JP7201960B2 - レーザー治療のための領域の分割方法及びそれを用いたレーザー治療方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、治療などの目的で人間の顔やその他の皮膚などのオブジェクトの表面にレーザーを照射する方法及び装置に関する。

今日、治療などの目的のためにレーザービームを皮膚に照射して施術する多種多様なレーザー治療技法が開発されており、レーザー治療技法の利用のための医療用のレーザー装置への取り組みもまた盛んに行われている。

レーザーを用いた治療技法は、脱毛の防止や発毛の促進、剥皮、皮膚の再生、または美白や、シワ、斑点、シミ、くすみ及び色素の除去など種々の目的で利用されている。

しかしながら、従来には、レーザー治療装置をユーザー、例えば、医者がマニュアルで操作しながら治療を行っていた。

これに伴い、治療の精度が低下することにより、治療の信頼性が低下し、医者などの施術者がレーザー治療を専担して治療のために長い時間を割り当てて長時間の治療への集中力を保ち難いという問題などがある。

本発明は、顔などの曲面状のオブジェクトに効率よくレーザーを照射して治療効果を向上させることのできるレーザー治療のための領域の分割方法及びそれを用いたレーザー治療方法及び装置を提供することにその目的がある。

本発明の一実施形態によるレーザー治療のための領域の分割方法は、レーザーを照射して治療しようとするオブジェクトの領域を複数の治療領域に分割し、オブジェクトの３次元イメージを構成するステップと、前記３次元イメージを用いて、前記オブジェクトの表面に位置する複数のポイントのそれぞれに対する垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）を求めるステップと、前記求められた垂直ベクトルの類似度に基づいて、前記オブジェクトの表面上のポイントを一つ以上のグループに分類するステップと、同一のグループに分類されたポイントのうちの少なくとも一部を含む閉曲線を生成して治療領域を設定するステップと、を含む。

本発明の一実施形態によるレーザー治療方法は、レーザーを照射して治療しようとするオブジェクトの領域を複数の治療領域に分割して治療し、オブジェクトの３次元イメージを構成するステップと、前記３次元イメージを用いて、前記オブジェクトの表面に位置する複数のポイントのそれぞれに対する垂直ベクトルを求めるステップと、前記求められた垂直ベクトルの類似度に基づいて、前記オブジェクトの表面上のポイントを一つ以上のグループに分類するステップと、同一のグループに分類されたポイントのうちの少なくとも一部を含む閉曲線を生成して治療領域を設定するステップと、前記治療領域を通るガイド経路（Ｇｕｉｄｅ Ｐａｔｈ）を設定するステップと、前記ガイド経路に配置される複数のレーザー照射ポイントを設定するステップと、前記オブジェクトの表面のうち、前記レーザー照射ポイントにそれぞれ対応する位置にレーザーを順次に照射するステップと、を含む。

本発明の一実施形態によるレーザー治療装置は、レーザーを照射して治療しようとするオブジェクトの領域を複数の治療領域に分割して治療し、オブジェクトの３次元イメージを構成して、前記オブジェクトの表面にレーザーが照射される治療領域、前記治療領域を通るガイド経路及び前記ガイド経路に配置されるレーザー照射ポイントを設定するためのビジョン制御部と、前記オブジェクトの表面のうち、前記レーザー照射ポイントにそれぞれ対応する位置にレーザーを順次に照射するためのレーザー部と、前記設定されたガイド経路及びレーザー照射ポイントに基づいて、前記レーザー部の移動及びレーザー照射を制御するためのモーション制御部と、を備え、前記ビジョン制御部は、前記３次元イメージを用いて、前記オブジェクトの表面に位置する複数のポイントのそれぞれに対する垂直ベクトルを求め、前記求められた垂直ベクトルの類似度に基づいて、前記オブジェクトの表面上のポイントを一つ以上のグループに分類し、同一のグループに分類されたポイントのうちの少なくとも一部を含む閉曲線を生成して治療領域を設定する。

一方、上記の方法は、コンピューターにて実行させるためのプログラムを記録したコンピューターにて読み取り可能な記録媒体によって実現されてもよく、プログラムそれ自体として提供されてもよい。

また、前記レーザー治療装置は、インターネットなどの有無線ネットワークを用いて外部サーバーと連動して上述したように制御されてもよい。

本発明の実施形態によれば、レーザー治療の精度及び安定性を向上させることができ、医者などの施術者がレーザー治療のために費やす時間を短縮させ、長時間の治療をより効率よく行うことができるという効果がある。

本発明の他の実施形態によれば、垂直ベクトル間の角度の類似度に基づいて、オブジェクトの表面上のポイントを分類して、閉曲線を生成してオブジェクト領域を複数の治療領域に分割してレーザーを照射することにより、レーザー治療装置の動き過ぎによる振動を低減させることができる。

特に、レーザーを照射するエンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）が取り付けられたロボットアーム（Ｒｏｂｏｔ－Ａｒｍ）を用いてレーザーを照射する場合において、エンドエフェクターの動き及びそれに伴う振動を低減させて、レーザー照射の正確性をさらに向上させることができ、それと共に、患者がより楽な状態で治療を受けるようにする。

本発明のさらに他の実施形態によれば、治療領域の内部及び外部における移動速度及び周波数を調節できるようにして、レーザー照射ポイントの位置をより精度よく制御することができる。

本発明によるレーザー治療装置の全体的な構成に対する実施形態を説明するための図である。 本発明によるレーザー治療装置の全体的な構成に対する実施形態を説明するための図である。 本発明によるレーザー治療装置の全体的な構成に対する実施形態を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療のための領域の分割方法を示すフローチャートである。 分割された複数の治療領域に対する一例を示す図である。 オブジェクトの表面上のポイントの垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）の類似度に基づいて治療領域を分割する方法に対する実施形態を説明するための図である。 オブジェクトの表面上のポイントの垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）の類似度に基づいて治療領域を分割する方法に対する実施形態を説明するための図である。 オブジェクトの表面上のポイントの垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）の類似度に基づいて治療領域を分割する方法に対する実施形態を説明するための図である。 オブジェクトの表面上のポイントの垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）の類似度に基づいて治療領域を分割する方法に対する実施形態を説明するための図である。 オブジェクトの表面上のポイントの垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）の類似度に基づいて治療領域を分割する方法に対する実施形態を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるレーザー治療方法を示すフローチャートである。 レーザー部が移動するガイド経路に対する実施形態を説明するための図である。 レーザー部が移動するガイド経路に対する実施形態を説明するための図である。 レーザー部が移動するガイド経路に対する実施形態を説明するための図である。 レーザー部が移動するガイド経路に対する実施形態を説明するための図である。 レーザー部が移動するガイド経路に対する実施形態を説明するための図である。 レーザー部が移動するガイド経路に対する実施形態を説明するための図である。 レーザー照射ポイントの位置を調整する方法に対する一実施形態を説明するための図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明によるレーザー治療のための領域の分割方法、それを用いたレーザー治療方法及び装置について詳しく説明する。

本発明は、様々な変更を加えることができ、種々の実施形態を有することができるので、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明において詳しく説明する。これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物ないし取替物を含むものと理解されるべきである。

本発明を説明するに当たって、この開示において用いられる「第１の」、「第２の」などの用語は、様々な構成要素を説明するのに使用可能であるが、前記構成要素は、前記用語によって何等限定されない。前記の用語は、ある構成要素を他の構成要素から区別する目的でしか使えない。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しない範囲内において第１の構成要素は第２の構成要素と命名されてもよく、同様に、第２の構成要素もまた第１の構成要素と命名されてもよい。

及び／又はという用語は、複数の関連する記載の項目の組み合わせ又は複数の関連する記載の項目のうちのいずれか一つの項目を含んでいてもよい。

また、ある構成要素が他の構成要素と「連結」されているとか、「接続」されているとか、と言及された場合、前記ある構成要素が前記他の構成要素に直接的に連結されたり接続されたりすると理解してもよいが、新たな他の構成要素を介して連結されたり接続されたりすると理解してもよい。これに対し、ある構成要素が他の構成要素と「直接的に連結」されているとか、「直接的に接続されている」とか、と言及されたときには、新たな他の構成要素を介して連結されたり接続されたりしないと理解されるべきである。

この開示において用いた用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであり、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈からみて明らかに他の意味を有さない限り、複数の表現を含むことができる。

この開示において、「備える」、「含む」または「有する」などの用語は、明細書に記載の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものに過ぎず、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解すべきである。

この開示に用いられる全ての技術的用語及び科学的用語は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、当該技術分野の当業者にとって一般的に理解される意味を有する。一般に用いられる、辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、この開示において明らかに定義しない限り、理想的な意味として、または過度に形式的な意味として解釈されない。

なお、以下の実施形態は、当該業界において平均的な知識を有する者により完全に本発明を説明するために提供されるものであり、図中の要素の形状及び大きさなどは、より明確な説明のために誇張されてもよい。

以下では、説明のしやすさのために、患者の顔皮膚にレーザーを照射する場合を例にとって説明するが、本発明による装置及び方法は、所定のオブジェクトの表面にレーザーを照射するものであれば、いかなるものにも適用可能である。

図１から図３は、本発明によるレーザー治療装置の全体的な構成に対する実施形態を説明するためのものである。

図１を参照すると、レーザー治療装置１０は、スキャナー（Ｓｃａｎｎｅｒ）３００と、ロボットアーム（Ｒｏｂｏｔ－Ａｒｍ）１００及び制御部２００を備えてなってもよい。

スキャナー３００は、オブジェクトをスキャンして、ローデータ（生データ、Ｒａｗ Ｄａｔａ）を収集してもよい。ここで、ローデータは、２次元イメージ（２Ｄ Ｉｍａｇｅ）と深さ情報（Ｄｅｐｔｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を含んでいてもよい。

前記２次元イメージ（２Ｄ Ｉｍａｇｅ）は、カラー情報を含んでいてもよく、患者の皮膚のカラー情報に従って、毛細血管拡張症などの特定の症状に対する診断が可能であってもよい。なお、前記２次元イメージ（２Ｄ Ｉｍａｇｅ）と深さ情報（Ｄｅｐｔｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて、患者顔の毛孔の大きさ、位置、深さなどが検出されてもよい。

このために、スキャナー３００は、図２の場合のように、２次元カラーイメージ（２Ｄ Ｉｍａｇｅ）を撮影するカラーセンサー３１０と、３次元深さデータ（３Ｄ Ｄｅｐｔｈ Ｄａｔａ）を取得するＩＲプロジェクター３２０及びＩＲセンサー３３０を備えていてもよい。

