JP2021507780A - プローブ圧力の影響を最小限に抑えるために最適なスペクトルバンドを使用した光皮膚センサ - Google Patents

Abstract

本発明は、皮膚パラメータを測定するセンサ（１００）を含むシステム（１）を提供し、センサ（１００）は、光源の光（１１１）を提供するように構成された複数の空間的に分離された光源（１１０）と、光源（１１０）の各々からの第１の距離（ｄ１）にて構成された１つ又は複数の検出器（１２０）とを含み、第１の距離（ｄ１）は、５〜８０ｍｍの範囲から選択され、センサ（１００）は、１０〜８０°の範囲から選択される１つ又は複数の検出器（１２０）の光軸（Ｏ２）に対する角度（α）下で光軸（ＯＬ）を有する光源の光（１１１）を提供するように構成され、センサ（１００）は、少なくとも３つの光源（１１０）を含み、光源（１１０）は、無偏光の光源の光（１１１）を提供するように構成され、システム（１）は、分析システム（２）をさらに含み、分析システム（２）は、３５０〜７８０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器（１２０）の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されている。

Description

本発明は、皮膚光沢及び／又は皮膚油脂性等の皮膚パラメータを測定するセンサを含むシステムに関する。本発明は、さらに、皮膚光沢及び／又は皮膚油脂性等の皮膚パラメータを評価する方法に関する。

皮膚の外観は、皮膚表面上の薄い乳化した膜の存在によって著しく影響される。皮脂腺及び表皮角化細胞からの脂質を有する皮脂は、汗並びに化粧品及び環境からの他の脂質と混合されて、表皮よりも高い屈折率のこの乳化された膜を形成する。皮脂は、より強いフレネル反射及び滑らかな空気−皮脂界面のために、皮膚をより光沢があるように見えるようにする。皮脂産生と必要条件との最適なバランスは、光沢がなく健康的な感触を皮膚に与えるものであり、皮膚科学的及び美容的に望ましい。光沢のある脂っこい皮膚は、非審美的で不快であると考えられ、脂漏症、ざ瘡、ホルモンバランスの欠如等、様々な皮膚科学的な障害と関連していることが多くある。皮脂欠乏状態では、皮膚は感染に弱く、かゆみ及び乾燥を感じ、輝きがなく、紅斑性であり、がさがさに見える。

結果として、皮脂分泌速度を制御することにより、皮膚の要求とその最適な脂質の必要条件とのバランスをとる、及び／又は、非侵襲的な光学装置及び方法を使用して皮膚の状態をモニターする戦略が必要であると思われる。

皮膚光沢度を測定する装置（又は「皮膚光沢度」）は、当技術分野において知られている。しかし、（信頼できる）家庭での使用には、そのような装置は利用可能ではない。鏡面反射から生じるカメラのプロトタイプを使用した皮膚の光沢及び油脂性の測定は、屈折率、肌理等の皮膚の物理的特性、及び装置の幾何学的形状、入射放射線の入射角度及び偏光等の装置の特徴に依存する。所与の光学幾何学的形状に対して、皮膚の光沢及び油脂性の測定は、皮膚に加えられる圧力によって著しく影響される。従って、例えば、光センサを使用した皮膚の光沢及び油脂性の特徴の測定は、皮膚への（装置の）印加圧力に（も）依存し得るように思われる。これは、皮膚の光沢及び油脂性の値の非定量的推定をもたらし、従って、もしかすると消費者に提供され得る情報の質を低下させる恐れがある。この皮膚の光沢及び油脂性の測定に対する印加圧力の影響は、皮膚のドーム形成及び測定体積における血液の量の変化による反射率スペクトルの変化によっても影響される。従って、現存の装置は、望ましくないアーチファクトを被る可能性がある。

皮膚の分析は、当技術分野において知られている。例えば、特許文献１は、皮膚症状及びメラノーマを含む皮膚癌のモニタリング及び診断を目的として、皮膚科学的な画像を収集、格納、及び表示するシステムを記載している。ハンドヘルドのユニットが、患者の皮膚の部分を照射し、イメージング装置が、皮膚の部分から得られる光からイメージング信号を生成する。ハンドヘルドのユニット内の光出力ポートの対は、その強度分布がその半分の輝度レベルで重なるため、結果として生じるその強度の合計が平坦な中央部分を有するように配置される。３つの画像の格納が維持され、１つは病変画像に対するものであり、１つは「皮膚近くの」画像に対するものであり、１つは基準白色画像に対するものである。「皮膚近くの」画像は、皮膚／病変境界を自動的に決定するためにシステムソフトウェアによって使用される。基準白色画像は、機器のダイナミックレンジを設定するため、及び、照明ムラを補償するために使用される。同じ病変を異なる時間に撮影した２つの画像を同時に表示することができるため、病変における変化を決定することができる。同じ仕様で構築された複数のマシンのいずれかにおいて取得された画像データが、共通の参照標準に戻るよう補正されて、色再現の絶対精度が確実になるように、較正システムが設計される。

特許文献２は、光学的に適応するインターフェースを有するバイオメトリックシステムを記載している。一部の実施形態において、光学的に適応するインターフェースは、光学的に適応するインターフェース上の指の配置に応じて、光学的特徴を変化させる。一部の実施形態において、光学的に適応するインターフェースは、活性層及び表面層を含むことができる。活性層及び表面層は、異なる光学的特性を有することができる。例えば、一方の層は不透明であってもよく、他方の層は透明であってもよく、２つの層は補色を有してもよく、２つの層は直交偏光反射体を有してもよく、一方の層は反射性であってもよく、他方の層は吸収性であってもよい等である。さらに、活性層は、高粘度又は低粘度の流体であってもよい。例えば、粘度は、活性層の流体が、指の谷（ｆｉｎｇｅｒ ｖａｌｌｅｙ）に対応する位置において完全に動かされるか又は動かされないようなものであり得る。

米国特許第６，９９３，１６７号 米国特許出願公開第２０１２／０６２３６４号

代替的な装置（本明細書ではさらに、「システム」というより一般的な用語が適用される）及び／又は皮膚（光沢）感知方法を提供することが本発明の一態様であり、これらの装置及び／又は方法は、好ましくは、さらに、上記の欠点の１つ以上を少なくとも部分的に取り除く。本発明は、先行技術の欠点の少なくとも１つを克服若しくは改善するか、又は有用な代替物を提供することを目的として有してもよい。

数ある中でも、本発明は、加えられる圧力にそれほど依存しない、例えば皮膚の光沢及び油脂性の（定量的）測定のための（（低コスト）カメラ）システムを提案する。特に、特定のスペクトルバンド（特に、３７０〜７４０ｎｍ、３６０〜４２０ｎｍ、６００〜６５０ｎｍのうちの１つ以上等）を使用することによって、測定される皮膚に対する圧力の影響を最小限にすることができる。白色光照射の場合、最適なスペクトルバンドは、約３７０〜７４０ｎｍ、３７０〜４２０ｎｍ、及び６００〜６５０ｎｍであり得る。４４０〜５００ｎｍ、５２０〜６２０ｎｍ、及び６４０〜７４０ｎｍ等の他のスペクトルバンドは、反射率スペクトルの変化を通じてプローブ圧力に対して高い感受性を示したため、皮膚の光沢及び油脂性を定量化するには好ましくない。

従って、一態様において、本発明は、皮膚パラメータを測定するセンサを含むシステムを提供し、センサは、光源の光を提供するように構成された複数の空間的に分離された光源と、光源の各々から第１の距離（ｄ１）にて構成された１つ又は複数の検出器とを含み、第１の距離（ｄ１）は、５〜８０ｍｍの範囲から選択され、センサは、１０〜８０°の範囲から選択されるセンサの光軸（Ｏ２）に対する角度（α）下で光軸（ＯＬ）を有する光源の光を提供するように構成され、センサは、１つ又は複数の光源、特に、少なくとも３つの光源を含み、光源は、特に、無偏光の光源の光を提供するように構成され、システムは、分析システムをさらに含み、分析システムは、３５０〜７８０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されている。

