JP2023506535A - 処置デバイス及び方法 - Google Patents

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Abstract

一態様によれば、対象者に処置動作を実行するための処置デバイスが提供される。処置デバイスは、処置デバイスが処置動作を実行するために使用される時に光学ディフューザーの外面が対象者の肌に近接するか、又は接触するように処置デバイス上に配置される光学ディフューザーと、光学ディフューザーを通って処置デバイスに入射する光を使用して1つ又は複数の画像を取得するためのイメージングユニットとを備え、処置デバイスは、処置デバイスが肌と接触しているかの判断のために、1つ又は複数の画像を処理部に提供するように更に構成される。

Description

本開示は、対象者に対して処置動作を行う、又は対象者へ処置動作を行うための処置デバイスと、その処置デバイスが肌と接触しているかを判断するための方法とに関する。
多くの処置デバイスは、デバイスの一部が対象者の肌と接触している、又は対象者の肌に適切に近づいた時に使用される。例は、シェービング、電気分解処置、抜毛、レーザー及び光治療(光脱毛又はインテンスパルスライト(IPL)として知られる)、並びに治療的抗アンドロゲン注射などの様々な技法を使用して不要な毛髪を除去するためのデバイスを含む。毛髪成長減退及び座瘡治療のための処置デバイスも、肌との接触を必要とする。更に、肌接触デバイスは、対象者へのマッサージの提供、物理療法の提供、対象者へのパッチ(例えば心電図電極など)の適用、及び超音波計測のためにも、使用可能である。
光ベースの毛髪除去は、光パルスがランプ又は電球によって生成されるIPL(インテンスパルスライト)と呼ばれる場合がある、光の明るいフラッシュ又はパルスに肌を露出することによって毛髪の成長を抑制するために使用される処置である。若しくは、そのフラッシュ又はパルスは、レーザー又は1つ又は複数の発光ダイオード(LED)を使用して生成可能である。光は、肌に浸透し、部位のうちでもとりわけ、毛根で吸収される。毛根の温度が上昇し、その後、周囲の組織の温度も上昇する。温度上昇が十分になると、毛髪の成長は抑制される。この過程は、光熱融解理論として知られる。肌との接触は、処置を成功させるために、更に結果として負傷になり得る目などの他の身体部位に光パルスが向けられるのを防ぐために必須である。したがって、デバイスが肌と接触しているかを判断する手法を提供することが望ましい。
肌接触センサは、キャパシタンス及び接触圧力など、処置デバイスが肌と接触しているかを示すパラメータを計測する。それらのセンサは、肌と接触しているデバイスの部分と一体化している。デバイスのこの部分は、各アタッチメントが異なる用途又は身体部位に適するものである場合、取り外し可能で、異なるアタッチメントと交換可能であることが望ましい場合が多い。現在のところ、肌接触センサは全アタッチメント上に必要である。
EP3388011A1は、動作中に、処置光源によって生成された処置光がユーザの肌に印加される処置光射出窓を有する光ベースの肌処置デバイスを開示する。処置光射出窓は、光導波路の主面に備えられる。デバイスは、更に、動作中に肌の画像を生成するように構成されたイメージセンサを備える。このイメージセンサは、導波路のイメージング光射出面を介して導波路を去る光を受光するように配置される。このイメージング光射出面は、イメージング光源によって生成されて主面による全内部反射によって導光されたイメージング光をイメージセンサが受光できるように配置される。更に、イメージング光射出面は、主面を介して導波路に入る周囲光が、導波路で内部反射されずに、イメージング光射出面を介してイメージセンサに到達できないように配置される。肌が主面と接触している時、イメージング光は、肌表面が主面と接触している位置で主面を介して導波路を出て、イメージング光は、例えば肌の毛穴及び皺の位置など、肌が主面と接触していない位置で主面によって内部反射される。その結果、イメージセンサは、肌の毛穴及び皺などの肌構造を示す肌の画像を生成する。肌が主面と接触していない場合、全イメージング光は主面によって内部反射され、それによってイメージセンサは、詳細がない均一な画像を生成する。主面を介して導波路に入る周囲光はイメージセンサに直接到達できないため、その均一画像は、デバイスの環境からの詳細を含まない。その結果、ユーザのプライバシーが守られる。
処置対象及び処置済みの対象者の領域の画像を得るために、イメージングユニットは、処置デバイスにますます備えられている。処置デバイスに埋め込まれたイメージングユニットの使用は、変位計測による処置ガイダンス及び処置の効果の評価など、考えられ得る利点を提供できる。イメージングユニット及び関連処理サーキットリーの追加に起因した処置デバイスのコストの増加を最小限に抑えるために、イメージングユニットが処置デバイス内の既存のセンサのいくつかの機能を実行するために使用可能で、それらのセンサが省略可能であるかが検討されている。特に、専用肌接触センサを必要とせずに、肌との接触を検知するためにイメージングユニットを使用することは有益である(特に、処置デバイスの各個別アタッチメントがそれぞれの肌接触センサ部品を有する場合)。ただし、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するように取得された画像を処理するために、比較的複雑なイメージング処理技術が必要とされることが明らかであり、これは(通常)ハンドヘルドデバイスでは望ましくない。そのため、イメージングユニットを備えており、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために使用可能で、処理による負担が少なくなった、改良された処置デバイスを提供することが目的である。
第1の態様によれば、対象者に処置動作を実行するための処置デバイスであって、処置デバイスが処置動作を実行するために使用される時に光学ディフューザーの外面が対象者の肌に近接するように処置デバイス上に配置される光学ディフューザーと、光学ディフューザーを通って処置デバイスに入射する光を使用して1つ又は複数の画像を取得するためのイメージングユニットとを備える処置デバイスが提供され、処置デバイスは、処置デバイスが肌と接触しているかの判断のために、1つ又は複数の画像を処理部に提供するために更に構成される。これによって、第1の態様は、処置デバイスに存在するイメージングユニットを使用して処置デバイスが肌と接触しているかを判断する機能を提供する。
これらの実施形態において、処置デバイスは、光が処置デバイスに対して入射及び処置デバイスから出射できるようにするための光導波路を更に備える。