ＩＲプロジェクター３２０がＩＲ光をオブジェクト４００の表面、すなわち、患者の皮膚に照射すれば、ＩＲセンサー３３０がオブジェクト４００の表面に反射されるＩＲ光を検出して深さデータを取得してもよい。

カラーセンサー３１０は、オブジェクトの表面を撮影して、２次元カラーイメージを取得してもよい。

ロボットアーム１００は、図３に示すように、エンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ；ＥＥ）１０１を取り付け、制御部２００の制御に応じて、オブジェクト４００の表面にレーザーを照射してもよい。詳しくは、ロボットアーム１００は、ガイド経路ＧＰに対応して、オブジェクト４００の表面にレーザーを照射してもよい。レーザーは、エンドエフェクター１０１を介して放出されてもよい。このようなロボットアーム１００をマニピュレーター（Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ）と見なしてもよい。

制御部２００は、レーザー治療装置１０の全般的な機能及び動作を制御してもよい。

制御部２００は、ビジョン制御部２１０とモーション制御部２２０を備えていてもよい。

ビジョン制御部２１０は、スキャナー３００から２次元イメージと深さ情報を含むローデータを伝送され、伝送されたローデータに基づいて、オブジェクト４００の３次元イメージを構成してもよい。

ここで、前記ローデータの原点（ｏｒｉｇｉｎ）と座標の方向は、オブジェクト４００、例えば、顔の形状（ｓｈａｐｅ）と大きさ（ｖｏｌｕｍｅ）に応じて変化してもよく、スキャナー３００のスキャンの開始点など様々な原因によって変化してもよい。

また、ビジョン制御部２１０は、前記ローデータを整列（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）して、座標を調整してもよい。そのために、ビジョン制御部２１０は、顔認識（ｆａｃｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）アルゴリズムを用いて、オブジェクトの目と鼻などの位置を検出して、整列同次行列（ａｌｉｇｎｉｎｇ ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ｍａｔｒｉｘ）を取得してもよい。

ビジョン制御部２１０は、３次元イメージ上におけるオブジェクト４００の表面上に関心領域（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ；ＲＯＩ）を設定してもよい。

関心領域ＲＯＩは、レーザーの照射が必要な部分を含む領域であってもよく、これは、ユーザー（例えば、医者）によって設定されてもよく、又は、前記３次元イメージの処理によって自動的に設定されてもよい。

例えば、ユーザーは、顔表面上に４つのコーナーポイント（ｃｏｎｅｒ ｐｏｉｎｔｓ）をクリックして、前記関心領域ＲＯＩを設定してもよい。この場合、それぞれのコーナーポイントに対応する垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）が取得され得る。

前記垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）とは、オブジェクト、例えば、顔の表面がなす曲面に垂直なベクトルを意味するものであり、法線ベクトルとも呼ばれる。

一方、ビジョン制御部２１０は、スキャナー３００から伝送されたデータに基づいて、オブジェクト４００の表面の色（Ｃｏｌｏｒ）又は明暗のうちの少なくとも一方を判別し、これに基づいて、関心領域を設定してもよい。

詳しくは、ビジョン制御部２１０は、スキャナー３００が撮影したオブジェクト４００の２次元カラーイメージからオブジェクト４００の表面において、色が周りとは異なる部分及び／又は明暗が周りとは異なる部分を検出してもよい。併せて、色及び／又は明暗が周りとは異なる部分を含むように関心領域を設定することが可能である。

より具体的に、特定の部分が暗く見えるのは、主として色素又は血管の深さ又は存在などによるものであってもよく、これとは異なって、皮膚のうねり（ｃｏｎｔｏｕｒ）による影になる領域によるものであってもよい。

そこで、顔の色素又は血管などによって暗く見えることと、皮膚のうねりによって影になる領域において暗く見えることを区別するためのアルゴリズムが適用されてもよく、このような区別によって皮膚科的な治療方法、エネルギーの放出（ｅｍｉｓｓｉｏｎ）及び照射（ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）に関する設定（ｓｅｔｔｉｎｇ）が異なってきてもよい。

例えば、皮膚のうねりによって影になる領域が発生する場合には、老化に起因して皮膚が垂れ下がったり皮下脂肪層が委縮したりするため、弾力治療、脂肪移植、フィラーなどの治療が行われなければならない。

また、傷跡によって影になる領域が発生した場合、傷跡の治療が必要であってもよい。

以下では、オブジェクトの表面においてレーザーが照射されて治療が必要な部分を治療領域（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｔｈｅｒａｐｙ；ＲＯＴ）と称してもよい。

例えば、前記治療領域ＲＯＴは、人間の皮膚に生じる斑点、シミ、そばかす、火傷の痕跡、入れ墨、にきびの痕跡、くま、傷跡（残痕）などであってもよいが、本発明は、これに何等限定されず、様々な種類、波長又は周波数のレーザーを照射して治療可能な領域であってもよい。

上述したような色及び／又は明暗が周りとは異なる部分が、ビジョン制御部２１０によって前記治療領域ＲＯＴであると判断されてもよい。

本発明の一実施形態によれば、上述したように、関心領域ＲＯＩと治療領域ＲＯＴが別途に設定されてもよいが、必要に応じて、実際にレーザーが照射されるべき治療領域ＲＯＴのみが設定されてもよい。

ビジョン制御部２１０は、上述したように判断（又は、設定）された情報に基づいて、レーザー治療のためのオブジェクト上の移動パターンを構成し、前記移動パターンは、前記関心領域ＲＯＩ又は治療領域ＲＯＴを通るガイド経路（Ｇｕｉｄｅ Ｐａｔｈ；ＧＰ）を設定することによって構成されてもよい。

その後、ビジョン制御部２１０は、前記ガイド経路ＧＰに配置される複数のポイントを設定する。前記複数のポイントは、オブジェクトの表面上にレーザーが照射されるべき位置を示すものであり、２次元イメージ上において表示されるガイド経路ＧＰ上のポイントが３次元イメージの上に投影（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）されてもよい。

また、ビジョン制御部２１０は、前記ガイド経路ＧＰに配置される複数のポイントのうち、治療領域ＲＯＴ内に位置するポイントのみを選択して、オブジェクトの表面上において実際にレーザーが照射されるべきレーザー照射ポイントを取得してもよい。

モーション制御部２２０は、ビジョン制御部２１０によって取得された情報に基づいて、ロボットアーム１００の動作を制御して、レーザーを放出するエンドエフェクター１０１がオブジェクトの表面に隣り合って移動しながらレーザーを照射できるようにする。

ここで、レーザーが放出される間に、エンドエフェクター１０１とオブジェクトの表面との間隔は、移動中にも一定に保たれることが好ましく、前記間隔は、レーザーの焦点距離に基づいて設定されてもよい。

例えば、モーション制御部２２０は、前記ビジョン制御部２１０において設定されたガイド経路ＧＰ及びレーザー照射ポイントに基づいて、ロボットアーム１００のレーザー部の移動及びレーザー照射を制御してもよい。

また、モーション制御部２２０は、状況に応じて、ロボットアーム１００を緊急に停止してレーザーの照射を緊急に中断してもよい。例えば、医者又は患者の動作や音声などによってロボットアーム１００の動作が停止されるようにしてもよい。

本発明によるレーザー治療装置１０は、手動モード及び自動モードにおいてそれぞれ動作してもよい。

例えば、自動モードにおいては、スキャナー３００がオブジェクト４００の表面をスキャンして、オブジェクト４００の表面に関する情報を取得し、これに基づいて、制御部２００がロボットアーム１００を制御して、オブジェクト４００の表面にレーザーを照射してもよい。

これに対し、手動モードにおいては、制御権をユーザー、例えば、医者に委任してもよい。手動モードにおいては、ロボットアーム１００がユーザーの制御に応じて動作してもよい。

本発明によるレーザー治療装置１０を用いたレーザーの照射方法について、添付図面に基づいて詳しく説明すれば、次の通りである。

図４から図１９は、本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の動作を説明するために示したものであり、以下、レーザー治療装置１０の動作及び構成のうち、図１から図３を参照して説明した内容と同じ内容についての説明は省略する。

図４を参照すると、現在の設定モードが自動モードであるか否かが判断され（ステップＳ１００）、自動モードではない場合、手動モードであるか否かが判断される（ステップＳ１１０）。

例えば、ユーザーは、レーザー治療装置１０に配備されたボタン又はタッチスクリーンに配備されたユーザーインターフェースを用いて入力して、手動モード又は自動モードのうちのどちらか一方を選択して設定することが可能である。

前記ステップＳ１１０における判断の結果、手動モードではない場合には、予め設定された他の機能（Ｄｅｆａｕｌｔ）を行う（ステップＳ１２０）。

一方、手動モードである場合、手動モードの設定を確認し（ステップＳ１３０）、ユーザーに制御権を委任する（ステップＳ１４０）。

ここで、「制御権をユーザーに委任する」とは、制御部２００が自ら判断してロボットアーム１００を動作させることを制限することを意味してもよい。

手動モードでは、ユーザーが自分の力でロボットアーム１００を動作させながらレーザー治療を行ってもよい。

また、半自動モード（Ｓｅｍｉ－ａｕｔｏ ｍｏｄｅ又はＲＡＭＩ（Ｒｏｂｏｔ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｍａｎｕａｌ Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ） ｍｏｄｅ）である場合、ユーザーがオブジェクト４００の表示された画面において指、マウス、ペンマウス、ペンなどを用いて施術ポイントを動かすと、ロボットアーム１００がそれに応じてレーザー照射ポイントを移動させながらレーザー治療を行ってもよい。

一方、前記ステップＳ１００における判断の結果、自動モードである場合、スキャナー３００が制御部２００の制御に応じてオブジェクト４００の表面をスキャンする（ステップＳ１５０）。スキャナー３００のスキャンの結果として、２次元イメージと深さ情報を含むローデータが生成されてもよい。

その後、ビジョン制御部２１０は、スキャナー３００が取得したローデータに基づいて、３次元イメージを構成する（ステップＳ１６０）。

例えば、図５の（Ａ）のような人間の頭部形状の石こう像（Ｐｌａｓｔｅｒ Ｃａｓｔ）をスキャンすれば、図５の（Ｂ）のような形状に３次元イメージを構成することができる。

