JP2023543705A

JP2023543705A - 肌パラメータ値を決定するための装置及び方法

Info

Publication number: JP2023543705A
Application number: JP2023517752A
Authority: JP
Inventors: マリウスイオシフボアムファ; リエコフェルハーフェン; アベーレンフランクアントンファン; キランクマルツマ
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-10-18
Anticipated expiration: 2041-09-14
Also published as: EP3970605A1; CN216417140U; PL4216802T3; EP4216802B1; US20230255545A1; EP4216802C0; EP4216802A1; CN116322483A; BR112023005011A2; MX2023003224A; KR20230070487A; JP7479568B2; WO2022063622A1

Abstract

ある態様によれば、対象者の肌に関する肌パラメータの値を決定するための方法が提供される。方法は、第１の光源によって放射された光が肌と相互作用した後で当該光を受信するように配置されている第１の光センサによって出力される第１のセンサ信号を受信するステップ（５１０）を有する。第１のセンサ信号は、第１の光源が光を間欠的に放射するための第１のデューティサイクルに従って動作している間に出力され、放射される光は第１の中心波長を有する。方法はまた、第１のデューティサイクルと関連している第１の変調基準信号を受信するステップ（５２０）と、第１の積分値を決定するために、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を積分するステップ（５３０）と、第１の積分値が第１の閾値を超えるために必要な、放射される光の第１のサイクル数を決定するステップ（５４０）と、決定された第１のサイクル数に基づいて肌パラメータの値を決定するステップ（５５０）と、を有する。

Description

本開示は、肌パラメータの値を決定するための装置及び方法に関する。

多くのトリートメントデバイスにおいて、使用前、使用中、又は使用後に、肌パラメータの値を決定することが求められる。トリートメントデバイスによって使用される肌パラメータ値は、肌トーン、肌メラニン指標、及び肌の色、肌のパターン、又は肌の特徴（例えば体毛、ほくろ、瘢痕、ざ瘡等の存在）に関連する他の肌パラメータを含み得る。肌パラメータ値の決定を必要とし得るトリートメントデバイスの例としては、レーザ及び光療法（光脱毛又は高強度パルス光、ＩＰＬとして知られる）などの様々な技術を使用する、望まない体毛を除去するためのデバイスが挙げられる。更なる例としては、ざ瘡及び皮膚の病変を治療するためのデバイスが挙げられる。

ＩＰＬ技術は、限定するものではないが、光脱毛、病変治療、光再活性化、家庭内パーソナルケア、専門的パーソナルケア、及び医療環境など、多くの用途において広く使用されている解決法である。家庭環境における光脱毛の場合、ＩＰＬ光脱毛デバイスは、体毛及び毛包中のメラニンを標的として、広いスペクトルの光を肌の表面に当てる。（成長サイクルの成長期にある）体毛及び毛包はこのエネルギーを吸収し、その休止期に入る。このことにより体毛の再成長が防止される。このＩＰＬ技術を体毛除去に効果的に（例えば肌の損傷、熱傷／火傷、又は炎症が最小限になるように）使用するために、ＩＰＬ光脱毛デバイスのエネルギー設定を、肌の肌トーンに基づいて調整することができる。一部のＩＰＬ光脱毛デバイス、例えばＰｈｉｌｉｐｓのＬｕｍｅａＰｒｅｓｔｉｇｅは、処理前及び処理中に肌トーンを検出し、適切なエネルギー設定を選択することができる。肌トーンを検出し、異なる複数の、例えば６つのタイプのうちの１つに分類することが可能である。肌タイプ１～６は大まかに以下のようにラベル付けすることができる：「白色」、「ベージュ」、「薄茶色」、「中間の茶色」、「濃い茶色」、並びに「茶色がかった黒色及び更に暗い色」。一般にＩＰＬ光脱毛デバイスは比較的暗い肌に対して使用されるべきではないが、その理由は、体毛又は毛包よりもむしろ肌が光パルスのエネルギーを吸収することになるからである。その場合、例えば茶色がかった黒色及び更に暗い色の肌トーンが検出されれば、デバイスはフラッシュをトリガすべきでない。

ＩＰＬデバイスにおける肌タイプ検出の現在の方法は例えば、ＦｅａｔｈｅｒＪ．Ｗ．、ＥｌｌｉｓＤ．Ｊ．、及びＬｅｓｌｉｅＧ．による、「Ａｐｏｒｔａｂｌｅｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒｆｏｒａｒａｐｉｄｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｕｔａｎｅｏｕｓｈａｅｍｏｇｌｏｂｉｎａｎｄｍｅｌａｎｉｎ」、Ｐｈｙｓ．Ｍｅｄ．Ｂｉｏｌ．１９８８、３３巻、７１１～７２２頁に記載されているような反射分光法を使用する。この技術では、反射された２つの波長の間の比（赤色及び近赤外－メラニンはこれらの２つの波長において水及びヘモグロビンと比較してより高い吸収係数を有する）を使用してメラニン指標が演算され、これを使用して肌タイプが演算される。ＩＰＬデバイスにおいて現在使用されている肌トーンセンサの１つのタイプでは、２つの別個の波長（それぞれ６４０ナノメートル（ｎｍ）及び８７０ｎｍの中心波長）で動作する、２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）が利用される。これらの２つのＬＥＤの光は肌に向けて放射され、反射される光を検出器が測定し、この結果、２つのＬＥＤに関して対応する検出器信号Ｓ_１及びＳ_２が得られる。２つの波長に対する肌反射率のレベルに基づいて肌トーンを演算することができ、肌トーンは比Ｓ_１／Ｓ_２の関数である。

しかしながら、反射されたエネルギー信号は、温度、周囲光、及びＩＰＬデバイスの導波路の影響を受ける。この方法の代替は、肌トーンを演算するために肌領域のスマートフォンカメラ画像を使用することである。このこともまた、肌の鏡面反射性、照明条件のばらつき、及び画像センサ特性のばらつきに起因して、非常に困難である。また更に、画像測定には色校正カードが必要となる場合がある。