いくつかの実施形態では、光学ディフューザーの外面が光導波路と接触している。代替の実施形態では、光学ディフューザーの内面が光導波路と接触している。
いくつかの実施形態では、光導波路及び/又は光学ディフューザーは、光導波路及び/又は光学ディフューザーによる光の反射を最小限に抑えるために反射防止膜を有する。
いくつかの実施形態では、光学ディフューザーは、光導波路を通過する光が更に光学ディフューザーを通過するように、光導波路を覆うように配置される。
代替の実施形態では、光導波路を通過した光の一部のみが光学ディフューザーも通過するように、光学ディフューザーは光導波路を部分的に覆うように配置される。いくつかの実施形態では、光導波路の中央部分を通過した光が光学ディフューザーを通過しないように境界を形成するために、光学ディフューザーは、光導波路の外側部分に配置される。
いくつかの実施形態では、処置デバイスは、イメージングユニットが1つ又は複数の画像を取得する時に光を生成するように処置デバイス内に配置された光源を更に備える。
いくつかの実施形態では、処置デバイスは光ベースの処置を実行するためのものである。いくつかの実施形態では、処置デバイスは、光ベースの処置を実行するために光を生成する処置光源を更に備える。
第2の態様によれば、第1の態様又はそのいずれかの実施形態による、対象者に処置動作を実行するための処置デバイスと、イメージングユニットから1つ又は複数の画像を受信し、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために1つ又は複数の画像を処理するように構成された処理部とを備えるシステムが提供される。
いくつかの実施形態では、処理部は処置デバイスに備えられる。代替の実施形態では、処理部は処置デバイスから分離している。
第3の態様によれば、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するための方法が提供される。この方法は、処置デバイスの光学ディフューザーを通って処置デバイスに入射する光の1つ又は複数の画像を受信するステップと、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために、処理部を使用して、受信された1つ又は複数の画像を処理するステップとを有する。
いくつかの実施形態では、処理するステップは、取得された1つ又は複数の画像を、(i)肌が光学ディフューザーと接触していない時に取得された第1の基準画像と、(ii)肌が光学ディフューザーと接触している時に取得された第2の基準画像との一方又は両方と比較することによって、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するステップを有する。
第4の態様によれば、具現化されたコンピュータ可読コードを有するコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、コンピュータ可読コードは、適切なコンピュータ又は処理部によって実行されると、コンピュータ又は処理部に、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するための方法を実行させるように構成される、コンピュータプログラム製品が提供される。この方法は、処置デバイスの光学ディフューザーを通って処置デバイスに入射する光の1つ又は複数の画像を受信するステップと、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために、受信された1つ又は複数の画像を処理するステップとを有する。
上記及び他の態様は、以下に記載の実施形態から明らかであり、それを参照して説明される。
以下の図面を参照して、例示目的のみのために、例示的な実施形態を説明する。
例示的な処置デバイスの図である。 本発明の2つの例示的な実施形態を示す図である。 様々な実施形態による、処置デバイス及び装置を備えた例示的なシステムのブロック図である。 本発明によるイメージングユニットによって取得された画像を示す図である。 処置デバイスが肌と接触しているかを判断するための例示的な方法を示すフローチャートである。
上述したように、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために、処置デバイス上に配置された、又は処置デバイスの外部に(分離して)配置されたイメージングユニットによって取得された画像を処理するために、比較的複雑なイメージング処理技術が必要とされる。したがって、本開示は、肌と接触する処置デバイスの一部上に光学ディフューザーを提供し、処置デバイス内のイメージングユニットは、光学ディフューザーを通過する光の画像を取得する。光ディフューザーとしても知られる光学ディフューザーは、それ自体を通過する光を拡散又は散乱させ、高輝度の輝点を減らす、又は除去する。光学ディフューザーは、ピントグラス、ホログラフィックポリカーボネート、又はオパールガラスなどの半透明材から形成される。一般に、光学ディフューザーは、光学ディフューザーから空間的に分離した物体(肌など)からの光を強く拡散し、光学ディフューザーと接触している物体からの光を低強度で拡散するように動作する。これは、物体(例えば、肌)が光学ディフューザーから空間的に分離している場合に、光学ディフューザーを介してイメージングユニットによって取得された物体の画像が非常にぼやけている、又は物体が全く可視でないことを意味する。ただし、物体が光学ディフューザーと接触している(又は非常に近くにある)場合、物体は、取得画像において、より明瞭であるか、又はより明確に判別可能である。取得画像と、肌接触を示す基準画像及び/又は(肌又は他との)非接触を示す基準画像との比較は、処置デバイスが肌と接触しているかを示し得る。それによって、処置デバイスが処置動作を実行するために使用される時に光学ディフューザーの外面が対象者の肌に近接する(近づく)か、又は接触するように処置デバイス上に光学ディフューザーを配置し、光学ディフューザーを通って処置デバイスに入射した光から画像を生成できるイメージングユニットを処置デバイス内に提供することによって、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために、比較的単純な画像処理技法を用いて、画像が処理され得る。
イメージングユニットによって取得された画像の処理は、処置デバイス(例えば、処置デバイスの処理部)によって実施されることが可能であり、又は分離した装置の処理部によって実施されることが可能である。