以下では、説明のしやすさのために、オブジェクト４００について、人間の頭部形状の石こう像を例にとって説明する。

３次元イメージを構成した後、３次元イメージにおけるオブジェクト４００の表面上に関心領域ＲＯＩが設定される（ステップＳ１７０）

例えば、図５の（Ｃ）の場合のように、３次元イメージにおけるオブジェクト４００の表面に第１のコーナーポイント（Ｐｃｏｒ、１）、第２のコーナーポイント（Ｐｃｏｒ、２）、第３のコーナーポイント（Ｐｃｏｒ、３）及び第４のコーナーポイント（Ｐｃｏｒ、４）を設定してもよい。その後、第１、第２、第３及び第４のコーナーポイントを頂点として区切られる領域を関心領域ＲＯＩとして設定してもよい。

ここでは、４つのコーナーポイントを用いて関心領域ＲＯＩを設定したが、状況に応じて、用いられるコーナーポイントの数は変更されてもよい。例えば、３つ以上のコーナーポイントを用いて関心領域ＲＯＩを設定することが可能である。

以下では、説明のしやすさのために、第１のコーナーポイント（Ｐｃｏｒ、１）を第１のポイントＰ１と称し、第２のコーナーポイント（Ｐｃｏｒ、２）を第２のポイントＰ２と称し、第３のコーナーポイント（Ｐｃｏｒ、３）を第３のポイントＰ３と称し、そして第４のコーナーポイント（Ｐｃｏｒ、４）を第４のポイントＰ４と称する。

その後、関心領域ＲＯＩを通るガイド経路ＧＰが設定される（ステップＳ１８０）。

例えば、図６に示すように、関心領域ＲＯＩ内においてガイド経路ＧＰを設定することが可能である。

ガイド経路ＧＰの開始点、すなわち、レーザーを照射し始める点はＰｓと表示され、ガイド経路ＧＰの終了点、すなわち、レーザー照射が終了する点はＰｔと表示される。

その後、ガイド経路ＧＰに対応して、オブジェクトの表面上のレーザー照射ポイントに順次にレーザーが照射される（ステップＳ１９０）。

ガイド経路ＧＰは、ロボットアーム１００がレーザーを照射する経路を含んでいてもよい。言い換えれば、ロボットアーム１００は、ガイド経路ＧＰに対応して移動しながら、オブジェクトの表面にレーザーを照射することが可能である。

ガイド経路ＧＰは、レーザーの弾着点をつなげた経路を含むものと見なしてもよい。

一方、関心領域ＲＯＩは、オブジェクト４００の表面の色、明暗、うねり（ｃｏｎｔｏｕｒ）、テクスチャー（ｔｅｘｔｕｒｅ）及び皮膚の厚さのうちの少なくとも一つに基づいて設定されてもよい。これについて、添付の図７を参照して説明すれば、次の通りである。

図７を参照すると、関心領域ＲＯＩを設定する前記ステップＳ１７０においては、まず、オブジェクト４００の表面の色及び／又は明暗が判別される（ステップＳ１７１）。ここで、オブジェクト４００の２次元カラーイメージからオブジェクト４００の表面の色及び／又は明暗が判断されてもよい。

その後、判別値が予め設定された基準値と比較され（ステップＳ１７２）、判別値を比較／分析した結果に従って、オブジェクト４００の表面において、色又は明暗のうちの少なくとも一方が周りとは異なる治療領域ＲＯＴが検出される（ステップＳ１７３）。

例えば、オブジェクト４００の表面において、色、明暗、うねり（ｃｏｎｔｏｕｒ）及びテクスチャー（ｔｅｘｔｕｒｅ）のうちの少なくとも一つに基づいて、一般領域ＲＯＮと治療領域ＲＯＴとが区切られてもよい。

図８に示すように、合計で１６個の単位領域（Ｕｎｉｔ Ａｒｅａ）が４×４形式に配列されてなる場合、それぞれの単位領域に表示された数字は、輝度値（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｖａｌｕｅ）を意味してもよい。

ここで、基準となる輝度値が４０であると仮定したとき、輝度値が４０よりも小さい（１，１）、（２，１）、（３，１）、（３，２）、（３，３）、（３，４）、（４，１）、（４，２）、（４，３）及び（４，４）の単位領域を治療領域ＲＯＴと判別してもよい。

残りの部分は、一般領域（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｎｏｒｍａｌ；ＲＯＮ）としてもよい。

治療領域ＲＯＴの輝度は、他の部分、すなわち、一般領域ＲＯＮの輝度よりも低いため、相対的にさらに暗くなる場合がある。これと同様に、治療領域ＲＯＴのカラーは、一般領域ＲＯＮのカラーよりも濃くても良い。「カラーが濃い」とは、さらに暗いことを意味してもよい。

このように、治療領域ＲＯＴの輝度値は、予め設定された基準となる輝度値よりも低い部分であるとも言える。基準となる輝度値は、オブジェクト４００の表面の状態、特徴（例えば、うねり又はテクスチャーなど）、カラートーンなどの要因に応じて種々に変更されてもよい。

ここで、前記基準となる輝度値は定数であってもよいが、好ましくは、患者の個々人又は治療部位別に異なるように設定されてもよい。例えば、治療領域ＲＯＴに隣接する部分と皮膚トーンを一致させるために、周りの領域の輝度値などを考慮して可変になってもよい。

顔が全体的に明るい白人（白色人種）の場合には、基準となる輝度値を相対的に高く設定してもよい。これは、顔が全体的に明るい場合には、斑点、シミなどの治療が必要な部分、すなわち、治療領域がさらに際立って見えるからである。

これに対し、顔が白人に比べて全体的に暗い黄色人の場合には、基準となる輝度値を白人に比べて相対的に低く設定してもよい。

以上においては、輝度値に応じて治療領域ＲＯＴを検出することを例にとって本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、これに何ら限定されず、色相値（例えば、ＲＢＧ三原色のそれぞれの値又はＲＧＥ三原色値間の比率など）に応じて治療領域ＲＯＴが検出されてもよい。

治療領域ＲＯＴを検出した後に、関心領域ＲＯＩが設定される（ステップＳ１７４）。

上述したように、関心領域ＲＯＩは、治療領域ＲＯＴを含み、関心領域ＲＯＩと治療領域ＲＯＴは、同一に設定されてもよい。

図９の（Ａ）に示す場合において、オブジェクト４００の表面上の所定の領域Ｒ１に周りの一般領域ＲＯＮとは輝度、カラー、うねり、テクスチャーなどが異なる治療領域ＲＯＴが含まれている場合を想定し、治療領域ＲＯＴの形状は、説明のしやすさのために任意に設定したものであり、本発明はこれに限定されるものではない。

この場合、図９の（Ｂ）に示すように、第１のポイントＰ１と第２のポイントＰ２をつなぐ第１のラインＬ１が治療領域ＲＯＴと接し、第２のポイントＰ２と第３のポイントＰ３をつなぐ第２のラインＬ２が治療領域ＲＯＴと接し、第３のポイントＰ３と第４のポイントＰ４をつなぐ第３のラインＬ３が治療領域ＲＯＴと接し、第４のポイントＰ４と第１のポイントＰ１をつなぐ第４のラインＬ４が治療領域ＲＯＴと接するように第１、第２、第３及び第４のポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を設定してもよい。

併せて、第１、第２、第３及び第４のポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４によって画成される領域を関心領域ＲＯＩと設定してもよい。

ここで、治療領域ＲＯＴは、関心領域ＲＯＩ内に含まれていてもよく、関心領域ＲＯＩは、治療領域ＲＯＴのみならず、一般領域ＲＯＮの一部も含んでいてもよい。

以下では、一般領域ＲＯＮにおいて関心領域ＲＯＩに含まれている部分を第２の一般領域ＲＯＮ２と称し、一般領域ＲＯＮにおいて関心領域ＲＯＩに含まれていない部分を第１の一般領域ＲＯＮ１と称してもよい。

図９に示す場合において、関心領域ＲＯＩを設定するとき、隣り合う二つのポイントをつなぐラインが治療領域ＲＯＴに接する場合のみを説明したが、本発明はこれに何等限定されない。

例えば、図１０の場合のように、隣り合う二つのポイントをつなぐラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のうちの少なくとも一つは、治療領域ＲＯＴに接しなくても良い。

ここで、前記ポイントをつなぐラインの本数は、５本以上であってもよい。

このように、関心領域ＲＯＩを設定する方法は、種々に変更可能である。

もし、治療領域ＲＯＴの形状が多角形状である場合には、ポイントの設定位置に応じて治療領域ＲＯＴと関心領域ＲＯＩが同一である場合が発生してもよい。

一方、ガイド経路ＧＰは、治療領域ＲＯＴ内において設定されることが可能である。

例えば、図１１に示すように、治療領域ＲＯＴ内において千鳥状にガイド経路ＧＰを設定することが可能である。

このように、ガイド経路ＧＰは、治療領域ＲＯＴを通り、レーザーは、治療領域ＲＯＴに照射されることが可能である。

一方、レーザー照射の開始段階と終了段階においては、レーザーの強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ， Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）及び／又は周波数を調節することが可能である。これについて述べると、次の通りである。

図１２の（Ａ）を参照すると、レーザーを照射するステップの開始段階においては、レーザーの強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ、 Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）又は周波数のうちの少なくとも一方を徐々に増加させ、照射ステップの終了段階においては、レーザーの強度又は周波数のうちの少なくとも一方を徐々に低減させてもよい。

以下では、レーザーの開始段階を加速区間Ｄ１と称し、レーザーの終了段階を減速区間Ｄ３と称してもよい。

図１２の（Ｂ）に示すように、加速区間Ｄ１においては、ロボットアーム１００の移動速度を増加することができる。すなわち、ロボットアーム１００が加速されてもよい。

加速区間Ｄ１の発生理由は、ロボットアーム１００を動作させるモーターに電力を供給する時点から所望の回転速度に達するまである程度の時間がかかるからである。

併せて、減速区間Ｄ３においては、ロボットアーム１００の移動速度を低減することができる。すなわち、ロボットアーム１００が減速されてもよい。減速区間Ｄ３が発生する理由も加速区間Ｄ１と同様に、ロボットアーム１００を動作させるモーターへの電力の供給を遮断する時点からモーターが停止するまである程度の時間がかかるからである。

このように、加速区間Ｄ１においてレーザーの強度及び／又は周波数を徐々に上昇させ、減速区間Ｄ３においてレーザーの強度及び／又は周波数を徐々に低減させると、レーザーをより均一に照射できることが可能である。

一方、前述したように、レーザーの強度及び／又は周波数を区間別に変化させることにより、レーザーを所望の均一度にて照射させたり、所望の部位により強く又は弱く照射させたり、レーザー照射の重なり合い率を減少又は増加させたりしてもよい。