これらの及び他の要因の結果として、肌トーン及び他の肌パラメータ値を決定するために反射分光法を利用する方法はその許容差が大きい。ＩＰＬトリートメントデバイスの場合、許容差が大きければ、デバイスが暗い肌タイプを除外すべき場合に除外しなくなるか、又はそのデバイスを使用できるはずの使用者の重要な部分を除外してしまう可能性がある。したがって、肌トーンなどの肌パラメータの決定に関する改善が望まれている。

第１の特定の態様によれば、対象者の肌に関する肌パラメータの値を決定するための方法が提供される。方法は、（ｉ）第１の光源によって放射された光が肌と相互作用した後で当該光を受信するように配置されている第１の光センサによって出力される、第１のセンサ信号を受信するステップであって、第１のセンサ信号は、第１の光源が光を間欠的に放射するための第１のデューティサイクルに従って動作している間に出力され、放射される光は第１の中心波長を有する、受信するステップと、（ｉｉ）第１のデューティサイクルと関連している第１の変調基準信号を受信するステップと、（ｉｉｉ）第１の積分値を決定するために、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を積分するステップと、（ｉｖ）第１の積分値が第１の閾値を超えるために必要な、放射される光の第１のサイクル数を決定するステップと、（ｖ）決定された第１のサイクル数に基づいて肌パラメータの値を決定するステップと、を有する。このように、光を間欠的に放射すること及びセンサ信号と光放射のデューティサイクルと関連している変調基準信号との関数を積分することによって、方法は、センサ信号に対する周囲光の寄与を単純な方式で除去又は大幅に低減して、より信頼性の高い肌パラメータ値の決定を可能にし得ることを実現する。

いくつかの実施形態では、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数は、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との積を含む。

いくつかの実施形態では、第１の変調基準信号は、第１のデューティサイクルの変調周期に対応する変調周期を有する。このことは、第１の変調基準信号と第１のセンサ信号との単純な関数を使用できるという利点を有する。

いくつかの実施形態では、第１の変調基準信号と、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数とによって、第１の関数出力信号は、第１のデューティサイクルのうちの第１の光源が光を放射中である部分については第１のセンサ信号の第１の整数倍に対応し、第１のデューティサイクルのうちの第１の光源が光を放射していない部分については第１のセンサ信号の第１の整数倍を反転したものに対応するものになる。このようにして、第１の関数出力信号が積分されると、第１のセンサ信号のうちの周囲光に対応する反転された部分によって、第１のセンサ信号のうちの第１の光源が光を放射していたときに対応する部分に対する周囲光の寄与が補償されることになる。

いくつかの実施形態では、第１のセンサ信号は、第１の光センサによって出力されるアナログ信号である。これらの実施形態のうちのいくつかでは、積分するステップは、第１の関数出力信号をアナログドメインで積分するステップを有する。このことは、積分が、この関数又は第１のセンサ信号のアナログ－デジタル変換の一部として導入されるノイズを含まなくなるという利点を有する。

いくつかの実施形態では、積分するステップは、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を、１つ又は複数のアナログ電子積分器に入力するステップを有する。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第１の積分値は、１つ又は複数のアナログ電子積分器にかかる電圧である。

いくつかの実施形態では、１つ又は複数のアナログ電子積分器は１つ又は複数のコンデンサであり、第１の閾値は１つ又は複数のコンデンサにかかる電圧に関する値である。このことは、肌パラメータ値を決定するために単純なアナログ電子構成要素を使用できるという利点を有する。

代替の実施形態では、積分するステップは、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を、デジタルドメインで積分するステップを有する。これらの実施形態は、例えば第１のセンサ信号におけるノイズを低減するために、より複雑な信号処理技術を使用できるという利点を有する。

いくつかの実施形態では、第１の中心波長は、６４０ｎｍ（ナノメートル）、８７０ｎｍ、可視光に対応する波長、赤外光に対応する波長、６００ｎｍ～７００ｎｍの範囲内の波長、又は８００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内の波長である。

いくつかの実施形態では、肌パラメータは肌トーンである。

いくつかの実施形態では、第１のデューティサイクルは５０％である。これらの実施形態は、（例えばアナログドメイン又はデジタルドメインでの）信号処理が単純化されるという利点を有する。

いくつかの実施形態では、方法は、第１の光源若しくは第２の光源によって放射された光が肌と相互作用した後で当該光を受信するように配置されている第１の光センサ又は第２の光センサによって出力される、第２のセンサ信号を受信するステップであって、第２のセンサ信号は、第１の光源又は第２の光源が、第１の中心波長とは異なる第２の中心波長を有する光を間欠的に放射するための第２のデューティサイクルに従って動作している間に出力される、受信するステップと、第２のデューティサイクルと関連している第２の変調基準信号を受信するステップと、第２の積分値を決定するために、第２のセンサ信号と第２の変調基準信号との関数から得られる第２の関数出力信号を積分するステップと、第２の積分値が第２の閾値を超えるために必要な、第２の中心波長を有する光の第２のサイクル数を決定するステップと、を更に有し、肌パラメータの値を決定するステップは、決定された第１のサイクル数と決定された第２のサイクル数との関数に基づいて肌パラメータの値を決定することを有する。

これらの実施形態のうちのいくつかでは、決定された第１のサイクル数と決定された第２のサイクル数との関数は、決定された第１のサイクル数と決定された第２のサイクル数の比である。

いくつかの実施形態では、第２の中心波長は、６４０ｎｍ（ナノメートル）、８７０ｎｍ、可視光に対応する波長、赤外光に対応する波長、６００ｎｍ～７００ｎｍの範囲内の波長、又は８００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内の波長である。

