(57)【要約】  本発明による、第1の光強度および第2の光強度を用いた、肌内部のコラーゲンの光ベース測定用の測定システムは、光源波長範囲を有する光ビームを放射する光源と、光源波長範囲内で光を偏向させる光学システムと、を有し、これにより、偏向された光ビームが生じ、偏向光ビームは、肌内のターゲット位置の肌の外表面の下側に、所定の焦点深さで誘導および焦点化される。測定システムは、さらに、それぞれ、ターゲット位置から反射される光の第1の検出波長範囲および第2の検出波長範囲内で、第1の光強度を検出する第1の検出器、および第2の光強度を検出する第2の検出器を有する。測定システムは、さらに、第1の検出器および第2の検出器に結合され、第1の光強度と第2の光強度の間の差を定めるように構成され配置された、比較器を有する。天然コラーゲンがターゲット位置に存在する場合、該天然コラーゲンにより反射される偏向光ビームの光の反射スペクトルは、複数の隣接する第1および第2の波長範囲を有し、第1の波長範囲では、偏向光ビームと天然コラーゲンの間で建設的な干渉が広がり、第2の波長範囲では、偏向光ビームと天然コラーゲンの間で破壊的な干渉が広がる。第1の検出波長範囲は、前記第1の波長範囲の1または2以上に制限されるように、予め定められ、および／または制御され、第2の検出波長範囲は、前記第2の波長領域の1または2以上に制限されるように、予め定められ、および／または制御される。
2017526933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の光強度および第2の光強度を用いた、肌内部のコラーゲンの光ベース測定用の測定システムであって、
光源波長範囲を有する光ビームを放射するように構成され配置された光源を有する光学システムを有し、
該光学システムは、
前記光源波長範囲内の光を偏光し、これにより偏向光ビームを生成し、
前記肌の外表面の下側の所定の焦点深さで、前記肌内部のターゲット位置に、前記偏向光ビームを誘導し焦点化する
ように構成され配置され
当該測定システムは、さらに、
前記ターゲット位置で反射された光の、第1の検出波長範囲内の前記第1の光強度を検出するように構成され配置された、第1の検出器と、
前記ターゲット位置で反射された光の、第2の検出波長範囲内の前記第2の光強度を検出するように構成され配置された、第2の検出器と、
前記第1の検出器および前記第2の検出器に結合され、前記第1の光強度と前記第2の光強度の間の差を定めるように構成され配置された比較器と、
を有し、
天然コラーゲンがターゲット位置に存在する場合、天然コラーゲンにより反射される前記偏向光ビームの光の反射スペクトルが参照され、前記反射スペクトルは、複数の隣接する第1および第2の波長領域を有し、
前記第1の波長領域では、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間で建設的な干渉が広がり、前記第2の波長領域では、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間で破壊的な干渉が広がり、
前記第1の検出波長範囲は、前記第1の波長領域の1または2以上に制限されるように、予め定められ、および／または制御され、
前記第2の検出波長範囲は、前記第2の波長領域の1または2以上に制限されるように、予め定められ、および／または制御される、測定システム。
【請求項２】
前記第1の検出波長範囲は、前記複数の第1の波長領域の1または2以上に制限されるように予め定められ、および／または制御され、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間に、2次またはより高次のオーダの建設的な干渉が広がり、
前記第2の検出波長範囲は、前記複数の第2の波長領域の1または2以上に制限されるように予め定められ、および／または制御され、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間に、2次またはより高次のオーダの破壊的な干渉が広がる、請求項1に記載の測定システム。
【請求項３】
前記光学システムは、前記肌の外表面の下側の100μmから1000μmの間のターゲット位置に、前記偏向光ビームを焦点化するように構成され配置される、請求項1に記載の測定システム。
【請求項４】
前記第2の検出波長範囲は、100nm未満、好ましくは50nm未満、より好ましくは30nm、さらに好ましくは20nm未満のバンドにわたって広がるように、予め定められ、および／または制御される、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項５】