そのようなシステムを使用することによって、評価されることになる皮膚パラメータに対する、皮膚への異なる圧力の影響を減らすことが可能になり得る。ユーザが異なる圧力を加えることができるか、又は異なるユーザが異なる圧力を加えることができるけれども、皮膚パラメータ、特に皮膚油脂性を、少なくとも部分的に、又は本質的にさえ、そのような圧力とは無関係に、本発明のシステムを用いて評価することができる。これによって、システムの信頼性が改善される。

特に、システムを使用して、皮膚パラメータを測定することができる。従って、システムは、特に、皮膚パラメータを測定するように構成することができる。代替的又は追加的に、このシステムを使用して、毛髪パラメータを測定することもできる。従って、システムは、代替的又は追加的に（また）、毛髪パラメータを測定するように構成することができる。代替的又は追加的に、システムを使用して、眼球又は口腔の一部を測定するため等、体の別の部分のパラメータを測定することもできる。従って、システムは、代替的又は追加的に（また）、皮膚でも毛髪でもない体の一部のパラメータを測定するように構成することができる。

特に、皮膚パラメータは、皮膚光沢、皮膚油脂性、及び皮膚の水和を含む群から選択され、特に皮膚油脂性等である。さらに、そのようなシステムでは、皮膚光沢を定量的に推定することが可能であり得る。「皮膚光沢」という用語は、本明細書において、皮膚の光沢を意味するが、「皮膚油脂性」も意味し得る。従って、「皮膚光沢」という用語は、本明細書において、「皮膚光沢及び皮膚油脂性を含む群のうち１つ以上から特に選択される皮膚パラメータ」としても定義され得る。本明細書において記載されるシステムで測定され得る値は、皮膚光沢が皮膚油脂性に関連し得るため、皮膚光沢及び皮膚油脂性を反映し得る。従って、「皮膚光沢」という用語は、皮膚光沢又は皮膚油脂性の両方を示すために使用されることがある。従って、複数の実施形態において、皮膚光沢という用語は、皮膚光沢若しくは皮膚油脂性、又は、特に皮膚光沢を意味し得る。

上述したように、本発明は、センサを含むシステムを提供する。「システム」という用語は、例えば、それ自体のハウジングを有する単一の装置を意味し得るが、例えば、センサ及び制御システム、又はコンピュータ、スマートフォン等の装置を含む制御システム等、複数の機能的に結合された装置も意味し得る。複数の実施形態では、「センサ」という用語は、複数のセンサも意味し得る。例えば、装置がセンサを含んでもよく、別の装置が分析システムを含んでもよく、そのような装置は機能的に結合されてシステムを提供することができる。

システムは、メモリ、処理装置（又は「プロセッサ」若しくは「プロセッサシステム」若しくは「コントローラ」若しくは「制御システム」）、ユーザインターフェース、及び、ＬＥＤインジケータ等、感知した皮膚光沢値を示すための表示ユニット（例えば、感知した値に依存して０−ｎ個のＬＥＤのスイッチをオンにすることによって異なる値を示すのに適したものであって、ｎは、最大の感知した値を示すために使用されるＬＥＤの数であり、ｎは、一般に、少なくとも３つ等、２以上であるもの等）、及び／又はディスプレイを含んでもよい。

ユーザインターフェース装置の例として、数ある中でも、手動で作動されるボタン、ディスプレイ、タッチスクリーン、キーパッド、音声で起動される入力装置、音声出力、インジケータ（例えばライト等）、スイッチ、ノブ、モデム、及びネットワークカードが挙げられる。特に、ユーザインターフェース装置は、ユーザインターフェースが機能的に含まれることによってユーザインターフェースが機能的に結合される装置又は器具にユーザが指示するのを可能にするように構成されてもよい。ユーザインターフェースは、特に、手動で作動されるボタン、タッチスクリーン、キーパッド、音声で起動される入力装置、スイッチ、ノブ等を含んでもよく、及び／又は、任意的にモデム及びネットワークカード等を含んでもよい。ユーザインターフェースは、グラフィカルユーザインターフェースを含んでもよい。「ユーザインターフェース」という用語は、リモートコントロール等の遠隔のユーザインターフェースも意味し得る。リモートコントロールは、別の専用装置であってもよい。しかし、リモートコントロールはまた、システム又は装置若しくは器具を（少なくとも）制御するように構成されたＡｐｐを有する装置であってもよい。

コントローラ／プロセッサ及びメモリは、任意のタイプであってもよい。プロセッサは、様々な記載される動作を行い、メモリに格納された命令を実行する能力を有し得る。プロセッサは、１つ又は複数の特定用途向け集積回路又は一般用途向け集積回路であってもよい。さらに、プロセッサは、本システムに従って行うための専用プロセッサであってもよく、又は、本システムに従って行うために多くの機能のうち１つのみが作動する汎用プロセッサであってもよい。プロセッサは、プログラム部分、複数のプログラムセグメントを利用して作動してもよく、又は、専用の若しくは多目的の集積回路を利用するハードウェアデバイスであってもよい。

センサは、光源の光（「光」）を提供するように構成された複数の空間的に分離された光源を含む。特に、センサは、少なくとも３つの空間的に分離された光源を含む。

「光源」という用語は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振空洞発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直共振器面発光レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）、端面発光レーザ等の半導体発光素子を含んでもよい。「光源」という用語は、パッシブマトリクス（ＰＭＯＬＥＤ）又はアクティブマトリクス（ＡＭＯＬＥＤ）等の有機発光ダイオードも指し得る。特定の実施形態では、光源は、固体光源（ＬＥＤ又はレーザーダイオード等）を含む。一実施形態では、光源は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を含む。ＬＥＤという用語は、複数のＬＥＤも指し得る。さらに、「光源」という用語は、複数の実施形態では、いわゆるチップオンボード（ＣＯＢ）光源も指し得る。「ＣＯＢ」という用語は、特に、ＰＣＢ等、入れられても接続されてもいないが、基板上に直接乗せられた半導体チップの形態のＬＥＤチップを指す。従って、複数の半導体光源が、同じ基板上に構成されてもよい。複数の実施形態では、ＣＯＢは、単一の照明モジュールとして共に構成されたマルチＬＥＤチップである。

さらに、光源は、無偏光の光源の光を提供するように構成される。これによって、センサは、反射した光の偏光方向から情報を得ることが可能になる。

光源は、ＵＶ、可視光、及び赤外光（特に近赤外光）のうち１つ以上を提供するように構成されてもよい。可視光は、白色光であってもよい。ＩＲ光は、例えば、特に、７５０〜３０００ｎｍの範囲から選択される波長を有する放射線であってもよい。しかし、特に、光源は、少なくとも、紫外線及び可視光線、又は少なくとも可視光線を提供するように構成されている。可視光は、３８０〜７８０ｎｍの範囲から選択される波長を有する。

複数の実施形態において、光源は、特に、白色光を提供するように構成される。本明細書において白色光という用語は、当業者に知られており、特に、約２０００から２００００Ｋ、特に２７００〜２００００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有する光であって、特に、約２７００から６５００Ｋの範囲の一般照明のための、及び、特に、約７０００から２００００Ｋの範囲のバックライト目的のための、特に、ＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ ＳＤＣＭ（色合わせの標準偏差）内の、特に、ＢＢＬから約１０ ＳＤＣＭ内の、さらにより具体的には、ＢＢＬから約５ ＳＤＣＭ内の光に関連していてもよい。特に、白色光は、黄色発光の発光材料を有する青色ＬＥＤによって提供されてもよい。そのような光源は、本質的に偏光されない白色光を提供することができる。

或いは、光源は、色光を生成するように構成されてもよく；これは、以下においてさらに説明される。また、さらなる実施形態では、システムは、白色光が適用されるモード及び色光が適用されるモード、又は交互に白色光と色光とが適用されるモードを含んでもよい。

特に、センサは、複数の空間的に分離された光源を含む。これは、光源間にいくらか距離があるということを暗示している。特に、光源は、その間に検出器を有するように構成される。さらに、特に、光源の最大数は、３又は４又は６等、８のように、１０等、約１２である。約１２まで、さらにより具体的には、約６まで等、約８までが、センサの周囲の配置を可能にし、これは、隣接する光源間の空間的分離も可能にし、これは、少なくとも５ｍｍ等、少なくとも１０ｍｍのように、約１〜１００ｍｍほどであって（も）よい。特に、システムは、異なる光源における光源の光を順次提供するように構成される。従って、光源は、順次駆動されてもよく、これによって、光の反射からさらなる情報を得ることが可能になり得る。

