは、人間の頬に適用し、または人体の孔に挿入するのに有利なペン形状に引き伸ばされた形状を有することができる。

ＩＲデータは上で議論したもの以外に他の技術を用いて生成することも意図される。例えば、ＩＲ波長に特に感度の高いピクセルの替わりに、ＩＲを含む特定の波長または波長の帯域を提供する１個以上の光源と一緒に、より一般的なセンサーを使用できることが意図される。

さらに他の意図された実施形態は、多くのシアンまたはブルー顔料が、ブルーとＩＲ領域の両方に比較的高い透過率を有する事実を利用する。この現象は以下の図に示したように、通常のＣＹＭＧまたはＲＧＢカメラの使用を可能にする。しかし、ＩＲデータを無視する代わりに、化粧品毛髪と皮膚色彩測定の目的で特別にＩＲデータを用いる。実際に、上述の図を見れば、これらのピクセルによって提供されるブルーデータを無視するであろう。図４を参照されたい。

無論、本明細書に論じた化粧品色彩測定システムおよび方法は、適切なソフトウェアおよびデータベースと一緒に用いて、データベースの１つから毛髪着色またはスキンケア製品を選択できることを理解すべきである。選択することのできる好ましい毛髪着色製品は、染料、グレーカバーアップ、およびコンディショナーを含む。選択することのできる好ましいスキンケア製品はファンデーションおよびハイライトを含む。これらの全ての場合において、製造者が顧客を適切な製品に導くデータベースの使用を望むであろう可能性は高い。

さらに、当業者であれば、本明細書の発明概念から逸脱することなく、既に説明したもの以外に多くの他の修正が可能であることは明らかであろう。さらに、本開示の解釈において、全ての用語は内容に一致する最も広い意味に解釈すべきである。特に、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、要素、構成要素、またはステップを指すものと非排他的に解釈すべきであり、参照された要素、構成要素、またはステップが、存在することができ、または用いることができ、または明示して参照されない他の要素、構成要素、またはステップと組み合わせることができることを示唆する。明細書の請求項が、Ａ、Ｂ、Ｃ．．．およびＮからなる群から選択される少なくとも１つのものを指す場合、文言は群からの１つの要素だけを必要とし、ＡとＮ、またはＢとＮなどではないものと解釈すべきである。

異なるグレー毛髪色彩の周波数吸収を示すグラフである。 異なる「天然シリーズ」毛髪色彩の周波数吸収を示すグラフである。 特定の毛髪サンプルについての周波数吸収を示すグラフである。 ピクセル１１０の視野からのデータが、どのようにして視野の適切な複数の部分集合の各々についてのＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）、およびＩＲ（赤外）値１２２にまとめられるかを示す概要図である。 ピクセル１１０の視野からのデータが、どのようにして視野１１０の適切な複数の部分集合１２０の各々についてのＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）、およびＩＲ（赤外）値１２２にまとめられるかを示す概要図である。 収集器を有するピクセル捕捉デバイスを含む化粧品色彩測定システムの概要図である。

Claims (13)

1. ７００ｎｍを超えて高い感度を有する光収集器と、
   光収集器からの赤外データを用いて化粧品毛髪または皮膚色彩を測定する解析構成要素とを含む、化粧品色彩測定システム。
2. 感度が８００ｎｍを超える光波に対してである、請求項１に記載のシステム。
3. 光収集器が可視レッドおよびグリーン波長にも高い感度を有し、解析構成要素が毛髪色彩の測定に可視波長を用いる、請求項１に記載のシステム。
4. 光収集器が可視レッド、グリーン、およびブルー波長にも高い感度を有し、解析構成要素が毛髪色彩の測定に可視波長を用いる、請求項１に記載のシステム。
5. 光収集器が可視レッド波長にも高い感度を有し、解析構成要素が毛髪色彩の測定に可視波長を用いる、請求項１に記載のシステム。
6. 光収集器が可視グリーン波長にも高い感度を有し、解析構成要素が毛髪色彩の測定に可視波長を用いる、請求項１に記載のシステム。
7. 毛髪色彩の測定に特別の波長または波長範囲を重視する機構をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
8. 請求項１に記載の化粧品色彩測定システムと、毛髪着色製品のデータベースと、化粧品色彩測定システムからの情報を用いてデータベースから毛髪着色製品を選択するソフトウェアとを含む、毛髪製品推奨システム。
9. 請求項１に記載の化粧品色彩測定システムと、スキンケア製品のデータベースと、化粧品色彩測定システムからの情報を用いてデータベースからスキンケア製品を選択するソフトウェアとを含む、スキンケア製品推奨システム。
10. 選択されたスキンケア製品が化粧品ファンデーションを含む、請求項９に記載のスキンケア製品推奨システム。
11. ８００ｎｍを超えて高い感度を有する光収集器と、
    光収集器からの赤外データを用いて化粧品皮膚色彩を測定する解析構成要素とを含む、色彩測定システム。
12. 光収集器を運び、顔の皮膚に使用するためのサイズと寸法にされた手持ちアダプターをさらに含む、皮膚色彩測定システム。
13. 光収集器を運び、粘膜に使用するためのサイズと寸法にされた手持ちアダプターをさらに含む、皮膚色彩測定システム。

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