前記第1の検出波長範囲の中心波長と前記第2の検出波長範囲の中心波長の間の差は、300nm未満であり、好ましくは100nm未満であり、より好ましくは50nm未満であり、さらに好ましくは30nm未満である、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項６】
前記光学システムは、前記肌のターゲット位置に、直線偏向光ビームを発生するように構成され配置される、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項７】
前記第1の検出波長範囲は、前記複数の第1の波長領域の単一のものに制限されるように予め定められ、および／または制御され、
前記第2の検出波長範囲は、前記複数の第2の波長領域の単一のものに制限されるように予め定められ、および／または制御され、
前記複数の第1の波長領域の前記単一のものは、前記複数の第2の波長領域の前記単一のものに隣接する、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項８】
前記第1の検出器は、
少なくとも2つの検出器チャネルであって、各々が、前記複数の第1の波長領域の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され配置された、検出器チャネルと、
各検出器チャネルに結合され、前記少なくとも2つの検出器チャネルにより検出された前記光強度から、前記第1の光強度を定めるように構成され配置されたプロセッサと、
を有する、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項９】
前記第2の検出器は、
少なくとも2つの検出器チャネルであって、各々が、前記複数の第2の波長領域の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され配置された、検出器チャネルと、
各検出器チャネルに結合され、前記少なくとも2つの検出器チャネルにより検出された前記光強度から、前記第2の光強度を定めるように構成され配置されたプロセッサと、
を有する、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項１０】
前記第1の検出器は、前記第1の光強度を測定する、単一の光ダイオードを有し、
前記第2の検出器は、前記第2の光強度を測定する、単一の光ダイオードを有する、請求項7に記載の測定システム。
【請求項１１】
前記光源波長範囲の中心波長は、可視光から赤外光の範囲にある、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項１２】
コラーゲンの変性のための肌処理システムであって、
請求項1乃至11に記載の測定システムを有する、肌処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、肌の内部のコラーゲンの光ベース測定用の測定システムに関する。
【０００２】
本願は、さらに、本発明による測定システムを有する肌処理システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
肌のシワを低減することにより、若々しい外観を維持することに関する要望は、人間社会において重要な課題である。この目的のため、多くの技術が提案されている。一つの技術は、例えば、肌の若返り（活性化）法、特に、コラーゲンの熱変性のような、コラーゲンの変性を含む方法である。これは、ある治療の用途では可能であるが、主な関心領域は、美容化粧品または非治療用途の分野である。肌に対するそのような方法の効果は、いくつかの因子、例えば、組織の熱的および機械的負荷、処置を検討する人の年齢、肌の内部のコラーゲンの解剖学的分布、肌の疾病、環境的暴露、肌のタイプなどに依存する。現在のところ、変性系肌若返り処理のパラメータは、しばしば、トライアンドエラーに基づいている。
【０００４】
増え続けるこれらの肌処理および肌処理システムの多くは、医療専門家ではなく、消費者に用いられることを意図している。これらの処理システムは非侵襲的であり、これらは、物理的に表皮に進入する必要がなく、肌の表面直下に効果を生じる。しかしながら、そのような家庭用使用のシステムに対しては、安全性および処理効果に関する懸念のような、新たな懸念が生じている。これは、処置を実施する光源がレーザであるため、そのようなレーザの不適正な操作によって、レーザ光が肌層を通過する位置で、肌の傷またはやけどが生じ得る場合に、特に重要となる。
【０００５】