従って、複数の実施形態では、システムは、少なくとも３つの光源を含む。別のさらなる実施形態では、センサは、センサ光軸を有し、光源は、センサ光軸を中心として回転対称に構成される。複数の実施形態において、光源は、３６０°／ｎの光軸との角度の下、互いに関連して構成されてもよく、ｎは光源の数である。従って、システムが少なくとも３つ又は４つの光源を含む実施形態では、光軸との相互角度は、それぞれ１２０°及び９０°であり得る。

従って、上述したように、システムは、特に、少なくとも２つの光源、さらにより具体的には少なくとも３つの光源を含み、光源は、特に、無偏光の（可視の）光源の光、さらにより具体的には白色光を提供するように構成される。

さらに上述したように、システムは、光源の各々から第１の距離（ｄ１）にて構成される検出器も含む。良好な結果を、約１〜８０ｍｍの範囲内にある第１の距離（ｄ１）で得た。従って、特定の実施形態では、第１の距離は、６〜１４ｍｍの範囲のように、５〜２０ｍｍ等、特に４〜２０ｍｍのように、５〜８０ｍｍの範囲等、１〜８０ｍｍの範囲、特に２〜６０ｍｍの範囲から選択することができる。従って、複数の実施形態において、第１の距離（ｄ１）は、６〜１４ｍｍ等、特に約８〜１４ｍｍのように、約４〜２０ｍｍの範囲から選択することができる。

特に、検出器は、偏光した光を検出するように構成される。この目的のために、検出器は、検出器の下流に構成される偏光子を含んでもよい。このようにして、偏光した光、特にＳ偏光した光のみを、検出器によって受けることができる。以下において、偏光子のいくつか特定の実施形態がさらに明らかにされる。

特定の実施形態では、センサは、特に１０〜８０°の範囲から選択された、第３の距離（ｄ３）における皮膚との入射角度（α）下で光軸（ＯＬ）を有する光源の光を提供する、及び、（皮膚にて反射された）反射した光源の光を検出するように構成される。当然ながら、皮膚は、システムの一部ではない。しかし、このシステムは、特に、第３の距離にて皮膚を測定するように構成される。例えば、システムは、距離ホルダ又は他の要素を含んでもよく、これによって、第３の距離でのセンサの構成が可能になる。この距離にて、１０〜８０°、特に２０〜８０°の範囲内にある上記の入射角度が達成され得る。以下においてさらに明らかにされる特定の実施形態では、角度は２０〜６０°の範囲から選択される。

従って、特定の実施形態では、センサは、１０〜８０°の範囲から選択されるセンサの光軸（Ｏ２）に対する角度（α）下で光軸を有する光源の光を提供するように構成される。さらに、複数の実施形態において、角度（α）は、特に、２０〜６０°の範囲から選択されてもよい。

従って、複数の実施形態において、センサは、特に、第３の距離（ｄ３）にて皮膚を有して、反射した光源の光を検出するように構成されてもよい。

特定の実施形態では、検出器は、ＣＣＤカメラＴＤ−Ｎｅｘｔ ５６２０ Ｍ７＿１Ａ及びＴＤ−Ｎｅｘｔ ５６４０ Ｍ１２＿３Ｂ等、２Ｄカメラを含む。各ピクセルは、本質的に、それぞれ青、緑、及び赤に対する３つのピクセルから構成されてもよい。これは、青、緑、及び赤のチャネルの強度を別々に検出器に提供することができる。

複数の実施形態において、検出器は、約１０＊１０ｍｍ^２の検出器面積を有してもよい。検出器は、１メガピクセル以上ほどを有してもよい。

さらなる実施形態において、センサは、検出器の下流に構成された集束レンズをさらに含んでもよい。集束レンズは、一方の側にて検出器に焦点を合わせ、及び／又は、レンズのもう一方の側にて皮膚に焦点を合わせるように構成されてもよい。レンズは、検出器における皮膚の良好な画像を可能にし得る。

複数の実施形態において、センサは、検出器の下流及び集束レンズの上流に構成されるアパーチャーをさらに含んでもよい。これは、解像度をさらに高めることができる。アパーチャーは、複数の実施形態において、０．１〜５ｍｍ、特に０．１〜０．８ｍｍのように、より具体的には０．１〜２ｍｍの範囲から選択される直径を有し得る。

一般に、検出器は中央位置に構成され、光源が検出器を取り囲むことになるため、システムの光軸（すなわち、特に、センサの光軸）は、検出器に対して垂直に構成されてもよい。従って、センサの光軸は、本質的に、センサの光軸と一致し得る。２つ以上の光検出器が利用可能な場合、光検出器の光軸は、本質的に平行であり、センサの光軸に平行であってもよい。検出器は対称的に配置されてもよいため、検出器の光軸は、センサの光軸に対して同じ距離を有し得る。検出器の他の構成も使用することができる。一般に、光軸は、開口に対して垂直であり、開口に対して平行な仮想平面で中ほどにおいて遮られる。

システムは、分析システムをさらに含んでもよい。分析システムは、センサのセンサ信号に依存して、対応する皮膚センサ値を生成するように構成される。分析システム及びセンサは、皮膚洗浄装置、皮膚若返り装置等の単一の装置に組み込まれてもよい。従って、複数の実施形態において、システムは、そのような皮膚洗浄装置、皮膚若返り装置等のようなスキンケア装置を含み、スキンケア装置は、センサ及び分析システムを含む。分析システムは、センサの信号、特に検出器の信号を、インジケータユニット（ディスプレイ又はＬＥＤバー等）上の皮膚光沢度の表示等、ユーザの有用な情報を有し得る信号に変換することができる。皮膚センサ値は、皮膚センサ値と皮膚パラメータとの既定の関係に基づく皮膚パラメータにさらに処理することができる皮膚パラメータであり得る。

しかし、他の実施形態では、センサは、分析システムに有線又は無線で接続された別の装置によって含まれてもよい。例えば、そのような分析システムは、スマートフォンによって含まれてもよい。例えば、Ａｐｐを使用して、センサを読み出し、センサによって生成されたセンサ信号に基づき皮膚センサ値を表示することができる。従って、さらに他の実施形態では、当該システムは、センサを含むスキンケア装置と、スキンケア装置に機能的に結合された第２の装置とを含み、第２の装置は分析システムを含む。「分析システム」という用語は、複数の相互関係を持つシステムも指し得る。例えば、センサは、プロセッサを（さらに）含んでもよく、外部装置が、互いに通信し得るプロセッサを含んでもよい。センサのプロセッサは、センサ信号を提供することができ、外部装置のプロセッサは、それに基づき、皮膚の光沢度／油脂性を示す皮膚センサ値を生成する。

センサ信号は検出器信号であってもよい。他の実施形態では、センサ信号は、処理された検出器信号であってもよい。従って、「検出器信号に基づく」という表現は、複数の実施形態において、処理された検出器信号も指し得る。センサ信号に基づき、すなわち、本質的に検出器信号に基づき、分析システムは、対応する皮膚センサ値を提供することができる。

システムが、皮膚洗浄装置又は皮膚若返り装置等の機能的装置を含む場合、この装置は、（光沢を感知するための）センサのセンサ信号（又は皮膚センサ値）に依存して動作を実行するように構成されてもよい。例えば、皮膚光沢（又は皮膚油脂性）の特定の下限又は上限閾値に達すると、機能的装置は、音響又は振動信号のような信号をユーザに提供することができる。代替的又は追加的に、機能的装置は、センサ信号に依存して皮膚のマッサージを増加又は減少させる等、センサ信号に依存して特定の動作を減少又は増加させることができる。

上述のように、分析システムは、特に、３５０〜７８０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されてもよい。従って、１つ又は複数の波長における検出器の応答に基づき、１つ又は複数の皮膚パラメータを決定することができる。一般に、１つの（狭い）スペクトルバンド、又は、スペクトルバンドの組み合わせ等の複数の（狭い）スペクトルバンド等、複数の波長を使用することができる。