図1は、肌の領域に対してエネルギパルス(例えば光パルス)を印加するために使用可能な例示的な処置デバイス2の図である。図1の処置デバイス2は、本発明がともに使用されることが可能な処置デバイス2の例として提示されているのに過ぎず、処置デバイス2は、図1に示された形態又はエネルギベースの処置デバイスに限定されないことが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、処置デバイス2は、使用中にユーザの片手又は両手で保持される。処置デバイス2は、対象者(例えば、人又は動物)の身体上での使用のためのものであり、処置デバイス2が対象者の肌と接触している時に対象者の身体に対して何らかの処置動作を実行する。いくつかの実施形態では、処置デバイス2は、対象者の肌に対して何らかの処置動作を実行する。いくつかの例示的な処置動作は、シェービング、電気分解処置、レーザー及び光治療(光脱毛又はインテンスパルスライト(IPL)として知られる)のいずれかによる不要な毛髪の除去と、毛髪成長減退、座瘡治療、光線療法処置、肌の若返り、肌の引締め、又はポートワイン斑処置を含む皮膚科(肌)治療と、鎮痛とを含むが、これに限定されない。若しくは、処置デバイス2は、超音波スキャンを身体部位に実行するためでも有り得る。
本明細書で記載される場合、処置デバイス2は、「ユーザ」によって動作又は使用され、処置デバイス2は「対象者」の身体上で使用される。いくつかの場合では、ユーザ及び対象者は同一の人であり、すなわち、処置デバイス2はユーザによって手で保持されてユーザ自身に対して使用される(例えば、自分の脚の肌に対して使用される)。他の場合では、ユーザ及び対象者は異なる人であり、例えば処置デバイス2はユーザによって手で保持され、他の人に対して使用される。
処置デバイス2は、少なくともハンドル部5とヘッド部6とを含む筐体4を備える。ハンドル部5は、ユーザが片手で処置デバイス2を保持できるようにする形状を有する。ヘッド部6は、筐体4のヘッド端部8に存在する。ヘッド部6は、処置動作が対象者の身体又は肌に対して実行される時に対象者の肌と接触するように配置される。
図1に図示する実施形態では、処置デバイス2は、エネルギ又はエネルギパルス(例えば光又は光パルス)を使用して処置動作を実行するためのものである。そのため、図1では、ヘッド部6は、筐体4中又は筐体4上に配置されたアパーチャ10を備え、それによってアパーチャ10は対象者の肌と隣り合って、又は肌上に(すなわち肌と接触して)配置され得る。処置デバイス2は、アパーチャ10を介して対象者の肌に印加されて処置動作を実現するエネルギパルスを生成するための1つ又は複数のエネルギ源12を備える。1つ又は複数のエネルギ源12は筐体4中に配置され、それによってエネルギパルスは、1つ又は複数のエネルギ源12からアパーチャ10を介して供給される。アパーチャ10は、筐体4のヘッド端部8における開口部の形状を有し、エネルギパルスにとって透過又は半透過である光導波路13を備える(すなわち、エネルギパルスは、光導波路13を通過できる)。
図1に示す例示的な実施形態では、アパーチャ10及び光導波路13は全体として矩形を有し、その結果として、肌上に全体的に矩形の肌処置領域が得られる。なお、アパーチャ10及び/又は光導波路13はいずれかの他の所望の形状を有し得ることが理解されるであろう。例えば、アパーチャ10及び/又は光導波路13は、正方形、楕円形、円形、又はいずれかの他の多角形であることが可能である。
図1に示す実施形態において、光学ディフューザー14はアパーチャ10中に設けられ、イメージングユニット16はヘッド部6の内部にある。光学ディフューザー14は、光導波路13と接触して配置され、光導波路13は光学ディフューザー14に対して機械的強度を提供できる。図2を参照して後述するように、光導波路13と光学ディフューザー14との異なる配置が可能である。代替の実施形態では、光学ディフューザー14及び光導波路13は互いに一体化している。処置デバイス2で使用される光学ディフューザー14の種類に応じて、光学ディフューザー14の一方又は両方の主面は、滑らかではなく、例えば、光学ディフューザー14の拡散特性は、粗い表面又はテキスチャーを有する表面によって提供され得る。
本明細書で説明するように、光学ディフューザー14を通って処置デバイスに進んだ光を用いてイメージングユニット16によって取得された画像は、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために使用可能である。なお、光学ディフューザー14は、任意の形状を有することができ、アパーチャ10を全体的又は部分的のいずれかで覆うことができることが理解されるであろう。
いくつかの実施形態では、処置デバイス2は、イメージングユニット16と関連付けられてイメージングユニット16が画像を取得する時に光を生成するために使用される光源を更に備える。すなわち、アパーチャ10が肌と十分に接触している時、わずかな光がアパーチャ10を通って処置デバイス2に入射し、又は全く光は入射せず、イメージングユニット16は、処置デバイス2が肌と接触しているかを判断する処理に適した画像を生成できない。したがって、イメージングユニット16と関連付けられた光源は、処置デバイス2が使用されている時に、肌が存在すると予想されるアパーチャ10の前方の「イメージング領域」を照らすように、アパーチャ10、光導波路13、及び光学ディフューザー14を通って射出される光を生成するために使用可能である。通常、イメージングユニット16と関連付けられた光源は、処置動作を実現するために使用される光源12とは異なる光源である。
図1に示される実施形態では、イメージングユニット16及びエネルギ源12は、同一のアパーチャ10及び光導波路13(存在する場合)を共有する。すなわち、イメージングユニット16は、アパーチャ10を介して処置デバイス2に入射する光から画像を生成し、エネルギ源12は、処置デバイス2からアパーチャ10を通ってエネルギを射出する。ただし、代替の実施形態では、処置デバイス2は、肌との接触を検知するために使用される第1のアパーチャ(すなわち、イメージングユニット16は、第1のアパーチャを介して処置デバイス2に入射した光から画像を生成できる)と、処置動作のために使用される第2のアパーチャ(アパーチャ10)(すなわち、エネルギ源12からのエネルギは、処置デバイス2から第2のアパーチャを通って出射する)。これらの実施形態では、光学ディフューザー14は第1のアパーチャと関連しており、第1のアパーチャを全体的又は部分的に覆う。