レーザーの強度及び／又は周波数は、ロボットアーム１００の移動速度と略比例してもよい。

加速区間Ｄ１と減速区間Ｄ３との間の区間は、維持区間Ｄ２であるといえ、前記維持区間Ｄ２においては、レーザーの照射が中断されない限り、レーザーの強度及び／又は周波数は略一定に保たれる。

維持区間Ｄ２においては、ロボットアーム１００の速度は略一定に保たれてもよい。例えば、ロボットアーム１００の加速が終了する時点から減速が開始される時点までの期間Ｄ２の間にロボットアーム１００の速度は一定に保たれてもよく、又は所望の通りに速度の調整が可能であってもよい。

図１３の（Ａ）に示すように、加速区間Ｄ１において階段状にレーザーの強度及び／又は周波数を増加させたり、減速区間Ｄ３において階段状にレーザーの強度及び／又は周波数を減少させたりする場合も可能であってもよい。

この場合、加速区間Ｄ１においてレーザーの強度及び／又は周波数を徐々に上昇させ、減速区間Ｄ３においてレーザーの強度及び／又は周波数を徐々に減少させると見なしてもよい。

一方、ガイド経路ＧＰは、関心領域ＲＯＩ内において治療領域ＲＯＴを逸脱することが可能であってもよい。

例えば、図１４に示すように、関心領域ＲＯＩは、治療領域ＲＯＴと一般領域、すなわち、第２の一般領域ＲＯＮ２を一緒に含む場合に、ガイド経路ＧＰは治療領域ＲＯＴと第２の一般領域ＲＯＮ２を両方とも通過してもよい。

この場合、レーザーは、治療領域ＲＯＴに対応してターンオン（Ｔｒｕｎ－Ｏｎ）され、第２の一般領域ＲＯＮ２に対応してターンオフ（Ｔｕｒｎ－Ｏｆｆ）されることが可能である。

このように、関心領域ＲＯＩ内において治療領域ＲＯＴの形状を問わずにガイド経路ＧＰを設定することが可能である。

また、ガイド経路ＧＰは、治療領域ＲＯＴを通る部分と治療領域ＲＯＴを逸脱して第２の一般領域ＲＯＮ２を通る部分Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を含んでいてもよい。

ロボットアーム１００は、図１５に示すように、ガイド経路ＧＰにおいて第２の一般領域ＲＯＮ２を通る部分に対応しては、レーザーをターンオフ（Ｔｕｒｎ－Ｏｆｆ）させてもよい。言い換えれば、ロボットアーム１００がガイド経路ＧＰに沿ってレーザーを照射する過程において、オブジェクト４００の表面の色、輝度、ＲＧＢ三原色間の比率、高低、厚さなどビジョン制御部２１０から出力される値に従って、レーザーをオン／オフにすると見なしてもよい。

すなわち、ロボットアーム１００がガイド経路ＧＰに対応して移動している間、周りよりも色がさらに濃いか、または、輝度がさらに低い部分、すなわち、治療領域ＲＯＴに対応すれば、レーザーをターンオン（Ｔｕｒｎ－Ｏｎ）させ、周りよりも色がさらに薄いか、または、輝度がさらに高い部分、すなわち、一般領域ＲＯＮに対応すれば、レーザーをターンオフさせてもよいのである。

図１５を参照すると、ロボットアーム１００が第２の一般領域ＲＯＮ２を通る期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の間にレーザーの周波数及び／又は強度が略ゼロに設定されることが分かる。

この場合、ロボットアームの動きを略一定に保持することができて、治療の精度を向上させることができる。

一方、モーション制御部２２０の制御下で、治療領域ＲＯＴの色、輝度、ＲＧＢ三原色間の比率、高低、厚さなどビジョン制御部２１０から出力される値に従って、レーザーの周波数、照射時間、照射回数又は強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）のうちの少なくとも一つを調節することが可能である。

図１６を参照すると、治療領域ＲＯＴは、第１の治療領域ＲＯＴ１と第２の治療領域ＲＯＴ２を含んでいてもよい。

ここで、第２の治療領域ＲＯＴ２の色は、第１の治療領域ＲＯＴ１の色よりも濃くてもよく、第２の治療領域ＲＯＴ２の輝度は、第１の治療領域ＲＯＴ１の輝度よりも低くてもよい。

又は、第２の治療領域ＲＯＴ２の輝度は、予め設定された臨界輝度値よりも低く、第１の治療領域ＲＯＴ１の輝度は、予め設定された臨界輝度値よりも高くてもよい。

この場合、第２の治療領域ＲＯＴ２は、第１の治療領域ＲＯＴ１に比べて集中的な治療が必要な部分であると認められる。

レーザーの開始点Ｐｓから始まって、順次に、ガイド経路ＧＰにおける第２の一般領域ＲＯＮ２と第１の治療領域ＲＯＴ１との境界点を第１の点Ｘ１とし、第１の治療領域ＲＯＴ１と第２の治療領域ＲＯＴ２との境界点を第２の点Ｘ２とし、第２の治療領域ＲＯＴ２と第２の一般領域ＲＯＮ２との境界点を第３の点Ｘ３とし、第２の一般領域ＲＯＮ２と第１の治療領域ＲＯＴ１との境界点を第４の点Ｘ４とし、第１の治療領域ＲＯＴ１と第２の治療領域ＲＯＴ２との境界点を第５の点Ｘ５とし、第２の治療領域ＲＯＴ２と第１の治療領域ＲＯＴ１との境界点を第６の点Ｘ６とし、第１の治療領域ＲＯＴ１と第２の治療領域ＲＯＴ２との境界点を第７の点Ｘ７とし、第２の治療領域ＲＯＴ２と第１の治療領域ＲＯＴ１との境界点を第８の点Ｘ８とする。

図１７に示すように、レーザーの開始点Ｐｓから第１の点Ｘ１までの間及び第３の点Ｘ３から第４の点Ｘ４までの間においては、レーザーをターンオフさせてもよい。例えば、Ｐｓ－Ｘ１区間及びＸ３－Ｘ４区間は、第２の一般領域ＲＯＮ２に含まれる区間であるため、ロボットアーム１００がレーザーを照射しなくてもよい。

一方、Ｘ１－Ｘ２区間、Ｘ４－Ｘ５区間、Ｘ６－Ｘ７区間及び第８の点Ｘ８から減速区間Ｄ３の開始前までの区間においては、レーザーの周波数を第１の周波数ｆ１に設定してもよい。

そして、点Ｘ１、Ｘ３及びＸ４においては、エンドエフェクター１０１の速度の変化、レーザーの最大の単位面積（Ｆｌｕｅｎｃｅ）又はパルス幅（ｐｕｌｓｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ）などの調整によるレーザー照射強度の変化又はレーザー照射周波数の変化に応じて、漸進的な照射条件の変化（ｇｒａｄａｔｉｏｎ）が与えられるようにしてもよい。

また、前記点Ｘ１、Ｘ３及びＸ４以外の点においても、上述したような漸進的な照射条件の変化（ｇｒａｄａｔｉｏｎ）が与えられるようにしてもよい。

これに対し、Ｘ２－Ｘ３区間、Ｘ５－Ｘ６区間及びＸ７－Ｘ８区間においては、レーザーの周波数を第１の周波数ｆ１よりも高い第２の周波数ｆ２に設定してもよい。

この場合、第２の治療領域ＲＯＴ２に相対的にさらに強いレーザーが照射可能になるので、治療効率が向上することができる。

以上においては、レーザーの周波数を変化させてレーザーの強度を調節することを例にとって本発明の一実施形態を説明したが、周波数の他にレーザーの放出（ｅｍｉｓｓｉｏｎ）強度を変化させて治療強度を調節することが可能であってもよい。

図１８の（Ａ）を参照すると、Ｘ１－Ｘ３区間、Ｘ４－Ｘ８区間及び第８の点Ｘ８から減速区間Ｄ３の開始前までの区間においては、レーザーの周波数を第１の周波数ｆ１に同様に設定してもよい。

このように、レーザーの周波数を保った状態で、図１８の（Ｂ）に示すように、加速区間Ｄ１が終了する点から第２の点Ｘ２までの区間、Ｘ３－Ｘ５区間、Ｘ６－Ｘ７区間及び第８の点Ｘ８から減速区間Ｄ３の開始前までの区間においては、ロボットアーム１００の移動速度を第１の速度Ｖ１に設定してもよい。

これに対し、Ｘ２－Ｘ３区間、Ｘ５－Ｘ６区間及びＸ７－Ｘ８区間においては、ロボットアーム１００の移動速度を第１の速度Ｖ１よりも遅い第２の速度Ｖ２に設定してもよい。

この場合、第２の治療領域ＲＯＴ２に相対的にさらに長い間にレーザーが照射可能になるので、治療効率を向上することができ、レーザー照射の重なり合い（ｏｖｅｒｌａｐ）が増える可能性もある。

一方、第２の治療領域ＲＯＴ２に対しては、治療回数を第１の治療領域ＲＯＴ１に比べて相対的にさらに多く設定してもよい。これについて、添付の図１９を参照して以下において説明する。

図１９の（Ａ）は、ロボットアーム１００が関心領域ＲＯＩ内においてガイド経路ＧＰに沿ってオブジェクト４００の表面にレーザーを照射して１回目のレーザー治療を実施する状況を示すものであり、図１９の（Ｂ）は、１回目の治療が終了した後に、２回目の治療を実施する状況を示すものである。

図１９の（Ａ）を参照すると、Ｘ１－Ｘ３区間、Ｘ４－Ｘ８区間及び第８の点Ｘ８から減速区間Ｄ３の開始前までの区間においては、ロボットアーム１００がレーザーを照射し、ここで、レーザーの周波数を第１の周波数ｆ１に同様に設定してもよい。

図１９の（Ｂ）を参照すると、２回目の治療過程においては、第２の治療領域ＲＯＴ２に対応するＸ２－Ｘ３区間、Ｘ５－Ｘ６区間及びＸ７－Ｘ８区間においてロボットアーム１００がレーザーを照射し、ここで、レーザーの周波数を第２の周波数ｆ２と第１の周波数ｆ１との差分に相当する周波数に同様に設定してもよい。

これにより、第２の治療領域ＲＯＴ２においては、第２の周波数ｆ２のレーザーが照射される場合と略同じ治療効果が得られる。

本発明においては、治療効果を高め、治療の精度を向上させるために、図２４の場合のように、ロボットアーム１００のエンドエフェクター１０１がオブジェクト４００の表面にちょうど垂直にレーザーを照射することが好ましい。