特定のバンドは、皮膚に対するセンサの圧力にある程度非感受性であるため、特に有用であり得ると思われる。特定の実施形態では、分析システムは、３７０〜７４０ｎｍ、特に３５０〜７８０ｎｍの波長範囲全体における１つ又は複数の検出器の検出器応答、３５０〜４４０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答、及び５８０〜６７０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答のうち１つ又は複数に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成される。

従って、検出は、３７０〜７４０ｎｍの波長範囲の本質的に全ての強度が皮膚パラメータに対する入力として使用され得る検出であってもよい。そのような広い波長範囲が使用されると、圧力の関数として異なる強度挙動を有する波長範囲は、本質的に互いに横ばいになると思われる。

代替的又は追加的に、１つ以上の相対的狭帯域（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｎａｒｒｏｗ ｂａｎｄｓ）（又はそのようなスペクトル範囲内の特定の波長）が選択されてもよい。例えば、３５０〜４４０ｎｍのスペクトル範囲の１つ又は複数の波長、特に３７０〜４２０ｎｍのスペクトル範囲の１つ又は複数の波長が、圧力に対する感受性が比較的低いため、選択されてもよい。さらに、代替的又は追加的に、５８０〜６７０ｎｍのスペクトル範囲の１つ又は複数の波長、特に６００〜６５０ｎｍのスペクトル範囲の１つ又は複数の波長も、同様に圧力に対する感受性が比較的低いため、選択されてもよい。従って、複数の実施形態において、分析システムは、３７０〜７４０ｎｍの波長範囲全体における１つ又は複数の検出器の検出器応答、３７０〜４２０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答、及び６００〜６５０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答のうち１つ又は複数に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成することができる。

従って、例えば、白色光が使用されてもよいが、色光も使用することができ、又は白色光と色光の混合物が使用されてもよい。光源は、３７０〜７４０ｎｍの範囲から選択された本質的に全ての波長における強度等、１つ又は複数の波長範囲における本質的に全ての波長を提供するように構成することができる。しかし、他の実施形態では、１つ又は複数の光源は、本質的に、狭い波長範囲の１つにおける１つ又は複数の波長の強度のみ（例えば、電力の少なくとも８０％）を提供するように構成されてもよい。従って、スペクトル分析は、検出のための所望の波長範囲を選択することによって、及び／又は、１つ又は複数の（狭い）波長範囲における所望の１つ又は複数の波長を提供するように構成された光源を選択することによって可能になり得る。従って、複数の実施形態において、光源は、３７０〜４２０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長、及び／又は、６００〜６５０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長においてのみ、光源の光を提供するように構成することができる。

従って、複数の実施形態において、分析システムは、特に、３７０〜４２０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答、及び６００〜６５０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されてもよい。

必要に応じて、狭帯域は、少し幅広く選ぶことができる。従って、特定の実施形態では、分析システムは、３５０〜４４０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答、及び５８０〜６７０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成される。

本明細書において示される３つの波長範囲のうち２つ以上において等、異なる波長範囲における信号の組み合わせが使用される場合に、特に信頼できる結果を得ることができる。上述のように、これは、複数の実施形態において、２つの狭い範囲を含んでもよい。しかし、これは、複数の実施形態においては、狭い範囲と広い範囲の組み合わせも含み得る。特に、広い範囲の信号と２つの特定の狭い波長範囲における信号の組み合わせを使用して、信頼できる方法で１つ又は複数の皮膚パラメータを決定することができる。従って、複数の実施形態において、分析システムは、特定の実施形態において３５０〜７８０ｎｍ等、３７０〜７４０ｎｍの波長範囲全体における１つ又は複数の検出器の検出器応答、特定の実施形態において３５０〜４４０ｎｍ等、３７０〜４２０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答、及び、特定の実施形態において５８０〜６７０ｎｍ等、６００〜６５０ｎｍのスペクトル範囲から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成される。従って、複数の実施形態において、分析システムは、３７０〜７４０ｎｍの波長範囲全体における１つ又は複数の検出器の検出器応答、３７０〜４２０ｎｍのスペクトル範囲（特に、（３７０〜４２０ｎｍの）波長範囲全体）から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答、及び６００〜６５０ｎｍのスペクトル範囲（特に、（６００〜６５０ｎｍの）波長範囲全体）から選択された１つ又は複数の波長における１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成される。

或いは、分析システムは、３５０〜７８０ｎｍの波長範囲全体さえにおけるが、波長範囲４４０〜６２０ｎｍ及び６４０〜７４０ｎｍ（又は、適用可能な場合には、６４０〜７８０ｎｍ）を除く、３７０〜７４０ｎｍの波長範囲全体における１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されてもよい。従って、特定の実施形態では、分析システムは、波長範囲４４０〜６２０ｎｍ及び６４０〜７８０ｎｍを除いた３５０〜７８０ｎｍの波長範囲全体における１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成される。

分析システムは特定の波長領域を、他の波長領域を無視することによって分析することができる。上述のように、特定の光源を使用することによって、特定の波長領域における信号のみを提供することも可能であってもよく；これは、例えば３７０〜７４０ｎｍの波長範囲全体を使用する場合にはあまり適用可能ではないことがある。

特定の波長領域が関心のあるもの（のみ）である場合、光学フィルタを使用することも可能であり得る。従って、特定の実施形態において、１つ又は複数の検出器は、例えば、３５０〜７８０ｎｍさえ等、３７０〜７４０ｎｍの波長範囲の一部の検出のために構成される。そのような実施形態では、特定の波長範囲のために設計された検出器を使用することができ、及び／又は、１つ又は複数の光学フィルタを使用して、本質的に、例えば６００〜６５０ｎｍ等、波長範囲の所望の部分の光の透過のみを可能にすることができる。

さらに、皮膚の色に依存して、システムは、特定の皮膚の色に対して、圧力に対する感受性が特に比較的低くあり得る１つ又は複数の波長を選ぶことができる。「皮膚の色」という用語は、暗い肌又は明るい肌のような基本的な皮膚の色を指し得るが、色素が欠落したスポット又は（そばかすのような）色素含有量が増加したスポットを考慮に入れる等、平均的な皮膚の色も指し得る。本明細書において記載されるシステムは、フィッツパトリックスケールに従って、例えばスキンタイプＩ〜ＩＶ、特にＩ〜ＩＩＩ、Ｉ〜ＩＩ等、より明るい皮膚タイプに特に適し得る。従って、特定の実施形態では、分析システムは、皮膚パラメータを測定するために皮膚のタイプを決定するように構成され、皮膚のタイプに基づき、分析システムは、対応する皮膚センサ値を生成するための１つ又は複数の波長を選択するように構成される。

センサは、光源の下流及び検出器の下流に、センサからの光源の光の伝搬のため、及び、センサ内への反射されたセンサ光の入口のためのセンサ開口部をさらに含んでもよい。例えば、システムは、センサ開口部を有する壁を含んでもよい。システムは、システムから突き出る距離ホルダ又は他の要素も含んでもよく、距離ホルダ又は他の要素は、センサ（及びウィンドウ；下記参照）から既定の距離で感知されることになる皮膚の配置を可能にする。この目的のために、開口部は、センサ開口部内への皮膚の実質的な膨隆を防ぐ寸法を有してもよい。従って、センサ開口部を定めることによって、皮膚とセンサとの及び皮膚とウィンドウとの距離を定めることができる。

上述のように、例えば皮膚の光沢及び／又は油脂性の測定等に対する加えられる圧力の影響は、皮膚のドーム形成によって影響され得る。特定の波長範囲を選択することに加えて、又はそれに代わるものとして、焦点深度の変更によるセンサ信号に対する影響を減らすために、センサの幾何学的形状をそのように選ぶこともできるように思われる。

センサ開口部は、本質的に、任意の（断面）形状を有してもよい。しかし、特にセンサ開口部は、楕円形等、１つ又は複数の湾曲した（断面）形状を有し、さらに本質的には円形である。上述のように、センサ開口部は、大きすぎない可能性がある。特定の実施形態では、センサ開口部は、１〜６５ｍｍ、特に１〜２０ｍｍ等の範囲から選択される、少なくとも３ｍｍのような円相当径を有する。