イメージングユニット16及びエネルギ源12が同一のアパーチャ10及び光導波路13(存在する場合)を共有する実施形態、又はイメージングユニット16がイメージング領域を照らすための関連光素子を有する実施形態では、光導波路13及び/又は光学ディフューザー14は、光導波路13及び/又は光学ディフューザー14によってエネルギ(特に光)の反射を最小限に抑える反射防止膜を有する。この反射防止膜は、エネルギ源12又は他の光源によって射出されたエネルギが、光導波路13及び/又は光学ディフューザー14によってエネルギ源12又は他の光源に反射し返されることを防止するのを助けることができ、それによってエネルギ/光が光導波路13及び光学ディフューザー14を通過して、肌を処置/照明できる。
1つ又は複数のエネルギ源12は、例えば、光、音、無線周波数(RF)信号、マイクロ波放射、及びプラズマなど、処置動作を実行するためのいずれかの適切な種類のエネルギを生成できる。光を生成するエネルギ源12の場合、エネルギ源12は、いずれかの適切又は所望の波長(又は波長範囲)及び/又は強度で光パルスを生成するように構成され得る。例えば、エネルギ源12は、可視光、赤外線(IR)光及び/又は紫外線(UV)光を生成可能である。各エネルギ源12は、1つ又は複数の発光ダイオード(LED)、フラッシュランプ(例えばキセノンフラッシュランプ)、レーザーなどのいずれかの適切な種類の光源を備えることが可能である。好適な実施形態では、処置デバイス2は光脱毛を実行するためのものであり、エネルギ源12は強力な光パルスを供給する。例えば、エネルギ源12は、およそ2.5ミリ秒(ms)の区間のための560から1200ナノメートル(nm)範囲のスペクトル成分を有する光パルスを供給でき、それらの波長が吸収によって毛髪及び毛根のメラミンを加熱し、毛嚢を静止期に移行させ、毛髪の再成長を防ぐ。音を生成するエネルギ源12の場合、エネルギ源12は、いずれかの適切又は所望の波長(又は波長範囲)及び/又は強度で音パルスを生成するように構成され得る。例えば、エネルギ源12は超音波トランスデューサでもよい。
1つ又は複数のエネルギ源12は、エネルギのパルスを供給するように構成される。すなわち、エネルギ源12は、短時間(例えば1秒未満)で高強度のエネルギを生成するように構成される。エネルギパルスの強度は、アパーチャ10と隣り合った肌又は身体部位上に処置動作を実現する程度に十分高い必要がある。
当然ながら、図1に図示される実施形態は、エネルギ又はエネルギパルスを使用して動作を実行するための処置デバイス2であるが、ヘッド部6が他の種類の動作を実現又は実行するように構成されることが可能であることが理解されるであろう。例えば、処置デバイス2は、シェーバー又はヘアクリッパーでもよく、その場合、ヘッド部6は、ヘッド部6が肌と接触している状態の時に毛髪を切ることができるようにするための、1つ又は複数の切刃又は刃を備え得る。別の例として、処置デバイス2は、超音波画像を取得するために使用される超音波プローブでもよい。この例では、ヘッド部6は、超音波を生成するための超音波トランスデューサと、体内から反射されて返ってきた超音波を受信するための超音波受信器とを備え得る。これらの代替の種類の処置デバイスでは、処置デバイス2は、処置デバイス2が処置動作を行う位置にある時に肌と接触している処置デバイス2上のある場所にアパーチャが設けられる。光学ディフューザー14はアパーチャ内に配置され、イメージングユニット16は、光学ディフューザー14を通って、イメージングユニット16が配置された処置デバイス2に入射する光から画像を生成する。
図示する処置デバイス2は、ヘッド部6が接触している肌の肌色を判断するために使用される、ヘッド部6上、又はヘッド部6中に配置された肌色センサ18を更に備える。肌色センサ18は、肌の肌色を示すパラメータを測定し、パラメータの測定結果の時系列を含む測定信号(「肌色測定信号」と呼ばれる)を生成する。通常、肌色センサは、処置対象の肌のタイプに適した強度を光パルスが有することを確実にするために、又は肌タイプ(例えば非常に多くのメラニン成分を有する暗めの肌)が光パルスに適さない場合に光パルスの生成を防ぐために、処置デバイス2、特に光脱毛器において使用される。
いくつかの実施形態では、肌色センサ18は、光センサであることが可能であり、光センサによって測定されたパラメータは、肌から反射された特定の波長又は複数の波長における光の強度又は量であり得る。特定の波長における反射光の測定された強度又は量は、肌の色を示し得る。反射光の測定された強度又は量は、肌のメラニン濃度に基づいてもよく、それによって、測定された強度又は量はメラニン濃度を示し得る。メラニン濃度は、例えば、660nm(赤)及び880nm(赤外線)波長における光反射の測定結果から導出されることが可能である。
図示する処置デバイス2は、処置デバイス2をアクティブ化するためにユーザによって動作可能なユーザコントロール20を更に備え、それによってヘッド部6は対象者の身体に対して要求される処置動作を実行する(例えば、1つ又は複数のエネルギ源12によるエネルギパルスの生成)。ユーザコントロール20は、スイッチ、ボタン、タッチパッドなどの形態を有する。
図1では不図示であるが、ヘッド部6は、特定の身体部位に対する使用が意図された取り外し可能なアタッチメントとして形成されることが可能である。この取り外し可能なアタッチメントは、本明細書において取り外し可能なヘッド部とも呼ばれる。それぞれがそれぞれの形状及びそれぞれのアパーチャサイズを有する多数の取り外し可能なアタッチメントが設けられることが可能であり、アタッチメントは処置対象の身体部位に基づいて処置デバイス2上での使用のために選択され得る。例えば、顔での使用、腋窩での使用、ビキニラインでの使用、身体全体での使用(例えば、大きい身体表面領域)のために、異なるアタッチメントが設けられることが可能である。各アタッチメントは、それぞれのアパーチャ10と、そのアパーチャ10中/上に光学ディフューザー14とを有する。ただし、イメージングユニット16は、処置デバイス2の本体の一部であり、アタッチメントが変更された時に取り外されない。
図2は、処置デバイス2における、互いに対する光導波路13及び光学ディフューザー14の2つの例示的な配置を示し、図2(a)は第1の配置を示し、図2(b)は第2の配置を示す。図2(a)及び図2(b)は、更に、光学ディフューザー14の2つの異なる構成を示す。