このために、ロボットアーム１００は、十分な自由度（Ｄｅｇｒｅｅ Ｏｆ Ｆｒｅｅｄｏｍ；ＤＯＦ）を有することが好ましい。詳しくは、ロボットアーム１００は、少なくとも５自由度を有することが好ましく、例外的な状況に対比して、６自由度を有することがさらに好ましい。

図２０は、本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の構成を示すものであって、レーザー放出部（Ｌａｓｅｒ Ｅｍｉｔｔｅｒ）、モーター（Ｍｏｔｏｒ）、モータードライブ（Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅ）、反射ミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）及びエンドエフェクターＥＥを備えるロボットアーム１００が人間の頭部形状の石こう像であるオブジェクト４００の表面にレーザーを照射する場合の一例が示されている。

図２０に示すレーザー治療装置は、本発明の一実施形態によるものであり、図示の構成要素のうちの一部が省略されてもよく、又は一つ以上の構成要素が追加されてもよい。

例えば、レーザーが光ファイバー（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ）を用いてエンドエフェクターＥＥまで伝達される場合、反射ミラーを省略してもよい。

図２０を参照すると、モーターとモータードライブは、ロボットアーム１００を動作させ、レーザー放出部がレーザーを発射すると、反射ミラーがこれを所定の角度で反射してエンドエフェクターに達するようにし、ロボットアーム１００の末端部に連結されたエンドエフェクターＥＥがレーザーをオブジェクト４００の表面に照射してもよい。

例えば、モーターとモータードライブは、ビジョン制御部２１０によって設定されたガイド経路ＧＰに沿ってエンドエフェクターＥＥが移動するように、モーション制御部２２０によって制御されてもよい。

また、レーザー放出部（Ｌａｓｅｒ Ｅｍｉｔｔｅｒ）は、ビジョン制御部２１０によって設定されたレーザー照射ポイントにレーザーが照射されるように、モーション制御部２２０によって制御されてもよい。

図２０に示すように、所定の自由度を有する構造のロボットアーム１００を動作させて、エンドエフェクターＥＥを介してオブジェクトの表面上においてガイド経路ＧＰに沿ってレーザーを順次に照射する場合、ロボットアーム１００の動作を容易に制御できるようにガイド経路ＧＰが設定されることが好ましい。

例えば、ロボットアーム１００の動き、又はエンドエフェクターＥＥの移動パターンは連続していることが好ましく、速度の変化が極力抑えられることが好ましい。この場合、ロボットアーム１００の動作を予め設定されたガイド経路ＧＰ及びレーザー照射ポイントに合わせて精度よく制御することができる。

一方、前述したように、治療効果を高め、治療精度を向上させるために、ロボットアーム１００のエンドエフェクター１０１がオブジェクト４００の表面にちょうど垂直にレーザーを照射することができ、そのために、レーザーを照射して治療しようとするオブジェクト（例えば、顔）上のポイントのそれぞれに対する垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）が取得されてもよい。

但し、オブジェクト上のポイントのそれぞれに対する垂直ベクトルに合わせてオブジェクトの表面にちょうど垂直にレーザーを照射しようとする場合、ロボットアーム１００のエンドエフェクター１０１又はロボットアーム１００を構成する関節の動きが非常に大きくなり、且つ、速くなり、それに伴う振動により精度が低下して患者又は医者などのユーザーの不安感を増やす虞がある。

本発明の一実施形態によれば、垂直ベクトル間の角度の類似度に基づいて、オブジェクトの表面上のポイントを分類し、閉曲線を生成してオブジェクト領域を複数の治療領域に分割し、レーザーを照射することにより、レーザー治療装置の動き過ぎによる振動を低減させることができる。

特に、図２０を参照して説明したように、レーザーを照射するエンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）が取り付けられたロボットアーム（Ｒｏｂｏｔ－Ａｒｍ）を用いてレーザーを照射する場合において、エンドエフェクターの動き及びそれに伴う振動を低減させて、レーザー照射の正確性をさらに向上させることができ、それとともに、患者がより楽な状態で治療を受けるようにする。

図２１は、本発明の一実施形態によるレーザー治療のための領域の分割方法を示すフローチャートであり、図示の領域の分割方法を図１に示す本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の構成に対するブロック図と結び付けて説明する。一方、以下、レーザー治療のための領域の分割方法のうち、図１から図２０を参照して説明した内容と同じ内容についての説明は省略する。

図２１を参照すると、ビジョン制御部２１０は、オブジェクトの３次元イメージを構成し（ステップＳ２１００）、３次元イメージを用いてオブジェクトの表面に位置する複数のポイントのそれぞれに対する垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）を求める（ステップＳ２１１０）。

例えば、３Ｄカメラなどのスキャナー３００から取得されて出力されるデータは、オブジェクトの表面に位置する複数のポイントのそれぞれに関する位置情報と色相情報（例えば、ＲＧＢデータ）を含んでいてもよい。

この場合、ビジョン制御部２１０は、前記位置情報とＲＧＢ色相情報を用いて複数のポイントのそれぞれに対する垂直ベクトルを計算してもよく、前記垂直ベクトルの計算には、ＲＡＮＳＡＣ（ＲＡＮｄｏｍ ＳＡｍｐｌｅ Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ）アルゴリズムが使用可能であるが、本発明は、これに何ら限定されない。

その後、ビジョン制御部２１０は、前記求められた垂直ベクトルの類似度に基づいて、オブジェクトの表面上のポイントを一つ以上のグループに分類する（ステップＳ２１２０）。

例えば、ビジョン制御部２１０は、垂直ベクトル間の角度が臨界値範囲内にあるポイントを一つのグループに分類することにより、前記オブジェクトの表面上のポイントを垂直ベクトルの角度が略同じである複数のグループにグルーピング（ｇｒｏｕｐｉｎｇ）してもよい。

ここで、前記臨界値は、治療目的、治療部位、治療時間、オブジェクトの状態及びユーザー設定のうちの少なくとも一つに基づいて変更可能であってもよく、一つのグループに分類されるポイントの最小の数が変更可能なように設定されてもよい。

すなわち、前記臨界値が高くなるにつれて、前記オブジェクトの表面上のポイントが分類されるグループの数が少なくなってもよく、逆に、前記臨界値が低くなるにつれて、前記オブジェクトの表面上のポイントが分類されるグループの数が多くなってもよい。

また、前記一つのグループに分類されるポイントの最小の数が増えるにつれて、前記オブジェクトの表面上のポイントが分類されるグループの数が少なくなってもよく、逆に、前記一つのグループに分類されるポイントの最小の数が減るにつれて、前記オブジェクトの表面上のポイントが分類されるグループの数が多くなってもよい。

前記値は、治療の精度と治療にかかる時間などに関連するものであるため、前述したような関係を考慮して、ユーザーが前記値を選択又は調整してもよく、又は前記値が自動的に設定されてもよい。

より具体的に、治療しようとするオブジェクトの表面上にレーザーが入射する角度に応じて、単位面積当たりに伝達されるエネルギーの量が異なることを考慮して、オブジェクトの表面上のポイントを分類するために用いられる臨界値が設定されてもよい。

例えば、レーザービームのプロファイルがトップハット（ｔｏｐ ｈａｔ）模型である場合、レーザーが皮膚の表面にちょうど垂直に照射されると、皮膚の表面上のレーザー照射領域の断面は円を形成するが、レーザーが皮膚の表面に任意の入射角（θ）をもって照射されると、レーザー照射領域の断面は円柱を斜めに切った形状の長円を形成することになる。

この場合、皮膚の表面上のレーザー照射領域の断面積（Ａ）は、レーザーが皮膚に照射される入射角（θ）に応じて、次の数式１のように計算され得る。

上記の数式１により、皮膚表面の単位面積当たりに伝達されるエネルギーの量は、レーザーが皮膚に照射される入射角（θ）に応じて異なり、具体的には、入射角（θ）のコサイン値（ｃｏｓθ）に比例することになる。

結果的に、レーザーソースが安定且つ均質であって、レーザービームから発せられる単位時間当たりのエネルギーとビームのサイズが一定していることを想定したとき、レーザーが皮膚に照射される入射角（θ）に応じて、皮膚に伝達される単位面積当たりのエネルギーが決定可能である。

下記の表１は、レーザーが皮膚に照射される入射角（θ）の変化に従い、皮膚の表面上のレーザー照射領域の断面積と単位面積当たりに伝達されるエネルギーとを比率にて示すものである。

表１を参照すると、レーザーがオブジェクト（例えば、皮膚）の表面上に入射する角度が大きくなるにつれて、レーザーが照射される領域の断面積が増加して、オブジェクトの表面の単位面積当たりに伝達されるエネルギーが減るということが分かる。

すなわち、レーザーの入射角が５°である場合、オブジェクトの表面の単位面積当たりに伝達されるエネルギーが、入射角が０°である場合に比べて、約０.４％程度減ることが分かる。

レーザーの入射角が１０°である場合、オブジェクトの表面の単位面積当たりに伝達されるエネルギーが、入射角が０°である場合に比べて、約１.５％程度減ることが分かる。

また、レーザーの入射角が２０°である場合、オブジェクトの表面の単位面積当たりに伝達されるエネルギーが、入射角が０°である場合に比べて、約６％程度減ることが分かる。

一方、レーザーの入射角が３０°である場合には、オブジェクトの表面の単位面積当たりに伝達されるエネルギーが、入射角が０°である場合に比べて、約１３.４％程度減ることが分かる。

前述したように、レーザーの入射角が大きくなるにつれて、単位面積当たりに伝達されるエネルギーが線形的に反比例して減らないため、これを考慮して、オブジェクトの表面上のポイントを分類するために用いられる臨界値が治療効果、治療目的又は治療にかかる時間などに応じて適宜に設定されてもよい。

例えば、レーザー治療効果の誤差をちょうど１％以内に設定しようとする場合、オブジェクトの表面上のポイントを分類するために用いられる臨界値を５°に設定してもよい。

一方、レーザー治療効果の誤差を１０％以内に設定する代わりに、治療にかかる時間を短縮させたい場合には、オブジェクトの表面上のポイントを分類するために用いられる臨界値を２０°に設定してもよい。

ビジョン制御部２１０は、同一のグループに分類されたポイントのうちの少なくとも一部を含む閉曲線を生成して治療領域を設定する（ステップＳ２１３０）。

例えば、ビジョン制御部２１０は、前記オブジェクトの表面上のポイントが分割されたグループのそれぞれに対して当該グループに属するポイントが内部に存在する単一の閉曲線を生成して、複数のグループのそれぞれに対応する複数の治療領域を設定してもよい。