不整形の二次元形状の円相当径（又は「等価直径」又はＥＣＤ）は、相当面積の円の直径である。例えば、辺ａを有する正方形の円相当径は、２＊ａ＊ＳＱＲＴ（１／π）である。示されているように、センサ開口部は、特に円形であってもよい。

特に良好な結果が、実質的に円形のセンサ開口部で得られる。従って、複数の実施形態において、センサ開口部は、円形の形状を有する。さらに、（センサ開口部の）開口径が、３〜１５ｍｍの範囲等、最大１５ｍｍである場合に良好な結果を得た。

さらに、特に検出器及びセンサ開口部の視野は、本質的に同じであってもよい。従って、センサは、このように光源の下流及び検出器の下流に、センサからの光源の光の伝搬のため、及び、センサ内への反射されたセンサ光の入口のためのセンサ開口部を含んでもよく、検出器は、センサ開口部において等価直径（ｄ５）の視野を有し、センサ開口部は、０．９≦ｄ５／Ｄ２≦１．１の範囲から選択される開口径（Ｄ２）を有する。

従って、センサは、光が貫通することができる開口部を有するハウジングによって含まれてもよい。この開口部は、ウィンドウなしの全開口であってもよい。任意的に、開口部は、ウィンドウを有する。いくらかの皮膚ドーム形成を（特にウィンドウに接触することなく）可能にするように、ウィンドウの位置を後退させることができる。

別のさらなる態様では、本発明は、皮膚光沢を感知する方法も提供し、この方法は、本明細書において記載されるシステムを用いて皮膚に光源の光を提供するステップと、システムを用いて皮膚において反射された反射した光源の光を感知するステップとを含む。

特に、この方法は非医学的方法である。特に、この方法は美容的方法である。

また、別のさらなる態様では、本発明は、プログラム命令を格納させたデータキャリアを提供し、これは、本明細書において記載されるシステムによって実行されると、システムに、本明細書において記載される方法を実行させる。

上述のように、システムは、偏光子を含んでもよい。偏光子は、１つ又は複数の特定の偏光のみが検出器に入ることを可能にするように構成される。従って、特定の実施形態では、センサは、検出器の上流に構成された偏光子を含む。とりわけ、偏光子は、セグメント化偏光子（ａ ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）及び空間変化偏光子（ａ ｓｐａｔｉａｌｌｙ ｖａｒｙｉｎｇ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）のうち１つ以上を含む。これによって、特に光源が順次駆動される場合に、検出器の（回転）位置の影響を減らすことが可能である。このようにして、センサは、光源の関数として反射した光を検出することができる。偏光子の異なる偏光で、システムの感度はより高くあり得る。

従って、特定の実施形態では、装置は、センシングモードを含み、光源は、光源の光を順次提供するように構成される。さらなる特定の実施形態において、検出器は、光源によって順次生成される反射した光源の光を順次検出するように構成されてもよく、さらに、対応する検出器信号を生成するように構成されてもよい。上述したように、システムは、分析システムをさらに含み、分析システムは、センサのセンサ信号に依存して、対応する皮膚センサ値を生成するように構成され、特定の実施形態では、皮膚センサ値は、それぞれの検出器信号の平均に基づいている。

複数の実施形態では、セグメント化偏光子は、異なる偏光方向を有する２つ以上のピクセルを有するピクセル化ワイヤグリッド偏光子を含む。ここで、「ピクセル」という用語は、領域も指し得る。特に、センサは、４つの光源等、ｎの光源を含み、セグメント化偏光子は、（４つの光源の場合）２つのピクセルの２つのセット等、互いに垂直な偏光方向を有するｎのピクセルを有するピクセル化ワイヤグリッド偏光子を含む。上述したように、ｎの値は、特に、３若しくは４又はそれ以上等、少なくとも２である。

複数の実施形態において、空間変化偏光子は、アジマス変化偏光子及びラジアル変化偏光子のうち１つ以上を含み、特に、より多くのエミッタが互いに非常に近くで構成されることを可能にする。

最良の結果を、ブルースター角付近で得ることができる。従って、複数の実施形態において、センサは、第３の距離（ｄ３）における皮膚への入射角度（α）下で光軸（ＯＬ）を有する光源の光を提供するように構成され、入射角度（α）は、５０〜６０°の範囲から選択され、さらにより具体的には、入射角度（α）は、５２〜５６°の範囲から選択される。

従って、数ある中でも、本明細書において、ブルースター角又は偏光角に（本質的に）等しい入射角度で皮膚を照射する複数の無偏光の発光体からの連続的な照明、及び、検出経路におけるセグメント化偏光子又は空間変化偏光子を使用した皮膚光沢測定システム及び方法が提供される。

特に良好な結果を、（従って）光源が順次駆動される場合に得ることができる。光源は異なる位置にて構成されるため、反射挙動及び偏光挙動、並びに、反射した光の角度依存性は、このようにして、（皮膚構造及び／又は照明の不均一性から結果として生じ得る）さらなる情報を提供することができ、及び／又は、皮膚上の回転位置に対するセンサの依存性を減らすことが可能になり得る。

従って、特定の実施形態では、装置はセンシングモードを含み、光源は、光源の光を順次提供するように構成される。

例えば、センサは、０．１＊ｎ−１００＊ｎ Ｈｚの範囲の測定周波数を有してもよく、ここで、ｎは光源の数である。例えば、１＊ｎ Ｈｚでは、毎秒、全ての光源が皮膚を続けて照射し、検出器が、それぞれの光源に基づき、あり得る反射を（続けて）測定した。

当然ながら、複数の光源を使用することによって、２つ以上の光源のサブセットの対処も可能になり得る。例えば、４つの光源が使用される場合には、２つの光源のセットを２つ有することも可能であってもよく、これらは、（間に検出器を有して）対向して構成され、光源のセットは、交互にスイッチがオン及びオフにされる。

そのような方法の組み合わせも適用することができ、例えば、時間内に光源のセットの組成を変えることができる。例えば、１つのモードにおいて、所定の時間の間に、光源は順次対処され、その後の所定の時間において、光源はグループとして対処される。そのようなモードは、これらのそれぞれの所定の時間の繰り返しを含んでもよい。あらゆる種類の照明スキームを使用して、より信頼できる皮膚光沢の測定をさらに行うことができる。

検出器信号は、それぞれの光源によって生成された信号にわたる平均であってもよい。従って、別のさらなる実施形態では、検出器は、光源によって順次生成された反射した光源の光を順次検出するように構成され、さらに、対応する検出器信号を生成するように構成され、システムは、分析システムをさらに含み、分析システムは、センサのセンサ信号に依存して、対応する皮膚センサ値を生成するように構成され、皮膚センサ値は、それぞれの検出器信号の平均に基づいている。従って、特に検出器信号は、第一に処理され、次に平均化される。このようにして、検出器信号は、それぞれの光源によって生成された信号にわたる平均であってもよい。

上述したように、システムは、少なくとも３つの光源を含んでもよい。またさらに、上述したように、複数の実施形態において、センサはセンサ光軸（Ｏ２）を有し、光源はセンサ光軸（Ｏ２）を中心として回転対称に構成される。

センサ信号が生成される多くの方法が存在し得る。多くの低コストの装置が家庭用途に対して報告されているけれども、これらの装置を使用した光沢測定は定量的ではないように思われ、また主観的知覚及び基準装置の測定値とは相関関係を持っていない可能性がある。光沢を推定する方法は、無偏光照明を使用して得られたカメラ画像において特定の閾値を超える白色ピクセルの数を数えることに基づいてもよい。しかし、白色ピクセルの数に基づく光沢推定は、入射光の強度レベル（及びその変動）、閾値、及び皮膚の光学特性の変化（個体間及び個体内の変化）に依存し、これはあまり望ましくないように思われる。