第２の態様によれば、コンピュータ可読コードが具現化されているコンピュータ可読媒体を備え、コンピュータ可読コードは、好適なコンピュータ又はプロセッサによって実行されるとコンピュータ又はプロセッサを第１の態様又はその任意の実施形態に従って動作させるように構成されている、コンピュータプログラム製品が提供される。

第３の態様によれば、対象者の肌に関する肌パラメータの値を決定するための装置が提供される。装置は、（ｉ）第１の光源によって放射された光が肌と相互作用した後で当該光を受信するように配置されている第１の光センサによって出力される、第１のセンサ信号を受信し、第１のセンサ信号は、第１の光源が光を間欠的に放射するための第１のデューティサイクルに従って動作している間に出力され、放射される光は第１の中心波長を有し、（ｉｉ）第１のデューティサイクルと関連している第１の変調基準信号を受信し、（ｉｉｉ）第１の積分値を決定するために、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を積分し、（ｉｖ）第１の積分値が第１の閾値を超えるために必要な、放射される光の第１のサイクル数を決定し、（ｖ）決定された第１のサイクル数に基づいて肌パラメータの値を決定するように、構成されている。このように、光を間欠的に放射すること及びセンサ信号と光放射のデューティサイクルと関連している変調基準信号との関数を積分することによって、方法は、センサ信号に対する周囲光の寄与を単純な方式で除去又は大幅に低減して、より信頼性の高い肌パラメータ値の決定を可能にし得ることを実現する。

いくつかの実施形態では、第１のセンサ信号は、第１の光センサによって出力されるアナログ信号である。これらの実施形態のうちのいくつかでは、装置は、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を、アナログドメインで積分することによって積分するように構成されている。このことは、積分が、この関数又は第１のセンサ信号のアナログ－デジタル変換の一部として導入されるノイズを含まなくなるという利点を有する。

いくつかの実施形態では、装置は、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を、第１の関数出力信号を１つ又は複数のアナログ電子積分器に入力することによって積分するように構成されている。

いくつかの実施形態では、第１の積分値は、１つ又は複数のアナログ電子積分器にかかる電圧である。

代替の実施形態では、装置は、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を、デジタルドメインで積分することによって積分するように構成されている。これらの実施形態は、例えば第１のセンサ信号におけるノイズを低減するために、より複雑な信号処理技術を使用できるという利点を有する。

いくつかの実施形態では、装置は更に、（ｉ）第１の光源又は第２の光源によって放射された光が肌と相互作用した後で当該光を受信するように配置されている、第１の光センサ又は第２の光センサによって出力される、第２のセンサ信号を受信し、第２のセンサ信号は、第１の光源又は第２の光源が、第１の中心波長とは異なる第２の中心波長を有する光を間欠的に放射するための第２のデューティサイクルに従って動作している間に出力され、（ｉｉ）第２のデューティサイクルと関連している第２の変調基準信号を受信し、（ｉｉｉ）第２の積分値を決定するために、第２のセンサ信号と第２の変調基準信号との関数から得られる第２の関数出力信号を積分し、（ｉｖ）第２の積分値が第２の閾値を超えるために必要な、第２の中心波長を有する光の第２のサイクル数を決定するように構成されており、装置は、決定された第１のサイクル数と決定された第２のサイクル数との関数に基づいて肌パラメータの値を決定するように構成されている。

第４の態様によれば、第３の態様又はその任意の実施形態に係る、対象者の肌に関する肌パラメータの値を決定するための装置と、第１の中心波長を有する光を間欠的に放射するための第１のデューティサイクルに従って動作するように構成されている第１の光源と、第１のセンサ信号を出力するように構成されている第１の光センサと、を備える、システム、が提供される。

これらの及び他の態様は、以下に記載する実施形態から明らかになり、それらを参照して説明されることになる。

ここで例示的な実施形態について以下の図面を参照して単なる例として記載する。

本発明と共に使用可能な例示的なトリートメントデバイスの図である。様々な実施形態に係る、光源と光センサと装置とを備える例示的なシステムのブロック図である。本発明の例示的な実施形態を示す概略図である。本発明の様々な実施形態に係る、肌トーンを決定するための方法を説明するフローチャートである。対象者の肌に関する肌パラメータの値を決定するための例示的な方法を説明するフローチャートである。

上で指摘したように、分光技術を使用した肌パラメータの値の決定は、許容差の大きい肌パラメータ値をもたらし得る。これらの大きい許容差に対する際立った寄与要因は、光センサによって測定される周囲光である。本開示は、周囲光への感受性がより低くあらゆる肌トーンに対して良好に機能する、肌パラメータ値を決定するための方法及び装置を提供する。

いくつかの実施形態では、肌パラメータは肌トーン又はメラニン指標である。ただし、決定される肌パラメータは必ずしも肌トーンである必要はないことが理解されるであろう。実際には、肌パラメータは、肌から反射又はそれ以外で受信された光から決定可能な、任意の肌パラメータであり得る。例えば、決定される肌パラメータは、肌の色、又は、肌のパターン若しくは肌の特徴の存在若しくは不在（例えば（暗色の）体毛、ほくろ、瘢痕、ざ瘡、等の存在）であり得る。

この技術は、トリートメントデバイスの動作又は使用中に決定された肌パラメータを使用し得るトリートメントデバイスによって実施され得る。例示的な実施形態では、トリートメントデバイスは、体毛を除去する及び／又は体毛成長を抑制するために、光パルスを使用するものである。しかしながら、本明細書に記載する技術は、体毛を除去する及び／又は体毛成長を抑制するために光パルスを使用するトリートメントデバイスによる使用に制限されず、それらは他のタイプのトリートメントデバイスによって使用され得る。また更に、肌パラメータは必ずしも、トリートメントデバイスによって又はトリートメントデバイスと関連付けられた目的のために使用されなくてもよいことも、理解されるであろう。例えば本明細書で開示されている方法は、肌製品（例えば化粧品又はコンシーラ）を推薦及び／又は色素障害を評価するために使用可能な肌パラメータ（例えば肌タイプ及び／又はメラニン指標）を決定するために使用され得る。