但し、ビジョン制御部２１０は、単一の閉曲線の形状又は複雑度などを考慮して、特定のグループに属するポイントのうちの一部のみが内部に存在する単一の閉曲線を生成して治療領域を設定してもよい。

図２２は、前述したような領域の分割方法に従い分割された複数の治療領域に対する一例を示すものであり、治療しようとするオブジェクトである顔の領域が表面上のポイントの垂直ベクトルの類似度に基づいて複数の治療領域ＲＯＴ１～ＲＯＴ１２に分割された結果を示すものである。

図２２に示すように、顔領域が垂直ベクトルの角度が略同じである治療領域ＲＯＴ１～ＲＯＴ１２に分割された後には、複数の治療領域ＲＯＴ１～ＲＯＴ１２のうちのいずれか一つがユーザーにより選択されて当該領域へのレーザーの照射が行われてもよい。

前記選択された治療領域に対してレーザーを照射する間には、内部のポイントの垂直ベクトル角度が臨界値範囲内において略同じであるため、顔表面に対する垂直方向の照射のためのエンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）又はロボットアーム（Ｒｏｂｏｔ－Ａｒｍ）の動きが行われず、エンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）は、同じ角度にてレーザーを照射し続けることができる。

一方、前記治療領域ＲＯＴ１～ＲＯＴ１２のうち、他の治療領域にレーザーを照射するとき、エンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）からレーザーが照射される角度が当該治療領域の垂直ベクトルの基準値に応じて変更されてもよい。

例えば、第１の治療領域ＲＯＴ１に対する治療が行われる間に、エンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）からレーザーが照射される角度は、第１の治療領域ＲＯＴ１内のポイントの垂直ベクトル角度の平均値、中間値又は別途の最適値に合わせて第１の値に設定されて、変化されずに同一に保たれてもよい。

次いで、第２の治療領域ＲＯＴ２に対する治療が行われる間には、エンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）からレーザーが照射される角度は、第２の治療領域ＲＯＴ２内のポイントの垂直ベクトル角度の平均値、中間値又は別途の最適値に合わせて第２の値に設定されて、変化されずに同一に保たれてもよい。

また、複数の治療領域ＲＯＴ１～ＲＯＴ１２の全体又は一部に対する治療順序がユーザーにより設定又は自動的に設定されてもよく、この場合、前記治療順序は、治療領域ＲＯＴ１～ＲＯＴ１２のうち隣り合う治療領域が連続しない傾向を有するように決定されてもよい。

図２３から図３３は、オブジェクトの表面上のポイントの垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）の類似度に基づいて治療領域を分割する方法に対する実施形態を説明するために示すものであり、説明のしやすさのために、レーザーを照射して治療しようとするオブジェクトの領域が四角形状である場合を例にとって説明するが、本発明は、それに何ら限定されない。

図２３を参照すると、オブジェクトの表面上のポイントのうちのいずれか一つが開始ポイント（ＳＰ；Ｓｔａｒｔ Ｐｏｉｎｔ）に設定され、前記設定された開始ポイントＳＰとその周りに位置する周りのポイントに対して垂直ベクトル間の角度が求められてもよい。

その結果、前記求められた垂直ベクトル間の角度が予め設定された臨界値以下である場合、当該周りのポイントは、開始ポイントＳＰと同様に、第１のグループに分類されてもよい。

開始ポイントＳＰを基準として周りのポイントに対して、前述したように開始ポイントＳＰとの垂直ベクトル間の角度が予め設定された臨界値以下である周りのポイントを選別することにより、図２３に示すように、開始ポイントＳＰを含む第１のグループのポイントがグルーピングされてもよい。

ここで、前記開始ポイントＳＰは、オブジェクトの表面上のポイントのうちからランダムに設定されてもよく、又はユーザーの選択により指定されてもよい。

さらに、前記開始ポイントＳＰは、顔認識アルゴリズムを用いて認識された顔の特定の部位の一つのポイントとして設定されてもよく、そのために、３次元イメージを用いて認識された顔の２次元イメージから鼻、額又は口などの特定の点に対応するポイントが前記開始ポイントＳＰとして指定されてもよい。

その後、前記第１のグループに分類されなかった残りのポイントのうちのいずれか一つが基準ポイント（ＲＰ；Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｏｉｎｔ）として設定され、前記基準ポイントを基準として略同じ垂直ベクトル角度を有するポイントを他のグループに分類してもよい。

図２４を参照すると、前記第１のグループに分類されたポイントのうち、最外郭ポイントと隣り合ういずれか一つのポイントが第１の基準ポイントＲＰ１として設定され、前記設定された第１の基準ポイントＲＰ１とその周りに位置する周りのポイント（前記第１のグループに属していないポイント）に対して垂直ベクトル間の角度が求められてもよい。

その結果、前記求められた垂直ベクトル間の角度が予め設定された臨界値以下である場合、当該周りのポイントは、第１の基準ポイントＲＰ１と同様に、第２のグループに分類されてもよい。

第１の基準ポイントＲＰ１を基準として周りのポイントに対して、前述したように、第１の基準ポイントＲＰ１との垂直ベクトル間の角度が予め設定された臨界値以下である周りのポイントを選別することにより、図２４に示すように、第１の基準ポイントＲＰ１を含む第２のグループのポイントがグルーピングされてもよい。

図２５を参照すると、前記第２のグループに分類されたポイントのうち、最外郭ポイントと隣り合ういずれか一つのポイントが第２の基準ポイントＲＰ２として設定され、前記設定された第２の基準ポイントＲＰ２とその周りに位置する周りのポイント（前記第１及び第２のグループに属していないポイント）に対して垂直ベクトル間の角度が求められてもよい。

その結果、前記求められた垂直ベクトル間の角度が予め設定された臨界値以下である場合、当該周りのポイントは、第２の基準ポイントＲＰ２と同様に、第３のグループに分類されてもよい。

第２の基準ポイントＲＰ２を基準として周りのポイントに対して、前述したように、第２の基準ポイントＲＰ２との垂直ベクトル間の角度が予め設定された臨界値以下である周りのポイントを選別することにより、図２５に示すように、第２の基準ポイントＲＰ２を含む第３のグループのポイントがグルーピングされてもよい。

前述したように、オブジェクトの表面上のポイントが第１、第２及び第３のグループに分割された後、前記分割された第１、第２及び第３のグループのそれぞれに対応する治療領域が設定されてもよい。

図２６を参照すると、第１のグループのポイントを含む単一の閉曲線を生成して第１の治療領域ＲＯＴ１が設定され、第２のグループのポイントを含む単一の閉曲線を生成して第２の治療領域ＲＯＴ２が設定され、第３のグループのポイントを含む単一の閉曲線を生成して第３の治療領域ＲＯＴ３が設定されてもよい。

一方、必要に応じて、特定のグループのポイントのうちの一部のみを含むか、又は他のグループのポイントまで含む単一の閉曲線を生成して治療領域が設定されてもよい。

図２７を参照すると、治療領域ＲＯＴ１～ＲＯＴ３を設定するために長方形状の単一の閉曲線を生成して、装置の動きをさらに単純化させてもよい。

一方、画面上に３Ｄカメラからの出力データによる顔表面上のポイントクラウド（ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ）が表示されてもよく、ポイントのそれぞれに対する垂直ベクトル（より詳しくは、垂直ベクトルの角度）は、互いに異なる色相にて表示されてもよい。

すなわち、顔表面上のポイントを垂直ベクトル角度の類似度に基づいて分類した結果が色相にて表示可能であり、同じ色相にて表示されたポイントは、臨界値範囲内において略同じ垂直ベクトル角度を有する同一のグループのポイントである。

例えば、同一のグループに分類されるための基準である臨界値が２０°であり、一つのグループに分類されるポイントの最小の数が５個に設定されてもよい。

また、同一のグループに分類されるための基準である臨界値が５°であり、一つのグループに分類されるポイントの最小の数が一つに設定されてもよい。

この場合、臨界値と一つのグループに分類されるポイントの最小の数が減る場合、分類されるグループの数が増えてもよい。

一方、同一のグループに分類されるための基準である臨界値が１０°であり、一つのグループに分類されるポイントの最小の数が５個に設定されてもよい。

さらに、同一のグループに分類されるための基準である臨界値が３０°であり、一つのグループに分類されるポイントの最小の数の制限がなくてもよい。

そして、ユーザーは、複数のグループに分割されたポイントがなす治療領域のうちから、治療しようとする治療領域をポインターなどにより選択してもよい。

それとともに、ユーザーは、複数のグループに分割されたポイントがなす治療領域のうちで少なくとも一部に対する治療順序を決定して設定してもよい。

この場合、前記設定された順序に従い、治療領域別に順次にレーザー照射が行われてもよい。すなわち、「１」番と指定された治療領域内の照射ポイントに対して、エンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）から第１の角度にてレーザーが照射されて当該治療領域に対する治療が完了し、その後、「２」番と指定された治療領域内の照射ポイントに対してエンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）から第２の角度にてレーザーが照射されて当該治療領域に対する治療が完了し、その後、「３」番と指定された治療領域内の照射ポイントに対してエンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）から第３の角度にてレーザーが照射されて当該治療領域に対する治療が完了した後、「４」番と指定された治療領域内の照射ポイントに対してエンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）から第４の角度にてレーザーが照射されて当該治療領域に対する治療が完了して全体の治療が終了してもよい。

一方、前述したような治療順序の決定は、複数の治療領域のうち隣り合う治療領域が連続しない傾向を有するように決定されてもよい。

これは、隣り合う治療領域に連続してレーザーを照射する場合、エネルギーの重なり合いによる皮膚の劣化が生じる虞があるため、これを防ぐためである。

ユーザーが治療領域に対する治療順序を自ら設定しなくても、前述したような基準に従い、治療順序が自動的に決定されてもよい。

本発明の他の実施形態によれば、ガイド経路ＧＰが治療領域ＲＯＴの内部のみならず、外部を通り、治療領域ＲＯＴの内部においては、ロボットアーム１００が一定の移動速度及びレーザー走査周波数で動作するようにすることで、ロボットアーム１００の動き又はエンドエフェクターＥＥの移動パターンを連続させるとともに、速度の制御を容易ならしめることができる。

以下、図２８から図３４を参照して、それぞれの治療領域を移動しながらレーザーを照射する方法に対する実施形態について説明する。

図２８は、本発明の一実施形態によるレーザー治療のための移動パターンの制御方法のフローチャートを示しており、図示の移動パターンの制御方法を図１に示す本発明の一実施形態によるレーザー治療装置の構成に対するブロック図と結び付けて説明する。一方、以下、レーザー治療のための移動パターンの制御方法のうち、図１から図２７を参照して説明した内容と同じ内容についての説明は省略する。