以下において、より信頼できる結果を提供し得るいくつか特定の実施形態が記載される。

従って、複数の実施形態では、特にシステムは、検出器を用いて皮膚の画像を作成するように構成され、皮膚の画像は、最大強度が感知される第１の領域と、第１の領域から第１の画像距離だけ離れた第２の領域とを含み、第１の領域と第２の領域は重複せず、システムは、第１の領域と第２の領域との間の経路に沿った反射した光源の光の強度依存性に基づき皮膚センサ値を生成するようにさらに構成される。画像は、画像領域を有し得る。第１及び第２の領域は、画像領域の０．１〜１０％のように、０．０５〜１５％等、例えば０．０５〜３０％の領域であってもよい。さらに、第１の画像距離、すなわち、第１の領域と第２の領域との間の距離、より正確には、これら２つの領域の境界間の最も短い距離は、少なくとも第１の領域又は第２の領域の領域サイズほどであってもよい。一般に、第１の領域及び第２の領域は、本質的に同じであってもよい。任意的に、領域は異なってもよいが、その後、補正係数が適用され得る。さらに、一般に、これらの領域は、正方形又は長方形、特に正方形で選ばれる。最大強度が感知される領域は、本質的に鏡面反射が発生する画像の領域、すなわち、光源の光が鏡のように反射され、検出器によって検出される画像の領域であってもよい。

従って、第１の画像距離は、画像領域の０．１〜１０％の平方根のように、画像領域の０．０５〜１５％の平方根等、画像領域の０．０５〜３０％の平方根の範囲内にあってもよい。特に、第１の領域と第２の領域との間の距離は、画像領域の少なくとも５％の平方根である。画像領域は固定値を有さなくてもよいが、例えば倍率に依存し得るということに留意されたい。

さらに、「画像を作成する」という用語及び類似の用語は、必ずしもその瞬間で実際の画像を作成することを含んでいなくてもよいが、検出器表面にわたる異なる位置における検出器の値を読み出すことも指し得るということに留意されたい。

２つの領域から及び／又はそれらの２つの領域間の（真っすぐな）線又は領域から得ることができる情報は、光沢度に関する情報を提供することができ、特にシステムが較正されている場合には、皮膚光沢（皮膚油脂性を含む）を定量化することが可能になり得るように思われる（下記も参照）。

従って、複数の実施形態において、システムは、第１の領域と第２の領域との間の経路に沿った反射した光源の光の強度によって定められた曲線の傾きに基づき皮膚センサ値を生成するように構成されてもよい。従って、曲線の傾き又は曲線の角度に基づき、有用な皮膚光沢値を生成することができるように思われる。

代替的又は追加的に、システムは、第１の領域と第２の領域との間の経路に沿った反射した光源の光の強度によって定められた曲線下の面積に基づき皮膚センサ値を生成するように構成されてもよい。従って、曲線下面積又は曲線の角度にも基づき、有用な皮膚光沢値を生成することができるように思われる。経路は、直線軌道又は直線として示すこともできる。

さらに、代替的又は追加的に、システムは、既定の閾値を超える画像のピクセルの数に基づき皮膚センサ値を生成するように構成されてもよい。従って、閾値を超えるピクセルの数に基づき、有用な皮膚光沢値を生成することができるようにも思われる。

さらに、代替的又は追加的に、システムは、それぞれ対応するピクセル強度で重み付けされた既定の閾値を超える画像の平均ピクセル数に基づき皮膚センサ値を生成するように構成されてもよい。従って、閾値を超える重み付けされたピクセルの数にも基づき、有用な皮膚光沢値を生成することができる。

さらに、代替的又は追加的に、システムは、第１の領域と第２の領域の積分強度の関係に基づき皮膚センサ値を生成するように構成されてもよい。従って、これらのそれぞれの比の鏡面対拡散強度比（ｒａｔｉｏ ｓｐｅｃｕｌａｒ ｔｏ ｄｉｆｆｕｓｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）も、皮膚光沢値を生成するために使用され得る。例えば、本質的に鏡面反射性の領域及び本質的に拡散反射性の領域でシステムが較正される場合、皮膚光沢パラメータは、これらのそれぞれの比の鏡面対拡散強度比から得ることができる。

さらに、代替的又は追加的に、システムは、画像内のバイナリラージオブジェクト（「ｂｌｏｂ」）を定めるように構成され、システムは、画像内のバイナリラージオブジェクトの平均サイズ及び最大サイズのうち１つ以上に基づき皮膚センサ値を生成するように構成される。従って、ｂｌｏｂの数及び／又はｂｌｏｂのサイズに基づき、有用な皮膚光沢値を生成することもできる。従って、この実施形態では、白色ピクセルの数自体は使用されないが、ｂｌｏｂが定められる。従って、特定の強度閾値にわたる少なくともｋの数の隣接するピクセルのように、閾値もそれらのｂｌｏｂに対して定めることができる。

上述の実施形態では、何回も較正が述べられてきた。特に、皮膚光沢又は皮膚油脂性の定量的評価のために、システムの較正、より正確にはセンサの較正（実際には、従って、検出器の較正）が有用であり得る。この較正は、センサの生産後に行うことができる。代替的又は追加的に、較正は、例となるセンサの１つ又は複数の以前の較正に基づき、各センサに対してソフトウェア実装されてもよい。較正はまた、測定プロセスの一部であってもよいか、又は、定期的にスケジュールされてもよい。特定の実施形態では、較正は、センサの生産後に一度適用される。さらに、システムは、基準センサのセンサパラメータに基づき又は例えば信号のドリフト等に基づき較正を更新することができる制御ルーチンを含んでもよい。

特定の実施形態では、システムは、フラットフィールド補正後のセンサのセンサ信号に依存して、対応する皮膚センサ値を生成するように構成される。フラットフィールド補正は、デジタルイメージングの品質を改善するために使用される技術である。フラットフィールド補正は、特に、照明及び検出の不均一性によって、検出器のピクセル間の感度の変化、及び／又は光路の歪みによって引き起こされる２Ｄ画像からのアーチファクトを補うために使用される。上述したように、フラットフィールド補正は、例えば、スペクトラロンのような拡散標準板等、純粋な拡散基準を用いた測定に基づいてもよい。そのような測定に基づき、フラットフィールド補正が提供されてもよく、これは、（本明細書において記載される）いかなる測定において使用されてもよい。

別のさらなる実施形態では、システムは、検出器の赤、緑、及び青のチャネルのそれぞれの信号の平均に基づき、センサのセンサ信号に依存して、対応する皮膚センサ値を生成するように構成される。

本発明の実施形態は、次に、付随の概略図を参照して、単なる例として記載される。概略図において、対応する参照記号は、対応する部分を示している。
当該システムの一態様を概略的に描いた図である。 当該システムの一態様を概略的に描いた図である。 異なる印加圧力について、白人の皮膚（ここではスキンタイプＩＩ）に対して分光計（６ｍｍのプローブ径）を使用して測定した反射率スペクトルの一例を示した図であり；Ｌは低圧を示し、Ｍは中圧を示し、Ｈは高圧を示している。 中圧及び高圧について、白人の皮膚に対して分光計を使用して測定したベースライン（無圧又は低圧）に対する反射率スペクトルの変化の一例を示した図である。測定には６及び１２ｍｍの内径を有する２つのプローブを使用し；Ｌ、Ｍ、及びＨは上記の通りであり、６及び１２の値は内径を指している。 異なるスペクトルバンドについて、ベースライン（無圧又は低圧）に対する分光反射特性の変化の割合を示した図である。スペクトル測定を、１２ｍｍのプローブ直径を有する分光計を使用して白人の皮膚に対して行った；ｙ軸には、ベースラインに対する反射率スペクトルの変化の％が示され；ｘ軸は、多数の異なるスペクトルバンドを示している。 異なる印加圧力について、スキンタイプＩＩ及びスキンタイプＶＩに対して分光計（６ｍｍのプローブ直径）を使用して測定した反射率スペクトルの一例を示した図であり；Ｌ、Ｍ、及びＨはここでも上記の通りであり；ｙ軸には、任意の単位での相対分光反射率が示されている。 異なる印加圧力について、異なるキャップを使用して測定した閾値を超えるピクセル数の変化を示した図であり；ここでは、圧力は相対値１００、２００、３００、及び６００で示され；ｙ軸には、カウントされたピクセル数が示されている。異なる圧力に対する値が近いほど、システムの信頼性は高くなる。 異なる圧力について、異なるキャップを使用して測定した皮膚ドーム形成を示した図である。１３及び１５ｍｍの内径を有するキャップは、２ｍｍ未満の皮膚ドーム形成をもたらし、異なる印加圧力に対する皮膚ドーム形成の変化は少なく；ＳＤは皮膚ドーム形成（ｍｍの単位）を指している。 開口部の内径の関数として測定した最大皮膚ドーム形成を示した図である。 概略図は必ずしも縮尺通りではない。