本開示は、光を間欠的に放射するための第１のデューティサイクルに従って動作される、すなわち放射される光が時間ドメインで変調される、１つ又は複数のＬＥＤユニットなどの光源を提供する。好ましい実施形態では、変調は矩形オン／オフ変調であるが（すなわち、光源は「オン」フェーズで光を放射し、また光源は「オフ」フェーズでは光を放射しない）、正弦波、三角波、のこぎり歯、又は任意の他の周期的信号などの、他の変調が可能である。好ましい実施形態では、光の変調は０と１との（オン状態とオフ状態との）間で変化するが、他の実施形態が可能である。変調された光のデューティサイクル（すなわちオン及びオフ状態の持続時間の比）は好ましくは５０％であるが、他の値、例えば３０％、４０％、６０％、７０％、等をとり得る。肌と相互作用した（例えば肌によって反射された又は肌を通過した）後で、変調された光は光センサ（光検出器とも呼ばれる）に入射する。センサに入射する光は肌と相互作用した変調された光と（変調されていない）周囲光を組み合わせたものとなり、光センサによって生成される信号は検出器ノイズを更に含むことになる。

本開示によれば、検出器信号と変調基準信号の関数の決定及び続くこの関数の時間ドメインでの積分に対する、変調されていない周囲光成分の寄与が、大きく低減され得る。好ましい実施形態では、変調基準信号は－１の状態と＋１の状態との間で変化するが、変調基準信号が－Ｘの状態と＋Ｘの状態との又は－Ｘの状態と＋Ｙの状態との間で変化する、代替の実施形態が可能である。好ましい実施形態では、変調基準信号は、放射される光のデューティサイクルと一致して、＋１（又は＋Ｘ）の状態と－１（又は－Ｘ）の状態との間で変化する。言い換えれば、変調基準信号の変調周期は好ましくはデューティサイクルの変調周期と同じであり、関数の決定において変調基準信号はデューティサイクルと「同位相」であるが、このことは、デューティサイクルの「オン」期間が変調基準信号の＋１（又は＋Ｘ）期間に対応しており、デューティサイクルの「オフ」期間が変調基準信号の－１（又は－Ｘ）期間に対応していることを意味する。ただし代替の実施形態が可能である。いくつかの実施形態では、検出器信号と変調基準信号との関数は、検出器信号と変調基準信号との積である。いくつかの実施形態では、検出器信号は変調基準信号及び更なる補正係数と乗算され、その後積分されてもよい。検出器信号と変調基準との関数の積分によって、変調されていない周囲光の寄与が大きく低減される。

本明細書では、積分値が事前に選ばれた閾値レベルに達するために必要な、放射される光の変調サイクル数を決定することが提案される。変調サイクル数Ｎは調査中の肌の反射率に比例する。例示的な実施形態では、肌の肌トーンは比Ｎ_２／Ｎ_１の関数を使用して決定され、ここでＮ_１及びＮ_２は、中心波長の異なる２つの光源について決定される変調サイクルの数である。より暗い肌タイプはより低い反射率を有し、したがって閾値レベルに達するための積分時間はより明るい肌タイプよりも長くなる。比較的長い積分時間によって検出器信号の信号対ノイズ比が改善される。このように、本明細書で開示されている方法及び装置は、周囲光及び検出器ノイズの影響を大きく低減する。開示されている技術はまた、低レベルの反射光又は散乱光への感度がより高く、したがって、現在の方法及びデバイスよりも広範囲の肌トーンについて、肌トーン及び他の肌パラメータを決定するために使用することができる。

図１は、肌のあるエリアに光パルスを適用するために使用可能な、例示的なトリートメントデバイス２の図である。図１のトリートメントデバイス２は単に本発明と共に使用できるトリートメントデバイス２の例として提示されており、トリートメントデバイス２が図１に示す形態に、又は手持ち式のトリートメントデバイスであることに限定されないことが理解されるであろう。上で指摘したように、本発明は同様に、トリートメントデバイス２における又はこれを用いた実施に限定されず、いくつかの実施形態では、本発明は肌パラメータ値を決定する目的で提供される装置において実施され得る。

図１のトリートメントデバイス２は対象者（例えば人又は動物）の体に対して使用されるもので、使用中に使用者の片手又は両手に把持されることになる。トリートメントデバイス２は、トリートメントデバイス２が対象者の体の一部と接触しているときに、１つ又は複数の光パルスを使用して対象者の体の体毛に何らかのトリートメント処置を行うためのものである。

例示的なトリートメントデバイス２は、少なくとも握り部分５とヘッド部分６とを含む、ハウジング４を備える。握り部分５は、使用者がトリートメントデバイス２を片手で把持することが可能になるような形状となっている。ヘッド部分６はヘッド端部８を有し、このヘッド端部８は、対象者の体又は肌に対してヘッド端部８が体又は肌と接触している位置においてトリートメント処置を行うために、対象者と接触するように設置されることになる。

トリートメントデバイス２は光パルスを使用してトリートメント処置を行うためのものである。このため、図１では、ヘッド端部８は、開口１０を対象者の肌と隣り合わせて又はその表面に（すなわち接触するように）設置できるようにハウジング４内に又は表面に配置されている、開口１０を備える。トリートメントデバイス２は、開口１０を介して対象者の肌に適用されることになる光パルスを生成しトリートメント処置を実施するためのものである、１つ又は複数の光源１２を含む。１つ又は複数の光源１２は、光パルスが１つ又は複数の光源１２から開口１０を通して提供されるように、ハウジング４内に配置されている。

１つ又は複数の光源１２は、任意の好適な又は所望の波長（若しくは波長の範囲）及び／又は強度の光パルスを生成し得る。１つ又は複数の光源１２は、光のパルスを提供するように構成されている。すなわち、光源１２は、短い持続時間（例えば１秒未満）の間、高強度の光を生成するように構成されている。光パルスの強度は、開口１０と隣り合った肌又は体の一部に対してトリートメント処置を実施するのに十分な高さであるべきである。