図２８を参照すると、ビジョン制御部２１０は、オブジェクトの３次元イメージを構成し（ステップＳ３６００）、３次元イメージを用いて、オブジェクトの表面上にレーザーが照射される治療領域ＲＯＴを設定する（ステップＳ３６１０）。

その後、ビジョン制御部２１０は、治療領域ＲＯＴを通るガイド経路（Ｇｕｉｄｅ Ｐａｔｈ）を設定し（ステップＳ３６２０）、ガイド経路ＧＰに配置される複数のレーザー照射ポイントを設定する（ステップＳ３６３０）。

ここで、前記ステップＳ３６２０において設定されるガイド経路ＧＰは、治療領域ＲＯＴに進入するための第１の区間と、治療領域ＲＯＴの内部において同じ速度で直線移動する第２の区間及び治療領域ＲＯＴの外部において速度を変化させながら曲線移動して治療領域ＲＯＴに再進入するための第３の区間を含むように構成されてもよい。

モーション制御部２２０は、オブジェクトの表面のうち、前記ステップＳ３６３０において設定されたレーザー照射ポイントにそれぞれ対応する位置にレーザーを照射するようにロボットアーム１００を制御する（ステップＳ３６４０）。

前記ガイド経路ＧＰの第２の区間においては、レーザーが一定の周波数で照射されてもよく、ロボットアーム１００のエンドエフェクターＥＥの移動速度が一定に制御されることにより、隣り合うレーザー照射ポイント同士の間隔が一定に保たれる。

図２９から図３２は、ロボットアーム１００のレーザー部が移動するガイド経路ＧＰに対する実施形態を説明するための図である。以下では、治療領域ＲＯＴが四角形状を有する場合を例にとって説明するが、治療領域ＲＯＴの形状又は大きさなどは多種多様であってもよい。

図２９を参照すると、レーザー照射ポイントは、治療領域ＲＯＴにおいて一定の間隔を隔てて水平及び垂直の方向に配置されて複数の行（ｒｏｗ）を構成するように設定されてもよい。

例えば、一定の間隔を隔てて水平方向に配置されるレーザー照射ポイントＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３．．．は、第１の行Ｒ１を構成し、下側方向に隣り合って一定の間隔を隔てて水平方向に配置されるレーザー照射ポイントは、第２の行Ｒ１を構成して、レーザー照射ポイントからなる複数の行が治療領域ＲＯＴ内に存在してもよい。

この場合、ガイド経路ＧＰは、開始点Ｐｓから一定の速度ｖ＿１で移動して治療領域ＲＯＴに進入する第１の区間ＧＰ１と、治療領域ＲＯＴ内において一定の速度ｖ＿２で直線移動しながらレーザーを照射する第２の区間ＧＰ２と、治療領域ＲＯＴから出て曲線移動して治療領域ＲＯＴに再進入する第３の区間ＧＰ３と、を含んでいてもよい。

前記ガイド経路ＧＰの第２の区間ＧＰ２においては、レーザーが一定の周波数を保ちながら照射されて、予め設定されたレーザー照射ポイント同士の間隔をもってレーザーが順次に照射されてもよい。

また、前記ガイド経路ＧＰの第３の区間ＧＰ３においては、レーザー照射ポイントの第１の行Ｒ１から出て速度を変化させながら曲線移動して、垂直方向に直ぐ隣接する第２の行Ｒ２に進入してもよい。

例えば、ガイド経路ＧＰの第１の区間ＧＰ１及び第２の区間ＧＰ２における移動速度Ｖ＿１、Ｖ＿２は互いに同じであってもよく、ガイド経路ＧＰの第３の区間ＧＰ３における移動速度は、前記第２の区間ＧＰ２における移動速度Ｖ＿２から一定の速度Ｖ＿３まで徐々に減少して治療領域ＲＯＴから最も遠くに離れている位置まで移動し、前記一定の速度Ｖ＿３から第２の区間ＧＰ２における移動速度Ｖ＿２まで徐々に増加して第２の行Ｒ２に進入してもよい。

上述したように、治療領域ＲＯＴ内における移動パターンは、均一な速度（又は変化されるように設定された速度）を保つようにし、治療領域ＲＯＴの外部における移動パターンは、曲線運動に合わせて速度を可変にすることにより、エンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）が取り付けられたロボットアーム（Ｒｏｂｏｔ－Ａｒｍ）によってレーザーが移動・照射される構造においてロボットアーム１００の動作をより精度よく制御することができる。

レーザー照射ポイントがなす第１の行Ｒ１及び第２の行Ｒ２に対してレーザーが照射された後、図３０に示すように、ガイド経路ＧＰの第２の区間ＧＰ２及び第３の区間ＧＰ３が繰り返されて治療領域ＲＯＴ内の全てのレーザー照射ポイントに対応する位置への照射が完了してもよい。

全てのレーザー照射ポイントに対応する位置への照射が完了した後、ガイド経路ＧＰは、治療領域ＲＯＴから離脱して終了点Ｐｔまで一定の速度Ｖ＿４で移動するための第４の区間ＧＰ４を含んでいてもよい。

前記ガイド経路ＧＰの第４の区間ＧＰ４における移動速度Ｖ＿４は、第１の区間ＧＰ１及び第２の区間ＧＰ２における移動速度Ｖ＿１、Ｖ＿２に等しいように設定されてもよい。

以上においては、図２９及び図３０を参照して、ロボットアーム１００のレーザー部が両方向、すなわち、左側から右側へと及び右側から左側へと移動しながらレーザーを照射する場合を例にとって移動パターンを説明したが、本発明は、これに何等限定されるものではなく、ロボットアーム１００のレーザー部が一方向に移動しながらレーザーを照射してもよい。

本発明のさらに他の実施形態によれば、ガイド経路ＧＰの前記第３の区間ＧＰ３において、レーザー照射ポイントがなす複数の行のうち、垂直方向に隣り合っていない二つの行の間を曲線移動するように設定されてもよい。

図３１を参照すると、ガイド経路ＧＰの第３の区間ＧＰ３において、レーザー照射ポイントの第１の行Ｒ１から出て速度を変化させながら曲線移動して、垂直方向にすぐ隣り合っていない下側の第９の行Ｒ９に進入してもよい。

その後、第９の行Ｒ９のレーザー照射ポイントに対して順次にレーザーが照射され、第９の行Ｒ９から出て速度を変化させながら曲線移動して垂直方向にすぐ隣り合っていない上側の第２の行Ｒ２に進入してもよい。

上述したように、治療領域ＲＯＴの外部において移動する曲線区間において１以上の行を間に挟んで互いに離隔された行を移動するようにすることで、曲線移動区間の距離を増加させてロボットアーム１００の動作をより精度よく制御することができ、隣り合うレーザー照射ポイントに短い時間内にレーザーが照射されることにより生じ得る皮膚の劣化を防止することができる。

レーザー照射ポイントがなす第１の行Ｒ１、第９の行Ｒ９、第２の行Ｒ２に対してレーザーが照射された後、図３２に示すように、ガイド経路ＧＰの第２の区間ＧＰ２及び第３の区間ＧＰ３が繰り返されて治療領域ＲＯＴ内の全てのレーザー照射ポイントに対応する位置への照射が完了してもよい。

以上においては、図２９から図３２を参照して隣り合うレーザー照射ポイントに順次にレーザーを照射する場合を例にとって本発明を説明したが、本発明は、これに何等限定されるものではなく、患者が感じる痛症の度合い、瞳孔の変化、呼吸の変化、脈拍の変化、発汗又は筋肉の緊張度などを考慮してレーザー照射ポイントへの照射順序が変更されてもよい。

本発明のさらに他の実施形態によれば、治療領域ＲＯＴの内部の同じ行をなす複数のレーザー照射ポイントのうち、一つ以上のレーザー照射ポイントを飛ばしてレーザーが照射されてもよく、前記飛ばされたレーザー照射ポイントにレーザーを照射するためにロボットアーム１００のレーザー部が以前のガイド経路ＧＰ上の行に移動してもよい。

図３３及び図３４は、レーザー部が移動するガイド経路に対するさらに他の実施形態を説明するためのものであり、以下、同図に示すガイド経路及びレーザーの照射方法のうち、図２９から図３２を参照して説明した内容と同じ内容についての説明は省略する。

図３３を参照すると、ガイド経路ＧＰは、開始点Ｐｓから一定の速度ｖ＿１で移動して治療領域ＲＯＴに進入する第１の区間ＧＰ１と、治療領域ＲＯＴ内において一定の速度ｖ＿２で直線移動しながらレーザーを照射する第２の区間ＧＰ２と、治療領域ＲＯＴから出て曲線移動して、治療領域ＲＯＴに再進入する第３の区間ＧＰ３と、治療領域ＲＯＴから離脱して終了点Ｐｔまで一定の速度Ｖ＿４で移動するための第４の区間ＧＰ４と、終了点Ｐｔから開始点Ｐｓに移動するための第５の区間ＧＰ５と、を含んでいてもよい。

前記ガイド経路ＧＰの第２の区間ＧＰ２においては、複数のレーザー照射ポイントのうちの一つのレーザー照射ポイントを飛ばして順次にレーザーが照射されてもよい。

そのために、前記第２の区間ＧＰ２において、ロボットアームのレーザー部が移動する速度が図２９から図３２を参照して説明した場合よりも速くなってもよく、又はレーザーの照射周波数が図２９から図３２を参照して説明した場合よりも低くなってもよい。

また、前記ガイド経路ＧＰの第３の区間ＧＰ３においては、レーザー照射ポイントの第１の行Ｒ１から出て速度を変化させながら曲線移動して、垂直方向に直ぐ隣接している第２の行Ｒ２に進入してもよい。

レーザー照射ポイントがなす第１の行Ｒ１及び第２の行Ｒ２に対してレーザーが照射された後、ガイド経路ＧＰの第２の区間ＧＰ２及び第３の区間ＧＰ３が繰り返されて治療領域ＲＯＴ内のレーザー照射ポイントのうちの一部への照射が完了してもよい。

全てのレーザー照射ポイントに対応する位置への照射が完了した後、ガイド経路ＧＰは、治療領域ＲＯＴから離脱して終了点Ｐｔまで一定の速度Ｖ＿４で移動するための第４の区間ＧＰ４を含んでいてもよい。