それによって、図2(a)及び図2(b)は、それぞれがアパーチャ10、光導波路13、光学ディフューザー14、イメージングユニット16、光源12、及び反射防止膜22を備える、肌20と接触している2つの例示的な処置デバイス2の断面図である。イメージングユニット16は、アパーチャ10、光導波路13及び光学ディフューザー14を通過した光から画像を生成するために処置デバイス2の内部に配置される。光源12は、処置動作のための光パルスを生成するためのものである。光が通過してイメージングユニット16に到達するアパーチャ10は、光パルスが進んで処置領域に到達する同一のアパーチャである。図2(a)では、光導波路13及び光学ディフューザー14は、処置デバイス2が肌と接触している時に、光導波路13が肌と光学ディフューザー14との間にあるように配置される。それによって、光学ディフューザー14の外面(すなわち、処置デバイス2に対しての「外」であり、したがって光学ディフューザー14の外面は内面よりも肌に近い)は光導波路13(の内面)と接触している。図2(b)では、光導波路13及び光学ディフューザー14は、処置デバイス2が肌と接触している時に光学ディフューザー14が肌と光導波路13との間にあるように配置される。それによって、光学ディフューザー14の内面は光導波路13(の外面)に接触している。図2(a)の配置は、光学ディフューザー14の表面が粗いため、肌に直接接触せず、むしろ肌が、通常は滑らかな表面を有する光導波路13に接触するという利点を有する。これは、アパーチャ10における配置が、埃、油などを引き寄せて保持する可能性が低くすることができ、取り除くのが容易である。ただし、そのため、光学ディフューザー14は取得画像において望ましい特性を提供でき(すなわち、画像は、例えば肌などの物体との接触がなくなるまで大部分は均一である)、図2(a)の配置では、光導波路13は、例えば0.1ミリメートル(mm)程度に非常に薄くある必要がある。
図2(a)に示す実施形態では反射防止膜22が光導波路13の外面上に提供される一方、図2(b)に示す実施形態では反射防止膜22が光導波路13の内面上に提供される。当業者は、反射防止膜22が、代替として、光学ディフューザー14上、又は光導波路13と光学ディフューザー14との間に配置され得ることを理解するであろう。
光学ディフューザー14は、全体的又は部分的に光導波路13を覆うことができる。例えば、光導波路13を通過した光が光学ディフューザー14も通過するように、光学ディフューザー14は光導波路13を覆うように配置される。この配置は、図2(a)で使用され(ただし、図2(a)に示された光導波路13/光学ディフューザー14の配置とともに使用することに限定されていないことを理解されるであろう)、図2(a)は、画像のどの程度が光学ディフューザー14を通過した光を含むかを示す例示的な画像24を示す。若しくは、光導波路13を通過した光の一部のみが光学ディフューザー14も通過するように、光学ディフューザーは光導波路13を部分的に覆うように配置される。図2(b)の例では、光導波路13の中央部分を通過した光が光学ディフューザー14を通過しないように、光学ディフューザー14は、光導波路13の外側部分(縁)の周囲に配置される。それによって、光学ディフューザー14は、光導波路13の周囲に境界を形成する。この配置は、図2(b)で使用され(ただし、図2(b)に示された光導波路13/光学ディフューザー14の配置とともに使用されることに限定されていないことを理解されるであろう)、図2(b)は、画像のどの程度が光学ディフューザー14を通過した光を含むかを示す例示的な画像26を示す。特に、例示的な画像26は、光学ディフューザー14が存在していない中央部分28と、光学ディフューザー14が存在する境界/縁部分30とを含む。光学ディフューザー14がアパーチャ10を部分的にのみ覆う実施形態は、エネルギ源12から射出された処置エネルギ(例えば、光)の大部分がアパーチャ10を通過でき、光学ディフューザー14によって大きく抑制されないという利点を提供する。これらの実施形態では、処置デバイス2が肌と接触しているかを判断するための画像の処理は、光学ディフューザー14のその部分に対応する画像の部分を処理することに限定され得る(例えば、処理は、例示的な画像26の境界/縁部分30に限定され得る)。
図3は、処置デバイス2と、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するための装置42とを備える例示的なシステム40のブロック図である。図3において、装置42は処置デバイス2とは分離したデバイスであり、したがって装置42はスマートフォン、スマートウォッチ、タブレット、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、ラップトップ、デスクトップコンピュータ、リモートサーバ、スマートミラーなどの電子デバイスの形態を有する。他の実施形態では、装置42、特に装置42によって提供される機能性は、処置デバイス2の一部である。更に他の実施形態では、以下に説明する装置42の機能は、処置デバイス22と、分離した装置42との間で分割され得る。
図3は処置デバイス2におけるイメージングユニット16のみを示し、実践において処置デバイス2は、例えば、エネルギ源12、電源、制御部など、図示されるものに加えて更なる構成要素を含むことが理解されるであろう。イメージングユニット16は、光学ディフューザー14を通過した光から1つ又は複数の画像(又は動画像列)を生成するために提供される。イメージングユニット16は、例えば電荷結合素子(CCD)及び1つ又は複数のレンズ及び/又はミラーなどの、画像をキャプチャするためのいずれかの適切なコンポーネントを含む。いくつかの実施形態では、イメージングユニット16は、デジタルカメラなどのカメラである。
装置42は、装置42の動作を全体的に制御して装置42が本明細書において説明される方法及び技法を実行できるようにする処理部46を備える。簡単に述べると、処理部46はイメージングユニット16から1つ又は複数の画像を受信し、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために画像を処理する。
それによって、処理部46は、装置42が処置デバイス2の一部である実施形態では直接、又は処置デバイス2が装置42から分離されている実施形態では他のコンポーネントを介して、のいずれかでイメージングユニット16から画像を受け取るように構成されることが可能である。いずれの場合でも、処理部46は、イメージングユニット16又は必要に応じて他のコンポーネントから画像(又はその画像を表す情報を保持する信号)を受信するための1つ又は複数の入力ポート又は配線を含む、又は備えることが可能である。処理部46は、処置デバイスが肌と接触しているかを示す信号を出力するための1つ又は複数の出力ポート又は配線を更に含む、又は備えることも可能である。