光ベースのトリートメント処置を実施するための１つ又は複数の光源１２に加えて、デバイスはまた、対象者の肌に関する肌パラメータ、例えば肌トーンの値を決定するための、肌パラメータセンサ１４も備える。肌パラメータセンサ１４は、１つ又は複数の光源と、１つ又は複数の光センサと、を備える。光センサからの出力信号を使用して肌パラメータ値を決定するための装置が、トリートメントデバイス２内に、又はトリートメントデバイス２とは別個に提供される。

図示されているトリートメントデバイス２はまた、要求されるトリートメント処置（例えば、１つ又は複数の光源１２による１つ又は複数の光パルスの生成）が対象者の体に対して行われるようにトリートメントデバイス２を動作させるよう使用者が操作可能な、使用者制御部２０も含む。使用者制御部２０は、スイッチ、ボタン、タッチパッド、等の形態であり得る。

図２は、本明細書に記載する技術に係る、肌パラメータ値を決定するための例示的なシステム４０のブロック図である。図１のトリートメントデバイス２における肌パラメータセンサ１４はシステム４０の一例であり得る。システム４０は、対象者の肌に関する肌パラメータの値を決定するための装置４２と、光を放射するための１つ又は複数の光源４４と、入射光を測定するための１つ又は複数の光センサ４６と、を備える。装置４２は肌パラメータ値の決定専用のデバイス又は構成要素のセットであり得るが、他の実施形態では装置４２は、好適にプログラム又は好適に構成された汎用デバイス、例えばスマートフォン、スマートウォッチ、タブレット、携帯情報端末（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、等であり得る。

対象となる肌エリア（すなわち、肌パラメータ値が決定されることになる肌エリア）を照射するための、１つ又は複数の光源４４が提供される。肌を照射するための光源４４は、任意の好適な光源、例えば１つ又は複数のＬＥＤとすることができ、対応する中心波長で、又は対応する特定の波長範囲内で、光を放射することができる。例えば肌トーンが決定されることになる例示的な実施形態では、光源４４は２つの別個の中心波長で動作する２つのＬＥＤを備える。例えば、ＬＥＤ１は６４０ｎｍの中心波長を有してもよく、ＬＥＤ２は８７０ｎｍの中心波長を有してもよい。

システム４０の使用中、光源４４は、対象者の肌に向けて光を放射するように構成される。光センサ４６は、光源によって放射された光が肌と相互作用した後で当該光を測定するように構成される。例えば、光は肌によって反射、透過、又は散乱され得る。１つ又は複数の光源４４からの光を検出するための単一の光センサ４６が存在してもよい。代替の実施形態では２つ以上の光センサ４６が存在してもよく、例えば光源４４ごとに対応する光センサ４６が設けられてもよい。各光センサ４６は入射光に応答し、各光センサ４６はセンサ信号を出力し、これが装置４２に供給される。

装置４２は以下で更に記載するように、センサ信号を受信し、センサ信号を使用して肌パラメータ値を決定する。いくつかの実施形態では、装置４２は、アナログの電気回路及び構成要素を使用してアナログドメインで肌パラメータ値を決定してもよい。他の実施形態では、装置４２はデジタルドメインで肌パラメータ値を決定してもよく、このため装置４２は、装置４２の動作を全般に制御し、装置４２が本明細書に記載する方法及び技術の一部又は全部を実行することを可能にする、処理ユニットを備え得る。処理ユニット４８は、本明細書に記載する様々な機能を実行するように、ソフトウェア及び／又はハードウェアを用いて、当業者に知られている多数の様式で実装され得る。

図３は本開示の例示的な実施形態を示す。図３では、１つ又は２つのＬＥＤ３２０、例えばＬＥＤ１及び任意選択的に更なるＬＥＤ２が存在し、示されているステップはＬＥＤ３２０の一方又は両方に適用可能である。２つのＬＥＤ３２０の場合、ＬＥＤ１によって放射される光の中心波長λ_１は、ＬＥＤ２によって放射される中心波長λ_２とは別個であり得る。

ＬＥＤ３２０はＬＥＤ電流３１０によって駆動される。図３に図示するように、ＬＥＤ３２０に光を間欠的に放射させるために、ＬＥＤ電流３１０は時間ドメインで、５０％のデューティサイクルの矩形オン／オフ変調で変調される。この結果、ＬＥＤ３２０によって放射される光もまた、時間ドメインで、５０％デューティサイクルの矩形オン／オフ変調で変調される。上で指摘したように、正弦波、三角波、のこぎり歯、又は任意の他の周期的な信号を含むＬＥＤ３２０の他の変調が可能であり、駆動電流３１０はそれに応じて適合され得る。また更に、デューティサイクルは任意の他の値をとることができる。

肌と相互作用（例えば反射、散乱、等）した後で、放射された光は光センサ３３０に入射し、そこでセンサ信号が生成される。センサ信号は光が光センサに入射する際に生成された電流によって形成され得る。光センサ３３０はＬＥＤ３２０の動作の複数のサイクルにわたって入射光の測定値に対して演算を行い、この結果、光センサ３３０はＬＥＤ３２０が光を放射中である期間及びＬＥＤ３２０が光を放射していない期間の間にセンサ信号を生成する。ＬＥＤ３２０が光を放射しているときに光センサ３３０に入射する光は、肌、及び更に周囲光と相互作用した光を含む。ＬＥＤ３２０が光を放射していないときに光センサ３３０に入射する光は、周囲光を含むのみである。