図１ａは、（皮膚光沢及び皮膚油脂性を含む群のうち１つ以上から選択される）皮膚パラメータを測定するセンサ１００を含むシステム１を概略的に描いている。センサ１００は、光源の光１１１を提供するように構成された複数の空間的に分離された光源１１０と、光源１１０のそれぞれから第１の距離ｄ１にて構成された検出器１２０とを含む。センサ１００は、第３の距離ｄ３にある皮膚に対して１０〜８０°の範囲から選択される入射角度α下の光軸ＯＬを有する光源の光１１１を提供し、さらに、反射した光源の光１１１を検出するように構成される。センサ１００は、特に、ここでは少なくとも３つの光源１１０を含んでもよく、２つのみが理解のために描かれており、光源１１０は、無偏光（可視）の光源の光１１１を提供するように構成されている。第１の距離ｄ１は、例えば、１０〜８０ｍｍの範囲から選択することができ、検出器１２０は、偏光した光を検出するように構成されている。破線Ｓは皮膚を示している。参照番号１５０は、センサウィンドウを示し、参照番号１５１は、センサウィンドウの材料を示している。センサウィンドウ１５０は、例えば０．１〜２０ｍｍの範囲から選択されたセンサウィンドウ厚ｄ４を有する。ウィンドウ１５０は任意的である。

検出器１２０は、例えば、２Ｄカメラ１０１を含んでもよい。さらに、センサ１００は、検出器１２０の下流に構成された集束レンズ１０２と、検出器１２０の下流及び集束レンズ１０２の上流に構成されたアパーチャー１０３とを含んでもよい。アパーチャー１０３は、０．１〜０．８ｍｍの範囲から選択される直径Ｄ１を有している。集束レンズは、例えば、１０ｍｍレンズのように、ｆ５〜１５ｍｍであってもよい。さらに、システムは、第２の集束レンズを含んでもよく、このレンズの第１のレンズとの組み合わせは、システム全体に対して所望の視野及び焦点深度を提供することができる（例えば、図１Ａ参照）。光源１１０は、無偏光の白色の光源の光１１１を提供するように構成されている。

図１ａにおいて示されているように、システム１は、分析システム２をさらに含んでもよく、分析システム２は、センサ１００のセンサ信号に依存して、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されている。

分析システム２は、センサ１００も含む装置によって含まれてもよく（図１ｂも参照）、又は、分離された装置によって含まれてもよい。図１ａは、そのような実施形態も概略的に描いており、システム１は、スキンケア装置３を含み、スキンケア装置３はセンサ１００を含み、第２の装置２００が、スキンケア装置３に機能的に結合され、第２の装置２００は分析システム２を含む。

センサ１００は、開口部１０７を含む。この開口部は、特に、平らであってもよく、すなわち、その周囲は、本質的に平らである端を有してもよい。このようにして、センサは、皮膚上で平らに構成することができる。開口部１０７は、直径Ｄ２又は等価直径Ｄ２を有してもよく、これは約１〜３０ｍｍの範囲内にあってもよい。

開口部１０７は、ハウジング内で利用可能である。ハウジングは、センサ１００を含む。

Ｄ２は、特に、開口部が突出した頂上部によって形成され得るため、内径を指し、これは、より大きな（等価）直径を有し得る。

参照番号Ｏ２は、センサ１００の光軸を指す。センサ１００が皮膚上に構成される場合、この軸は、本質的に、皮膚に対する垂線と一致し得る。システム、特にセンサは、開口部１０７も有するため、光軸は、開口部１０７を通る仮想平面に対して垂直であり、そのような仮想平面の中心を貫通することができる。ここで、光軸Ｏ２は、検出器１２０の光軸とも本質的に一致するということに留意されたい。

参照番号ＴＳは、センサの上面を示している。これは平面であってもよい。参照番号ＬＢは、直接光ブロッカーを示しており、これは、光源の光が単一の反射なしに検出器に到達し得ることを防ぐように構成され、及び／又は、皮膚によって反射されないが、センサの他の内部表面によって反射される検出器１２０に到達する光を減らすことができる。参照番号１０４は、偏光子を指す。

図１ｂは、システム１の一実施形態を概略的に描いており、ここでは、システム１は、皮膚洗浄装置、皮膚若返り装置等のスキンケア装置３を含み、スキンケア装置３は、センサ１００及び分析システム２を含んでいる。スキンケア装置３は、表示ユニットＩＵ及び／又はユーザインターフェースＵＩも含み得る。参照記号ＦＡは、皮膚をマッサージする又は剥離するために使用され得る領域等の機能的領域を示している。

それぞれ内径６及び１２ｍｍの２つのキャップを有する分光計を使用して、異なるプローブ圧力（低（Ｌ）、中（Ｍ）、高（Ｈ））について、スキンタイプＩＩ及びスキンタイプＶＩに対して実験を行った。分光反射率測定は、分光計のプローブの接触圧力を変えながら行われる。プローブ圧力は、組織の局所的な光学特性及び皮膚からの分光反射率に影響を与える変数であり、分光反射率に対する圧力の影響は、スペクトルバンドによって異なるということを観察した。皮膚に加えられるプローブ圧力の量は、予測可能な様式で血液の量及び反射率スペクトルに影響を与える。

反射した光の強度は、皮膚に対する非圧力に対応するスペクトルと比較して、６００ｎｍ未満の波長において減少し、６００ｎｍより高い波長において増加する。図３は、異なるスペクトルバンドに対する反射率スペクトルの変化の割合を示している。結果は、３６０〜７４０ｎｍ、３６０〜４２０ｎｍ、６００〜６５０ｎｍ等の最適なスペクトルバンドを選択することによって、反射率測定におけるスペクトル変動を１％未満に減らすことが可能であり、それによって、皮膚の油脂性及び光沢等の皮膚特徴を測定するための感度及び特異度を増加させることができるということを示している。

デオキシヘモグロビンは、５５０ｎｍ及び７６０ｎｍにおいて吸収極大を示し、オキシヘモグロビンは、５４８ｎｍ及び５７６ｎｍにおいて極大を示す。図２〜３において示されているスペクトルは、オキシ−ヘモグロビンの吸収スペクトルに対応する５４０及び５７８ｎｍ付近で特徴的な極小（「Ｗ」パターン）を示している。拡散反射率スペクトルの「Ｗ」パターンは、加えられたプローブ圧力全てにおいて、暗い肌のボランティア（図５）よりも明るい肌のボランティア（図３及び図５）においてより明白である。オキシヘモグロビン吸収スペクトルのために、４２０ｎｍ付近のスペクトルバンドの異なる圧力における拡散反射率スペクトルに顕著な差はないということを観察する。

異なる寸法及び異なる形状の開口部を有するいくつかのタイプのキャップを調査した：

図６は、異なる印加圧力に対して異なるキャップを使用して測定された閾値を超えるピクセル数の変化を示している。圧力の関数としてピクセル数の差が大きいほど、キャップは望ましくない。「小さい長方形であるが大きい表面」という表現及び類似の表現は、開口部及び周囲領域（周囲領域の表面は比較的大きく、開口部は長方形である）を指す。

異なるキャップ寸法を使用して、異なる圧力（低、中、高）について実験を行った。キャップの直径を、１５ｍｍから３０ｍｍまで変えた。皮膚ドーム形成を、センサを使用して測定した。皮膚ドーム形成は、皮膚上で測定したプロファイルと平らな表面で測定したプロファイルの差として計算した。最大の皮膚ドーム形成は、内側ビーム径の増加と共に増え、皮膚接触面積、外径等の接触ウィンドウの他のパラメータにはあまり依存しなかった。焦点深度は、２ｍｍ未満であることが望ましい。異なる圧力について行われたｉｎ ｖｉｖｏでの実験に基づき、１５ｍｍ未満の出口ウィンドウの直径が、２ｍｍ未満の皮膚のドーム形成をもたらすと結論する（図７−８）。圧力の影響を最小限に抑える最適なキャップ構成に対するあり得る選択基準は：最大のドーム形成が２ｍｍ未満であり、低、中、及び高の圧力に対して皮膚ドーム形成の変動が最小であることである。