その後、治療領域ＲＯＴ内のレーザー照射ポイントのうち、レーザーが照射されていない位置に照射するために、第５の区間ＧＰ５において終了点Ｐｔから開始点Ｐｓまで曲線移動して戻ってもよい。

ロボットアームのレーザー部が開始点Ｐｓに戻った後、図３４に示すようなガイド経路ＧＰに沿ってレーザーが照射されていないレーザー照射ポイントに対してレーザーが照射されて、治療領域ＲＯＴ内の全てのレーザー照射ポイントへの照射が完了してもよい。

図３３及び図３４を参照して説明したようなガイド経路ＧＰ及びレーザーの照射方法は、隣り合う位置にレーザーを連続して照射することにより患者が感じる痛症を減少させるためのものであり、例えば、本発明によるレーザー治療装置において「無痛モード」が選択された場合に適用可能である。

一方、以上においては、レーザー照射ポイントのうちの一つの照射ポイントを飛ばし、レーザーが照射される場合を例にとって説明したが、患者の痛症をさらに減少させるために、二つ以上のレーザー照射ポイントを飛ばしてレーザーが照射されるようにしてもよい。

また、図３２及び図３３に示すように、患者の顔の治療領域ＲＯＴの全体を二回にわたって移動しながらレーザーが照射されることも可能であるが、これ以外に、二つ以上の行に対してレーザーが照射された後、再びその以前の行に戻ってレーザーが照射されていない照射ポイントに対してレーザーが照射されるようにしてもよい。

そして、一つ以上のレーザー照射ポイントを飛ばし、レーザーを照射する方法は、治療領域ＲＯＴの外部において曲線移動するガイド経路ＧＰが適用される場合とは別個に適用されてもよい。

上述したように、いくつの照射ポイントを飛ばすか、いくつの行に対してレーザーが照射された後、以前の位置に戻ってレーザーを再照射するか、治療領域ＲＯＴの外部において曲線移動するガイド経路ＧＰを適用するか否かなどは、治療の目的、治療の効果、治療段階及び患者が感じる痛症の度合いなど種々の事項に応じて設定可能である。

一方、ガイド経路ＧＰは、上述したように連続した移動パターンとして設定されてもよいが、そのような場合であっても、ロボットアーム１００の動き、さらに詳しくは、ロボットアーム１００を構成する関節の動きは連続していなくてもよい。

ロボットアーム１００の動きが連続していない位置においてレーザーが照射される場合、レーザーが照射される位置を精度よく制御することができなくなって、予め設定されたレーザー照射ポイントの位置が不規則であってもよい。

したがって、本発明のさらに他の実施形態によれば、ロボットアーム１００の動きが連続していない位置において前記レーザーが照射されないように、複数のレーザー照射ポイントのうちの少なくとも一つの位置が調整されてもよい。

図３５は、レーザー照射ポイントの位置を調整する方法に対する一実施形態を説明するための図である。

図３５の（ａ）を参照すると、場合によって、ロボットアーム１００の動き（実線にて示す）が連続していなくてもよく、ロボットアーム１００の動きが連続していない位置にレーザー照射ポイントＰＥ２、ＰＥ３、ＰＥ４が設定されてもよい。

この場合、ロボットアーム１００の動きが連続していない位置（又は、時点）においてレーザーが照射されないように、図３５の（ｂ）に示すように、レーザー照射ポイントＰＥ２、ＰＥ３、ＰＥ４の位置が連続した動きを有する位置に調整されてもよい 。

以上においては、ロボットアームを利用するタイプのレーザー治療装置を例にとって本発明の実施形態を説明したが、本発明は、これに何等限定されるものではなく、それ以外に患者の身体の顔を包み込むガントリー（Ｇａｎｔｒｙ）タイプのレーザー治療装置又は患者の顔に貼着されるレーザーアレイパッチタイプのレーザー治療装置など種々のタイプの装置において移動パターンを制御するのに適用可能であってもよい。

さらに、以上においては、レーザーを用いた治療装置を例にとって本発明を説明したが、上述した本発明の技術的構成は、それ以外に、高周波、超音波、ＩＰＬ（Ｉｎｔｅｎｓｅ ＰｕｌｓｅＬｉｇｈｔ）、Ｐｓｏｒａｌｅｎ－ＵＶ－Ａ（ＰＵＶＡ）などを用いて皮膚を治療する種々のエネルギーに基づく治療装置（ｅｎｅｒｇｙ ｂａｓｅｄ ｍｅｄｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅ）に適用可能であってもよい。

上述した本発明の実施形態による方法は、コンピューターにおいて実行されるためのプログラムとして製作されてコンピューターにて読み取り可能な記録媒体に保存されてもよく、コンピューターにて読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーテープ、光データ貯蔵装置などが挙げられ、かつ、キャリアーウェーブ（例えば、インターネットを介した伝送）のタイプで実現されるものも含む。

コンピューターにて読み取り可能な記録媒体は、ネットワークで結ばれたコンピューターシステムに分散されて、分散方式でコンピューターにて読み取り可能なコードが保存され且つ実行されてもよい。なお、前記方法を実現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎ）プログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論可能である。

このように、上述した本発明の技術的な構成は、本発明が属する技術分野における当業者が、本発明の技術的な思想や必須的な特徴を変更することなく、他の具体的な形態で実施可能であるということが理解できる筈である。

よって、上述した実施形態は、あらゆる面において例示的なものに過ぎず、限定的ではないものと理解すべきであり、本発明の範囲は、上述した詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲によって表わされ、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導き出されるあらゆる変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (12)

1. レーザーを照射して治療しようとするオブジェクトの領域を複数の治療領域に分割して治療する装置がオブジェクトの領域を複数の治療領域に分割する方法において、
   前記装置は、
   オブジェクトの３次元イメージを構成するステップと、
   前記３次元イメージを用いて、前記オブジェクトの表面に位置する複数のポイントを設定し、前記複数のポイントのそれぞれに対する垂直ベクトル（ｎｏｒｍａｌ ｖｅｃｔｏｒ）を求めるステップと、
   求められた前記垂直ベクトルの方向の類似度に基づいて、前記オブジェクトの表面上のポイントを複数のグループに分類するステップと、
   閉曲線を生成して、前記閉曲線内に同一のグループに分類されたポイントのうちの少なくとも一部を含む治療領域を設定するステップと、
   を実行することを含むレーザー治療のための領域の分割方法。
2. 前記分類するステップは、
   前記オブジェクトの表面上のポイントに対して、垂直ベクトル間の角度が臨界値範囲内にあるポイントを一つのグループに分類するステップを含む請求項１に記載のレーザー治療のための領域の分割方法。
3. 前記臨界値は、
   治療目的、治療部位、治療時間、オブジェクトの単位面積当たりに伝達されるエネルギーの量及びユーザー設定のうちの少なくとも一つに基づいて変更可能である請求項２に記載のレーザー治療のための領域の分割方法。
4. 前記分類するステップは、
   前記オブジェクトの表面上のポイントのうちのいずれか一つを開始ポイントとして設定するステップと、
   前記開始ポイントの垂直ベクトルとの垂直ベクトル間の角度が前記臨界値以下であるポイントを前記開始ポイントと同じ第１のグループに分類するステップと、
   を含む請求項２に記載のレーザー治療のための領域の分割方法。
5. 前記分類するステップは、
   前記第１のグループに分類されていないポイントのうちのいずれか一つを基準ポイントとして設定するステップと、
   前記基準ポイントの垂直ベクトルとの垂直ベクトル間の角度が前記臨界値以下である前記第１のグループに分類されていないポイントを前記基準ポイントと同じ第２のグループに分類するステップと、
   をさらに含む請求項４に記載のレーザー治療のための領域の分割方法。
6. 前記開始ポイントは、
   前記オブジェクトの表面上のポイントのうちからランダムに又はユーザーの選択により指定されるか、又は前記３次元イメージを用いて、認識された顔の鼻、額又は口に位置する点に対応するように指定される請求項４に記載のレーザー治療のための領域の分割方法。
7. 一つのグループに分類されるポイントの最小の数が設定されるステップをさらに含む請求項１に記載のレーザー治療のための領域の分割方法。
8. レーザーを照射して治療しようとするオブジェクトの領域を複数の治療領域に分割して治療する装置において、
   オブジェクトの３次元イメージを構成して、前記オブジェクトの表面にレーザーが照射される治療領域、前記治療領域を通るガイド経路及び前記ガイド経路に配置されるレーザー照射ポイントを設定するためのビジョン制御部と、
   前記オブジェクトの表面のうち、前記レーザー照射ポイントにそれぞれ対応する位置にレーザーを順次に照射するためのレーザー部と、
   前記設定されたガイド経路及びレーザー照射ポイントに基づいて、前記レーザー部の移動及びレーザー照射を制御するためのモーション制御部と、
   を備え、
   前記ビジョン制御部は、
   前記３次元イメージを用いて、前記オブジェクトの表面に位置する複数のポイントを設定し、前記複数のポイントのそれぞれに対する垂直ベクトルを求め、求められた前記垂直ベクトルの方向の類似度に基づいて、前記オブジェクトの表面上のポイントを複数のグループに分類し、閉曲線を生成して、前記閉曲線内に同一のグループに分類されたポイントのうちの少なくとも一部を含む治療領域を設定するレーザー治療装置。
9. 前記ビジョン制御部は、
   前記オブジェクトの表面上のポイントに対して、垂直ベクトル間の角度が臨界値範囲内にあるポイントを一つのグループに分類する請求項８に記載のレーザー治療装置。
10. 前記ビジョン制御部は、
    前記分割された複数の治療領域に対する治療順序を決定するが、前記複数の治療領域のうち隣り合う治療領域が連続する治療順序よりも隣り合う治療領域が連続しない傾向を優先するように前記治療順序を決定する請求項８に記載のレーザー治療装置。
11. 前記ガイド経路は、
    前記治療領域に進入するための第１の区間、前記治療領域の内部において同じ速度にて直線移動する第２の区間及び前記治療領域の外部において速度を変化させながら曲線移動して前記治療領域に再進入するための第３の区間を含み、前記レーザーは、前記第２の区間において一定の強度にて照射される請求項８に記載のレーザー治療装置。
12. 前記レーザー部は、
    エンドエフェクター（Ｅｎｄ－Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）の取り付けられたロボットアーム（Ｒｏｂｏｔ－Ａｒｍ）を備え、
    前記分割された一つの治療領域に対する治療が行われる間は、前記エンドエフェクターは同じ角度にてレーザーを照射し続ける請求項８に記載のレーザー治療装置。

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