センサ信号は続いて変調基準信号３４０と乗算される。変調基準信号は、決定される肌パラメータ値に対する周囲光の影響を低減するために、センサ信号と組み合わせて使用される信号である。この場合、図３の例示的な実施形態では、変調基準信号３４０は－１の状態／値と＋１の状態／値との間で変化する矩形波信号であり、変調された関連するＬＥＤ３２０によって放射された光と同じ周期を有する。変調基準信号はセンサ信号と同位相であるが、このことは、センサ信号のうちのＬＥＤ３２０によって光が放射されていたときに対応する部分が、変調基準信号の＋１部分又は＋Ｘ部分と乗算されていることを意味する。このことはまた、センサ信号のうちのＬＥＤ３２０によって光が放射されていないときに対応する部分が、変調基準信号の－１又は－Ｘ部分と乗算されることも意味し、このことは、続くセンサ信号の分析から周囲光の影響を低減又は除去するように作用する。しかしながら他の実施形態も可能である。例えば、変調基準信号３４０は、－Ｘの状態と＋Ｘの状態との又は－Ｘの状態と＋Ｙの状態との間で変動し得る。センサ信号及び変調基準信号に、２つの信号の乗算３５０以外の代替の関数演算を適用できることが更に留意される。上で指摘したように、これは、図３に示されている例示的な実施形態における変調関数とは異なる変調関数を説明するスケーリング又は他の関数演算であり得る。

続くステップにおいて、センサ信号と変調基準信号の積が積分モジュール３６０において積分されて、積分値が取得される。積分ステップの使用によって、（例えば反射された光のレベルが低いことに起因して）検出限度未満である信号を、検出限度を上回るレベルまで積分することが可能になる。このことにより、高レベルの背景（周囲）光の存在下で、より暗い肌トーンを測定することが可能になる。好ましい実施形態では、積分はアナログ電子積分器によってアナログドメインで行われる。これらの実施形態では、積分値はアナログ電子積分器にかかる電圧である。例えば、積分は、限定するものではないがセンサ信号と変調基準信号との関数がコンデンサに適用される際に電荷を蓄積するコンデンサなどの、アナログ電子デバイスによって行うことができる。積分値はコンデンサにかかる電圧である。アナログ積分は有益であるが、その理由はこれにより、ノイズを導入すると考えられるデジタルドメインへのセンサ信号（又はセンサ信号から導出される信号）の変換の必要がなくなるからである。代替の実施形態では、積分ステップはデジタルドメインで実行され得る。デジタル積分の使用は、図３に示す例示的な実施形態に示されている変調関数以外の（すなわち５０％デューティサイクルの矩形オン／オフ変調とは異なる）変調関数を説明するための数学的補正が必要な実施形態において有益であり得る。ただし、デジタル積分によって更なるノイズが導入されることになることが留意される。

図３の最終ステップにおいて、積分値が閾値を超えるために必要な変調サイクル数３７０が決定される。つまり、ＬＥＤ３２０が間欠的に動作しセンサ信号が取得される際に、センサ信号の関数が（例えば積信号をコンデンサなどのアナログ電子積分器に入力することによって）連続的に積分される。積分値はしたがって、ＬＥＤ３２０のいくつかの変調（オン／オフ）サイクルの過程の間に大きくなる。各サイクルによる積分値への寄与は肌の反射率に比例する。この場合、積分値が閾値を超えるために必要な変調サイクル数３７０も、肌の反射率に比例する。いくつかの実施形態では、閾値は、アナログ電子積分器（例えばコンデンサ）にかかる電圧に関する値である。

肌パラメータが肌トーンであり且つ２つのＬＥＤ３２０が使用される実施形態では、閾値を超えるために必要なサイクル３７０の数は、ＬＥＤ１についてＮ_１及びＬＥＤ２についてＮ_２と示すことができる。肌トーンは比Ｎ_２／Ｎ_１の関数として与えることができる。上で指摘したように、より暗い肌タイプはより明るい肌タイプよりも反射率が低く、したがってより暗い肌は、積分値が閾値を超えるために、より長い積分時間（すなわちより多くの変調サイクル）が必要となる。この比較的長い積分時間と、変調基準信号及び続く積分の使用による周囲光の除去又は低減とによって、信号対ノイズ比が改善される。このように、本発明は、周囲光の影響を受けず、且つあらゆる肌トーンに対して最適に機能し得る、肌トーンセンサを提供する。

図４のフローチャートは、本発明の様々な実施形態に係る、肌トーンを決定するための方法を示す。方法は２つのＬＥＤユニット、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の変調を含む。ステップ４１０において、積分信号がリセットされる（例えば０にセットされる）。ステップ４２０において、変調された光信号がＬＥＤ１によって放射され、対象者の肌に入射する。ステップ４３０において、肌と相互作用したＬＥＤ１によって放射される光は光センサに入射し、対応する検出器信号（例えばセンサ信号）が変調基準信号と乗算される。この組み合わされた信号はいくつかの変調サイクルの過程にわたって積分され、積分値が閾値を超えるために必要な変調サイクル数が決定される。ステップ４４０及び４５０において、ステップ４２０及び４３０が（ＬＥＤ１とは異なる中心波長の光を放射する）ＬＥＤ２に対して繰り返される。ステップ４６０において、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２に関する決定されたサイクル数の比が取得される。最後にステップ４７０において、この比を使用して肌トーン分類が決定される。

図５のフローチャートは、対象者の肌に関する肌パラメータの値を決定するための、本明細書に記載する技術に係る例示的な方法を示す。この方法は上記した装置４２によって実行され得る。方法はステップ５１０において、第１の光センサによって出力される第１のセンサ信号を受信することで開始される。第１の光センサは、第１の光源によって放射される光を、放射された光が肌と相互作用した後で受信するように配置されている。ステップ５１０で受信された第１のセンサ信号は、第１の光源が第１の中心波長を有する光を間欠的に放射するための第１のデューティサイクルに従って動作している間に出力される。いくつかの実施形態では、第１の光源はＬＥＤである。第１の中心波長は、６４０ｎｍ（ナノメートル）、８７０ｎｍ、可視光に対応する波長、赤外光に対応する波長、６００ｎｍ～７００ｎｍの範囲内の波長、又は８００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内の波長であり得る。いくつかの実施形態では、第１のデューティサイクルは５０％である。第１のセンサ信号は第１の光センサによって出力されるアナログ信号であり得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第１のセンサ信号は電流信号である。