処理部46は、本明細書で説明される様々な機能を実行するために、ソフトウェア及び/又はハードウェアにより多くの手法で実施されることが可能である。処理部46は、要求される機能を実行するために、及び/又は要求される機能を実現するように処理部46の構成要素を制御するために、ソフトウェア又はコンピュータプログラムコードを使用してプログラムされる1つ又は複数のマイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサ(DSP)を備える。処理部46は、ある機能を実行する専用ハードウェア(例えば増幅器、前置増幅器、アナログデジタル変換器(ADC)及び/又はデジタルアナログ変換器(DAC))と、他の機能を実行するプロセッサ(例えば1つ又は複数のプログラムされたマイクロプロセッサ、コントローラ、DSP、及び関連サーキットリー)との組み合わせとして実施される。本開示の様々な実施形態で用いられるコンポーネントの例は、従来のマイクロプロセッサ、DSP、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、ニューラルネットワークを実施するためのハードウェア、及び/又はいわゆる人工知能(AI)ハードウェアアクセラレータ(すなわち、主プロセッサとともに使用可能なAIアプリケーション専用に設計されたプロセッサ又は他のハードウェア)を含むが、これに限定されない。
処理部46は、メモリ部48を備えることができ、又はそれと関連付けられることが可能である。メモリ部48は、装置42の動作を制御する際、及び/又は本明細書に記載の方法を実施又は実行する際に、処理部46によって使用されるデータ、情報、及び/又は信号(画像を含む)を格納可能である。いくつかの実施例において、メモリ部48は、処理部46によって実行可能なコンピュータ可読コードを格納し、それによって処理部46は本明細書に記載される方法を含む1つ又は複数の機能を実行する。特定の実施形態において、プログラムコードは、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、又はサーバのためのアプリケーションの形態を有することが可能である。メモリ部48は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、静的RAM(SRAM)、動的RAM(DRAM)、読出し専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能PROM(EPROM)、及び電気消去可能PROM(EEPROM)などの揮発性及び不揮発性コンピュータメモリを含むキャッシュ又はシステムメモリなどのいずれかの種類の非一時的機械可読媒体を備えることが可能であり、メモリ部は、メモリチップ、光学ディスク(コンパクトディスク(CD)、デジタル多用途ディスク(DVD)又はブルーレイディスクなど)、ハードディスク、テープストレージソリューション、又はメモリスティック、ソリッドステートドライブ(SSD)、メモリカードなどを含むソリッドステートデバイスの形態で実施されることが可能である。
図3に示す実施形態では、装置42が処置デバイス2/イメージングユニット16から分離しているとして示されているため、装置42は、装置42がイメージングユニット16から画像を受信できるようにするインターフェースサーキットリー50を更に含む。装置42のインターフェースサーキットリー50は、イメージングユニット16、処置デバイス2、サーバ、データベース、ユーザデバイス、及びセンサのうちのいずれかの1つ又は複数を含む他のデバイスとのデータ接続及び/又はデータ交換を可能とする。イメージングユニット16(又は処置デバイス2などの電子デバイス)への接続は、直接的又は間接的(例えばインターネットを介する)でもよく、それによってインターフェースサーキットリー50は、所望の有線又は無線通信プロトコルによる、装置42とネットワークとの間での接続、又は装置42と他のデバイス(イメージングユニット16及び/又は処置デバイス2など)との間での直接接続を実現できる。例えば、インターフェースサーキットリー50は、WiFi、Bluetooth、Zigbee、又はいずれかのセルラ通信プロトコル(Global System for Mobile Communications(GSM)、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)、ロングタームエボリューション(LTE)、LTE-Advancedなどを含むがこれに限定されない)を使用して動作可能である。無線接続の場合、インターフェースサーキットリー50(したがって装置42)は、伝達媒体(例えば無線)を介して送受信するための1つ又は複数の適切なアンテナを含む。若しくは、無線接続の場合、インターフェースサーキットリー50は、インターフェースサーキットリー50を、伝達媒体(例えば無線)を介して送受信するための装置42の外部の1つ又は複数の適切なアンテナに接続可能とする手段(例えばコネクタ又はプラグ)を含む。インターフェースサーキットリー50は、処理部46に接続される。
図3には不図示であるが、装置42は、装置42のユーザが装置42に対して情報、データ、及び/又はコマンドを入力できるようにし、及び/又は装置42が装置42のユーザに対して情報又はデータを出力できるようにする1つ又は複数のコンポーネントを含む1つ又は複数のユーザインターフェースコンポーネントを備えてもよい。ユーザインターフェースは、キーボード、キーパッド、1つ又は複数のボタン、スイッチ又はダイヤル、マウス、トラックパッド、タッチスクリーン、スタイラス、カメラ、マイクなどを含むがこれに限定されないいずれかの適切な入力コンポーネントを備えることが可能であり、ユーザインターフェースは、ディスプレイユニット又はディスプレイ画面、1つ又は複数の照明又は光素子、1つ又は複数のスピーカー、振動子などを含むがこれに限定されないいずれかの適切な出力コンポーネントを備えることが可能である。
装置42の実践上の実施は、図3に示すものに対する追加構成要素を含むことが理解されるであろう。例えば、装置42は、電池などの電源、又は装置42を主電源に接続可能とする構成要素を更に含む。
上述したように、本明細書において説明される技法は、処置デバイス2が肌と接触しているかを判断するための手法を提供することを目的とする。特に、処置デバイス2が肌と接触しているかを判断するために、光学ディフューザー14を通過した光を用いて得られた画像は、光学ディフューザーを使用せずに得られた画像よりも容易に処理され得ることは明らかである。