従って、本明細書では、例えば、印加圧力に対する皮膚の光沢及び油脂性の値の依存性を最小限にするために１５ｍｍ未満の内径を有する円形の出口ウィンドウを使用した、皮膚の光沢及び油脂性の測定システム及び方法が本明細書において提供される。

本明細書における「実質的に〜から成る」におけるもの等、「実質的に」という用語は、当業者には理解されるであろう。「実質的に」という用語は、「全体的に」、「完全に」、「全て」等を用いた実施形態も含み得る。従って、複数の実施形態では、形容詞の実質的にを削除することもできる。該当する場合、「実質的に」という用語は、９５％以上、特に９９％以上、さらにより具体的には９９．５％以上、１００％を含む等、９０％以上にも関し得る。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」という用語が「から成る」を意味する実施形態も含む。「及び／又は」という用語は、特に、「及び／又は」の前後に言及されたアイテムのうち１つ又は複数のアイテムに関する。例えば、「アイテム１及び／又はアイテム２」という表現及び類似の表現は、アイテム１及びアイテム２のうち１つ以上に関し得る。一実施形態では、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、「から成る」を指すかもしれないが、別の実施形態では、「少なくとも既定の種及び任意的に１つ又は複数の他の種を有すること」も指し得る。

さらに、本明細書及び特許請求の範囲における第１、第２、及び第３等の用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも順番又は時系列順を説明するためではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であるということ、及び、本明細書において記載される本発明の実施形態は、本明細書において記載又は例示されている以外の順序で動作可能であるということが理解されたい。

本明細書における装置は、とりわけ、動作中のものが記載される。当業者には明らかになるように、本発明は動作方法又は動作中の装置に限定されない。

上述の実施形態は本発明を限定するのではなく例示しているということ、及び、当業者は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替的な実施形態を設計することが可能であるということに留意されたい。特許請求の範囲において、括弧内に置かれたいかなる参照符号も、特許請求の範囲を限定するとして解釈されるべきではない。「含む」という動詞及びその活用形の使用は、請求項に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。文脈上明白に他の意味に解釈すべき場合を除いて、本明細書及び特許請求の範囲を通じて、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等の単語は、排他的とは対照的に包括的な意味又は網羅的な意味；すなわち、「を含むが、これに限定されない」という意味で解釈されることになる。要素に先行する冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。本発明は、いくつか別個の要素を含むハードウェアによって、及び、適切にプログラムされたコンピュータによって実施することができる。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、１つの同じハードウェアのアイテムによって具体化することができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示しているわけではない。

本発明はさらに、本明細書に記載されている及び／又は添付の図面に示されている特徴のうち１つ又は複数の特徴を含む装置に適用される。本発明は、さらに、本明細書に記載されている及び／又は添付の図面に示されている特徴のうち１つ又は複数の特徴を含む方法又はプロセスに関する。

本願において論じられている様々な態様を組み合わせて、さらなる利点を提供することができる。さらに、当業者は、実施形態を組み合わせることができるということ、及び、３つ以上の実施形態を組み合わせることもできるということを理解するであろう。さらに、特徴の一部が、１つ又は複数の分割出願の基礎を形成することができる。

Claims (14)

1. 皮膚パラメータを測定するセンサを含むシステムであって、前記センサは、光源の光を提供するように構成された複数の空間的に分離された光源と、前記光源から第１の距離にて構成された１つ又は複数の検出器とを含み、前記第１の距離は、５〜８０ｍｍの範囲から選択され、前記センサは、１０〜８０°の範囲から選択された前記センサの光軸に対する角度下の光軸を有する前記光源の光を提供するように構成され、前記センサは、少なくとも３つの光源を含み、前記光源は、無偏光の光源の光を提供するように構成され、前記システムは、分析システムをさらに含み、前記分析システムは、３５０〜７８０ｎｍのスペクトル範囲から選択される１つ又は複数の波長における前記１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されている、システム。
2. 前記分析システムは、３７０〜７４０ｎｍの波長範囲全体における前記１つ又は複数の検出器の検出器応答、３７０〜４２０ｎｍのスペクトル範囲から選択される１つ又は複数の波長における前記１つ又は複数の検出器の検出器応答、及び６００〜６５０ｎｍのスペクトル範囲から選択される１つ又は複数の波長における前記１つ又は複数の検出器の検出器応答のうち１つ又は複数に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記分析システムは、３７０〜４２０ｎｍのスペクトル範囲から選択される１つ又は複数の波長における前記１つ又は複数の検出器の検出器応答、及び６００〜６５０ｎｍのスペクトル範囲から選択される１つ又は複数の波長における前記１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されている、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記光源は、３７０〜４２０ｎｍのスペクトル範囲から選択される１つ又は複数の波長、及び６００〜６５０ｎｍのスペクトル範囲から選択される１つ又は複数の波長においてのみ、光源の光を提供するように構成されている、請求項３に記載のシステム。
5. 前記分析システムは、３７０〜７４０ｎｍの波長範囲全体における前記１つ又は複数の検出器の検出器応答、３７０〜４２０ｎｍのスペクトル範囲から選択される１つ又は複数の波長における前記１つ又は複数の検出器の検出器応答、及び６００〜６５０ｎｍのスペクトル範囲から選択される１つ又は複数の波長における前記１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記分析システムは、波長範囲４４０〜６２０ｎｍ及び６４０〜７４０ｎｍを除く３５０〜７８０ｎｍの波長範囲全体における前記１つ又は複数の検出器の検出器応答に基づき、対応する皮膚センサ値を生成するように構成されている、請求項１又は２に記載のシステム。
7. １つ又は複数の検出器が、３５０〜７８０ｎｍの波長範囲の一部を検出するように構成されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記分析システムは、前記皮膚パラメータを測定するために皮膚のタイプを決定するように構成され、前記皮膚のタイプに基づき、前記分析システムは、前記対応する皮膚センサ値を生成するための前記１つ又は複数の波長を選択するように構成されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記センサは、前記光源の下流及び前記検出器の下流にあり、前記センサからの前記光源の光の伝搬のため、及び、前記センサ内への反射されたセンサ光の入口のためのセンサ開口部をさらに含み、前記センサ開口部は円形を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記検出器は、前記センサ開口部において等価直径ｄ５を有する視野を有し、前記センサ開口部は、０．９≦ｄ５／Ｄ２≦１．１の範囲から選択される開口径Ｄ２を有し、前記開口径Ｄ２は、最大１５ｍｍである、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 前記第１の距離は、４〜２０ｍｍ、好ましくは８〜１４ｍｍの範囲から選択され、前記角度は、２０〜６０°の範囲から選択され、前記検出器は、偏光を検出するように構成され、前記センサは、前記１つ又は複数の検出器の上流に構成された偏光子を含み、前記偏光子は、セグメント化偏光子及び空間変化偏光子のうち１つ以上を含み、前記検出器は、２Ｄカメラを含み、前記センサは、前記１つ又は複数の検出器の下流に構成された集束レンズと、前記１つ又は複数の検出器の下流及び前記集束レンズの上流に構成されたアパーチャーとをさらに含み、前記アパーチャーは、０．１〜０．８ｍｍの範囲から選択された直径を有し、前記光源は、無偏光の白色の光源の光を提供するように構成されている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 前記装置は、センシングモードを含み、前記光源は、前記光源の光を順次提供するように構成され、前記検出器は、反射した光源の光を順次検出するように構成され、さらに、対応する検出器信号を生成するように構成され、前記分析システムは、前記センサのセンサ信号に依存して、対応する皮膚センサ値を生成するように構成され、前記皮膚センサ値は、それぞれの検出器信号の平均に基づき、前記センサは、センサ光軸を有し、前記光源は、前記センサ光軸を中心として回転対称に構成されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 皮膚パラメータを感知する方法であって、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のシステムを用いて光源の光を皮膚に提供すること、及び、前記システムを用いて、前記皮膚にて反射された反射した光源の光を感知することを含む方法。
14. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のシステムによって実行されると、前記システムに、請求項１３に記載の方法を実行させるプログラム命令を格納したデータキャリア。

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