ステップ５２０において、第１のデューティサイクルと関連している第１の変調基準信号が受信される。第１の変調基準信号は好ましくは、第１の光源による光の間欠的な放射の変調周期に対応する変調周期を有する。

ステップ５３０において、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数が積分されて、第１の積分値が決定される。いくつかの実施形態では、関数は第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との積を含む。第１のセンサ信号がアナログ信号である実施形態では、積分するステップはアナログドメインで実行され得る。いくつかの実施形態では、ステップ５３０は、第１のセンサ信号と第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を、１つ又は複数のアナログ電子積分器に入力することを有し得る。これらの実施形態では、第１の積分値は、１つ又は複数のアナログ電子積分器にかかる電圧となる。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のアナログ電子積分器は１つ又は複数のコンデンサである。代替の実施形態では、積分するステップはデジタルドメインで行われる。

ステップ５４０において、第１の積分値が第１の閾値を超えるために必要な、放射される光の第１のサイクル数が決定される。ステップ５３０がアナログドメインで行われるいくつかの実施形態では、第１の閾値は、１つ又は複数のアナログ電子積分器（例えばコンデンサ）にかかる電圧に関する値であり得る。

ステップ５５０において、決定された第１のサイクル数に基づいて肌パラメータの値が決定され得る。

いくつかの実施形態では、ステップ５５０は、決定された第１のサイクル数と決定された第２のサイクル数との関数に基づいて肌パラメータの値を決定することを更に有する。これらの実施形態では、決定された第２のサイクル数は、第２の中心波長を有する光が肌に対して第２のデューティサイクルに従って間欠的に放射される間に出力される第２のセンサ信号に対して、ステップ５１０～５４０を繰り返すことによって取得される。第２のセンサ信号は第１の光センサによって出力されても第２の光センサによって出力されてもよい。第２の中心波長を有する光は第１の光源によって又は第２の光源によって放射され得る。第２の光源はＬＥＤであってもよい。第２の中心波長は第１の中心波長とは異なる。第２の中心波長は、６４０ｎｍ、８７０ｎｍ、可視光に対応する波長、赤外光に対応する波長、６００ｎｍ～７００ｎｍの範囲内の波長、又は８００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内のうちの、いずれかであり得る。いくつかの実施形態では（例えば肌パラメータが肌トーンである場合）、第１の中心波長及び第２の中心波長の一方が可視光に対応する波長（例えば６４０ｎｍ又は６００ｎｍ～７００ｎｍの範囲内の波長）であり、第１の中心波長及び第２の中心波長の他方が赤外光に対応する波長（例えば８７０ｎｍ又は８００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内の波長）である。好ましい実施形態では、第２のデューティサイクルは５０％である。

これらの実施形態では、図５のステップ５５０は、第２のデューティサイクルと関連している第２の変調基準信号を受信することを更に有する。第２の変調基準信号は好ましくは、第２の中心波長を有する光の間欠的な放射の変調周期に対応する変調周期を有する。

これらの実施形態では、ステップ５５０は、第２の積分値を決定するために、第２のセンサ信号と第２の変調基準信号との関数を積分することを更に有し得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、関数は第２のセンサ信号と第２の変調基準信号との積を含む。第２のセンサ信号がアナログ信号である実施形態では、積分するステップはアナログドメインで実行され得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、積分するステップは、第２のセンサ信号と第２の変調基準信号との関数から得られる第２の関数出力信号を、１つ又は複数のアナログ電子積分器に入力するステップを有し得る。第２の積分値は、１つ又は複数のアナログ電子積分器にかかる電圧となる。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のアナログ電子積分器は１つ又は複数のコンデンサである。代替の実施形態では、積分するステップはデジタルドメインで実行される。

これらの実施形態では、ステップ５５０は、上述した第２のサイクル数を、第２の積分値が第２の閾値を超えるために必要な、第２の中心波長を有する光のサイクル数として決定することを更に有し得る。積分がアナログドメインで行われる実施形態では、第２の閾値は、１つ又は複数のアナログ電子積分器（例えばコンデンサ）にかかる電圧に関する値であり得る。第２の閾値は第１の閾値と同じ値又は異なる値であり得る。

これらの実施形態のうちのいくつかでは、決定された第１のサイクル数と決定された第２のサイクル数との関数は、決定された第１のサイクル数と決定された第２のサイクル数の比であるか、又はそれを含む。これらの実施形態のうちのいくつかでは、決定される肌パラメータは肌トーンである。

この結果、肌パラメータに関する値を決定するための改善された方法及び装置が提供される。

本明細書に記載されている原理及び技術の実施に際して、当業者は、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲を検討することによって、開示される実施形態の変形形態を理解及び実現することができる。請求項において、単語「備える、含む、有する」は他の要素又はステップを除外せず、単数形は複数を除外しない。単一プロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載されたいくつかの事項の機能を果たす場合がある。特定の手法が互い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、これらの手法の組合せが有利に使用され得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一緒に又はその一部として供給され得る光学ストレージ媒体又はソリッドステート媒体などの好適な媒体に保存又は分散されてもよいが、また他の形態で、例えばインターネット又は他の有線若しくはワイヤレスの電気通信システムを介して、分散されてもよい。請求項におけるいかなる参照符号も、その範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims

対象者の肌に関する肌パラメータの値を決定するための方法であって、前記方法は、
第１の光源によって放射された光が前記肌と相互作用した後で当該光を受信する第１の光センサによって出力される第１のセンサ信号を受信するステップであって、前記第１のセンサ信号は、前記第１の光源が光を間欠的に放射するための第１のデューティサイクルに従って動作している間に出力され、放射される光は第１の中心波長を有する、受信するステップと、
前記第１のデューティサイクルと関連している第１の変調基準信号を受信するステップと、
第１の積分値を決定するために、前記第１のセンサ信号と前記第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を積分するステップと、
前記第１の積分値が第１の閾値を超えるために必要な、放射される光の第１のサイクル数を決定するステップと、
決定された前記第１のサイクル数に基づいて前記肌パラメータの前記値を決定するステップと、を有する、方法。
前記第１の変調基準信号は前記第１のデューティサイクルの変調周期に対応する変調周期を有する、請求項１に記載の方法。
前記第１の変調基準信号と、前記第１のセンサ信号と前記第１の変調基準信号との前記関数とによって、前記第１の関数出力信号は、前記第１のデューティサイクルのうちの前記第１の光源が光を放射中である部分については前記第１のセンサ信号の第１の整数倍に対応し、前記第１のデューティサイクルのうちの前記第１の光源が光を放射していない部分については前記第１のセンサ信号の前記第１の整数倍を反転したものに対応するものになる、請求項１に記載の方法。
前記第１のセンサ信号は前記第１の光センサによって出力されるアナログ信号であり、前記積分するステップは前記第１の関数出力信号をアナログドメインで積分するステップを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
前記積分するステップは前記第１の関数出力信号を１つ又は複数のアナログ電子積分器に入力することを有する、請求項４に記載の方法。
前記第１の積分値は前記１つ又は複数のアナログ電子積分器にかかる電圧である、請求項５に記載の方法。
前記積分するステップは前記第１の関数出力信号をデジタルドメインで積分することを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の光源又は第２の光源によって放射された光が前記肌と相互作用した後で当該光を受信する前記第１の光センサ又は第２の光センサによって出力される、第２のセンサ信号を受信するステップであって、前記第２のセンサ信号は、前記第１の光源又は前記第２の光源が、前記第１の中心波長とは異なる第２の中心波長を有する光を間欠的に放射するための第２のデューティサイクルに従って動作している間に出力される、受信するステップと、
前記第２のデューティサイクルと関連している第２の変調基準信号を受信するステップと、
第２の積分値を決定するために、前記第２のセンサ信号と前記第２の変調基準信号との関数から得られる第２の関数出力信号を積分するステップと、
前記第２の積分値が第２の閾値を超えるために必要な、前記第２の中心波長を有する光の第２のサイクル数を決定するステップと、を更に有し、
前記肌パラメータの前記値を決定するステップは、決定された前記第１のサイクル数と決定された前記第２のサイクル数との関数に基づいて前記肌パラメータの前記値を決定するステップを有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
コンピュータ可読コードが具現化されてい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、好適なコンピュータ又はプロセッサによって実行されると前記コンピュータ又はプロセッサに請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータ可読媒体。
対象者の肌に関する肌パラメータの値を決定するための装置であって、前記装置は、
第１の光源によって放射された光が前記肌と相互作用した後で当該光を受信する第１の光センサによって出力される、第１のセンサ信号を受信し、前記第１のセンサ信号は、前記第１の光源が光を間欠的に放射するための第１のデューティサイクルに従って動作している間に出力され、放射される光は第１の中心波長を有し、
前記装置は、
前記第１のデューティサイクルと関連している第１の変調基準信号を受信し、
第１の積分値を決定するために、前記第１のセンサ信号と前記第１の変調基準信号との関数から得られる第１の関数出力信号を積分し、
前記第１の積分値が第１の閾値を超えるために必要な、前記放射される光の第１のサイクル数を決定し、
決定された前記第１のサイクル数に基づいて前記肌パラメータの前記値を決定する、装置。
前記第１の変調基準信号は前記第１のデューティサイクルの変調周期に対応する変調周期を有する、請求項１０に記載の装置。
前記第１の変調基準信号と、前記第１のセンサ信号と前記第１の変調基準信号との前記関数とによって、前記第１の関数出力信号は、前記第１のデューティサイクルのうちの前記第１の光源が光を放射中である部分については前記第１のセンサ信号の第１の整数倍に対応し、前記第１のデューティサイクルのうちの前記第１の光源が光を放射していない部分については前記第１のセンサ信号の前記第１の整数倍を反転したものに対応するものになる、請求項１０に記載の装置。
前記装置は１つ又は複数のアナログ電子積分器を備え、前記装置は前記第１の関数出力信号を前記１つ又は複数のアナログ電子積分器に入力することによって前記第１の関数出力信号を積分する、請求項１０、１１、又は１２に記載の装置。
前記装置はデジタルドメインで積分することによって前記第１の関数出力信号を積分する、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の装置。
前記装置は更に、（ｉ）前記第１の光源又は第２の光源によって放射された光が前記肌と相互作用した後で当該光を受信する前記第１の光センサ又は第２の光センサによって出力される、第２のセンサ信号を受信し、前記第２のセンサ信号は、前記第１の光源又は前記第２の光源が、前記第１の中心波長とは異なる第２の中心波長を有する光を間欠的に放射するための第２のデューティサイクルに従って動作している間に出力され、（ｉｉ）前記第２のデューティサイクルと関連している第２の変調基準信号を受信し、（ｉｉｉ）第２の積分値を決定するために、前記第２のセンサ信号と前記第２の変調基準信号との関数から得られる第２の関数出力信号を積分し、（ｉｖ）前記第２の積分値が第２の閾値を超えるために必要な、前記第２の中心波長を有する光の第２のサイクル数を決定し、前記装置は、決定された前記第１のサイクル数と決定された前記第２のサイクル数との関数に基づいて前記肌パラメータの前記値を決定する、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の装置。
請求項９から１５のいずれか一項に記載の装置と、
前記第１の中心波長を有する光を間欠的に放射するための前記第１のデューティサイクルに従って動作する前記第１の光源と、
前記第１のセンサ信号を出力する前記第１の光センサと、
を備える、システム。