図4に示す画像は、本発明の一実施形態で得られたものである。図4(a)において処置デバイスは肌(特に指)に近いが接触しておらず、図4(b)において処置デバイスは肌(特に指)と接触している。光学ディフューザー14は、処置デバイスが肌と接触していない場合に画像が比較的均一であるように、光を拡散又は散乱させるように動作する。処置デバイスが肌と接触している場合、画像は、肌の詳細を表すより鮮明な特徴を示す。図4は、2つの画像が容易に判別可能であることを示す。画像の鮮明度及び/又はコントラストを分析することによって、処置デバイスと判断対象の肌との間の接触が判断できるようになり、いくつかの実施形態では、処置デバイスと肌との間の接触度が判断できる。
図5のフローチャートは、処置デバイス2が肌と接触しているかを判断するための、本明細書において説明される技法による例示的な方法を示す。方法のステップのうちの1つ又は複数は、必要に応じて、装置42のメモリ部48及びインターフェースサーキットリー50、並びに/若しくはイメージングユニット16のいずれかと併せて、装置42の処理部46によって実行され得る。処理部46は、例えば、メモリ部48などのコンピュータ可読媒体上に格納され得るコンピュータプログラムコードの実行に応答して1つ又は複数のステップを実行する。 ステップ101において、肌の第1の領域の1つ又は複数の画像が受信される。この画像は、画像がイメージングユニット16によって生成されると、例えばリアルタイム又はほぼリアルタイムでイメージングユニット16から直接受信可能である。若しくは、画像は、インターフェースサーキットリー50を介して、分離している処置デバイス2におけるイメージングユニット16から受信され得る。若しくは、この画像はイメージングユニット16によって事前に生成されて、後続の解析のために、例えばメモリ部48、処置デバイス2又はイメージングユニット16と関連付けられたメモリ部、若しくはリモートのデータベースに格納され、その場合、ステップ101は、処理部46が格納場所(例えば、メモリ部48など)から画像を取得又は取り出すことを含み得る。
ステップ103において、1つ又は複数の画像は、処置デバイス2が肌と接触しているかを判断するために処理される。
ステップ103のいくつかの実施形態では、処理部46は、画像における毛髪、毛穴、ほくろ、傷などの1つ又は複数の肌特徴を特定することを目的として画像を処理し得る。いくつかの実施形態では、処理部46が画像において肌特徴を特定できなかった場合、処理部46は、処置デバイス2が肌と接触していないと判断する。これらの実施形態では、処理部46が画像において肌特徴を特定できた場合、処理部46は、処置デバイス2が肌と接触していると判断する。
いくつかの実施形態では、ステップ103の一部として、1つ又は複数の画像は、肌が光学ディフューザー14と接触していない時に事前に得られた第1の基準画像と、肌が光学ディフューザー14と接触している時に事前に得られた第2の基準画像との一方又は両方と比較され得る。取得画像は、光学ディフューザー14の存在に起因して、肌と接触している時よりも、処置デバイスが肌と接触していない時に非常により均一である。特に、処置デバイスが肌と接触していない時、肌の特徴は画像においてぼやけており、画像におけるコントラスト量は低くなる。肌と処置デバイス2との間で接触がある時、画像の鮮明度及び/又はコントラストは増加し(又は高くなり)、光学ディフューザー14の存在にかかわらず、肌と、例えば毛髪、毛穴、ほくろ、傷などの肌特徴とは、画像において可視又は検知可能である(例えば、鮮明で、ぼやけていない)。いくつかの実施形態では、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために、画像処理アルゴリズムが、取得画像の鮮明度及び/又はコントラストを判断して、基準画像の鮮明度及び/又はコントラストと比較する。画像の鮮明度は、画像における可視特徴のエッジの鮮鋭度に関係する。コントラストは、画像の明るい領域と暗い領域との相対的差異である。
ステップ103のいくつかの実施形態において、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するように1つ又は複数の画像を処理するために、学習済み機械学習モデル(MLM)が使用される。MLMは、例えば、サポートベクターマシン、決定木、ランダムフォレストなどを用いた特徴抽出などの従来の機械学習モデル、又は入力層と出力層との間に複数の層を有し入力層と出力層との間の線形又は非線形関係を特定する、ディープニューラルネットワークなどの人工ニューラルネットワークなど、いずれかの適切な種類のMLMであり得る。MLMは、処置デバイスが肌と接触しているかを分類するために、各画像の評価を行う。いくつかの実施形態では、MLMは画像を直接受け取り、処置デバイスと肌との間で接触があるかを判断するため、又はその接触度を判断するために、画像の全ての必要な分析及び処理を実行する。これは、ディープニューラルネットワークなどの人工ニューラルネットワークであるMLMの場合に特に該当する。他の実施形態において、例えば従来のMLMの使用の場合、例えば画像に関係する1つ又は複数の特徴の値を決定するためにMLMに提供される前に画像は処理可能であり、これらの値(任意で、画像に加えて)は、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するための分析のためにMLMに提供されることが可能である。
その後、図5には不図示であるが、処置デバイスが肌と接触しているかを示す信号が出力され得る。いくつかの実施形態では、その標示は、単純な「接触」又は「非接触」であり得る。他の実施形態又は更なる実施形態では、その標示は、処置デバイス2と肌との間の接触度に関係する追加情報を含み得る。
この信号は、装置42又は処置デバイス2のユーザインターフェースコンポーネントに提供され、この信号は、ユーザインターフェースコンポーネントに、処置デバイスが肌と接触しているかを示させるように構成される。例えば、信号は、処置デバイスが肌と接触していないと判断された場合に処置デバイス2上で赤色灯が照らされるようにできる。同様に、信号は、処置デバイスが肌と接触していると判断された場合に処置デバイス2上で緑色灯が照らされるようにできる。処置デバイス2のユーザは、処置デバイス2の現在位置で光パルスをトリガするかを決定するために、それらの標示を使用できる。他の例として、装置42がスマートフォン又は類似の種類のデバイスの形態を有する場合、処置デバイスが肌と接触しているかに関するフィードバックが、装置42で実行されているアプリ(ソフトウェアアプリケーション)によってユーザ又は対象者に提供され得る。当業者は、処置デバイスが肌と接触しているかに関するフィードバックがユーザに提供され得る、例えば、表示スクリーン、スピーカー、触覚フィードバックなどの使用を含む他の手法を認識するであろう。
若しくは(又は加えて)条件が適切であれば(例えば、処置デバイス2が肌と接触している、処置デバイス2が接触している肌の色が光パルスを受けるために適切である、など)処置デバイス2が光パルスを自動的にトリガできる場合、信号は処置デバイス2の制御部に提供されることが可能であり、制御部は、アパーチャ10と現在隣接する肌の領域をエネルギパルスで処置するかの判断の一部として上記信号を使用可能である。
ステップ103は、肌との処置デバイスの接触度を決定するために1つ又は複数の画像を処理することを含み得る。この接触度は、例えば良好/十分な接触を示す高スコア、不十分/非接触を示す低スコアなど、スコアとして表され得る。いくつかの実施形態では、決定された接触度は閾値と比較され得る。いくつかの実施形態では、決定された接触度が閾値を上回った場合、処置デバイスが実行しようとする処置にとって十分な接触がある、及びその逆であると判断され得る。
したがって、処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために使用可能なイメージングユニットを備える、改良された処置デバイスが提供される。
図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の熟慮により、本明細書に記載の原理及び技法を実践する上で、本開示の実施形態の変形は当業者によって理解され、実現されることが可能である。請求項において、「有する」、「備える」という語は、他の要素又はステップを排除せず、単数形は、複数を排除しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載されるいくつかの要素の機能を果たす。特定の手段が互いに異なる従属項に記載されているという事実のみで、それらの手段の組み合わせが効果的に使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに、又はその一部として供給される光学格納媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体上に格納又は分散されてもよいが、更にインターネット又は他の有線又は無線通信システムを介するなど、他の形態で分散されてもよい。請求項における参照符号は、その範囲を限定すると解釈されるべきではない。

Claims (15)

  1. 対象者に処置動作を実行するための処置デバイスであって、前記処置デバイスは、前記処置デバイスが肌と接触しているかの判断のために処理部へ1つ又は複数の画像を提供するよう構成された処置デバイスにおいて、 前記処置デバイスが前記処置動作を実行するために使用される時に光学ディフューザーの外面が前記対象者の肌に近接するか、又は接触するように前記処置デバイス上に配置される当該光学ディフューザーと、
    前記光学ディフューザーを通って前記処置デバイスに入射する光を使用して前記1つ又は複数の画像を取得するためのイメージングユニットと
    を備えることを特徴とする、処置デバイス。
  2. 前記処置デバイスは、光が前記処置デバイスへ入射及び前記処置デバイスから出射できるようにするための光導波路を更に備える、請求項1に記載の処置デバイス。
  3. 前記光学ディフューザーの前記外面が前記光導波路と接触している、請求項2に記載の処置デバイス。
  4. 前記光学ディフューザーの内面が前記光導波路と接触している、請求項2に記載の処置デバイス。
  5. 前記光導波路及び/又は光学ディフューザーは、前記光導波路及び/又は前記光学ディフューザーによる光の反射を最小限に抑えるために反射防止膜を有する、請求項2から4のいずれか一項に記載の処置デバイス。
  6. 前記光学ディフューザーは、前記光導波路を通過する光が更に前記光学ディフューザーを通過するように、前記光導波路を覆うように配置される、請求項2から5のいずれか一項に記載の処置デバイス。
  7. 前記光学ディフューザーは、前記光導波路を通過する光の一部のみが更に前記光学ディフューザーを通過するように、前記光導波路を部分的に覆うように配置される、請求項2から5のいずれか一項に記載の処置デバイス。
  8. 前記光学ディフューザーは、前記光導波路の中央部分を通過する光が前記光学ディフューザーを通過しないように、前記光導波路の少なくとも第1の縁に沿って配置される、請求項7に記載の処置デバイス。
  9. 前記処置デバイスは、前記イメージングユニットが前記1つ又は複数の画像を取得する時に光を生成するように前記処置デバイス内に設けられた光源を更に備える、請求項1から8のいずれか一項に記載の処置デバイス。
  10. 前記処置デバイスは光ベースの処置を実行するためのものである、請求項1から9のいずれか一項に記載の処置デバイス。
  11. 前記処置デバイスは、前記光ベースの処置を実行するために光を生成する処置光源を更に備える、請求項10に記載の処置デバイス。
  12. 対象者に処置動作を実行するための請求項1から11のいずれか一項に記載の処置デバイスと、
    前記イメージングユニットから1つ又は複数の画像を受信し、前記処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために前記1つ又は複数の画像を処理する処理部と
    を備える、システム。
  13. 処置デバイスが肌と接触しているかを判断するための方法であって、前記方法は、
    前記処置デバイスの光学ディフューザーを通って前記処置デバイスに入射する光の1つ又は複数の画像を受信するステップと、
    前記処置デバイスが肌と接触しているかを判断するために、処理部を使用して、受信された前記1つ又は複数の画像を処理するステップと
    を有する、方法。
  14. 前記処理するステップは、取得された前記1つ又は複数の画像を、(i)肌が前記光学ディフューザーと接触していない時に取得された第1の基準画像と、(ii)肌が前記光学ディフューザーと接触している時に取得された第2の基準画像との一方又は両方と比較することによって、前記処置デバイスが肌と接触しているかを判断するステップを有する、請求項13に記載の方法。
  15. 具現化されたコンピュータ可読コードを有するコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ可読コードは、適切なコンピュータ又は前記処理部による実行時に、前記コンピュータ又は前記処理部に請求項13又は請求項14に記載の方法を実行させるように構成されている、コンピュータ可読媒体。
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