例えば、表皮の損傷は望ましくない。これは、処理される人の合併症および健康リスクにつながる上、社会的なダウンタイムにつながりかねない。表面的な外傷が真皮を超えて形成されると、毛細血管のマイクロ破裂により、点状出血（マイクロ出血）が生じ、これにより効果が低下し、副作用が増大しかねない。肌の若返り目的のための新たなコラーゲンの形成は、コラーゲンが変性化された際に生じる。コラーゲン変性に対する熱処理、およびその後のコラーゲンのリモデリングの効果は、真皮内の温度が65℃の臨界温度を超えた場合にのみ、高まる。従って、相応の量のエネルギーを誘導し、変性に必要な閾値を超えるまで肌温度を高める処理が提供される。
【０００６】
コラーゲンが存在しない場所での肌領域の処理は、過剰処理になるおそれがある。コラーゲンが存在し、変性中、繊維が最小長さに収縮するまで、コラーゲン繊維の長さの変化が継続することを想定すると、このフェーズを超える熱処理は、過剰熱処理となる。コラーゲン構造が完全に破損されるからである。過剰処理は、組織の周囲での不必要な損傷の原因となる上、いかなる若返りおよび引き締め効果の促進にもつながらない、他の副作用の原因となる。
【０００７】
コラーゲン変性および得られる肌の若返りの効果および安全性は、（前述のような）いくつかの因子に依存するため、コラーゲンの存在を測定し、処理中に、肌内のコラーゲンの変性を測定することに対する要望がある。
【０００８】
コラーゲンの複屈折を用い、肌が偏向光で照射された際に反射光に認められる変化をトラッキングすることにより、コラーゲンの存在を判定すること、および変性の進展をモニタリングするため、そのような測定を繰り返すことは知られている。これは、国際公開第WO2011／112248号に記載の測定システムの一つである。そのようなモニタリングシステムは、多くの異なる処理方法、例えばR.F.（無線周波数）系方法、U.S.（超音波）系方法、またはレーザ系処理方法と組み合わせて使用される。そのような既知の測定方法の欠点は、これらが比較的複雑で、測定に時間がかかることである。例えば、光学的測定法は、Duncan  J.Maitland、Joseph  T.  Walsh  Jr.らの、手術および医療におけるレーザ、「天然コラーゲンの加熱中のリニア複屈折の定性的測定」、vol.20、3、1997、p310-318に、詳細に示されている。複屈折は、補償結晶および偏光透過型顕微鏡を用いて、60回の測定の平均および標準偏差を得ることにより、測定時間内に多くの点で測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第WO2011／112248号
【特許文献２】国際公開第WO1995／28135号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
国際公開第WO1995／28135号には、別の技術が記載されている。ここでは、強度の段階的な変化、および偏光透過顕微鏡を用いて観測される観察色の変化が取り扱われる。しかしながら、色変化および強度変化の感覚は、観察者が変わると異なるため、主観的な値となる。コラーゲンによる色変化および減退は、年齢、肌の光学的および熱的特性など、多くの因子に依存するため、測定は正確ではなく、処理の進展の定性的な測定となってしまう。
【００１１】
本発明の目的は、肌の内部のコラーゲンの光ベース測定用の測定システムを提供することである。これにより、複雑性が緩和され、あまり主観的ではない測定結果が提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第1の態様では、第1の光強度および第2の光強度を用いた、肌の内部のコラーゲンの光ベース測定用の測定システムが提供される。本発明の第2の態様では、肌処理システムが提供される。
【００１３】
本発明による測定システムは、光源波長範囲を有する光ビームを放射するように構成され配置された光源を有する光学システムを有し、
該光学システムは、
前記光源波長範囲内の光を偏光し、これにより偏向光ビームを生成し、
前記肌の外表面の下側の所定の焦点深さで、前記肌内部のターゲット位置に、前記偏向光ビームを誘導し焦点化する
ように構成され配置され
当該測定システムは、さらに、
前記ターゲット位置で反射された光の、第1の検出波長範囲内の前記第1の光強度を検出するように構成され配置された、第1の検出器と、
前記ターゲット位置で反射された光の、第2の検出波長範囲内の前記第2の光強度を検出するように構成され配置された、第2の検出器と、
前記第1の検出器および前記第2の検出器に結合され、前記第1の光強度と前記第2の光強度の間の差を定めるように構成され配置された比較器と、
を有し、
天然コラーゲンがターゲット位置に存在する場合、天然コラーゲンにより反射される前記偏向光ビームの光の反射スペクトルが参照され、前記反射スペクトルは、複数の隣接する第1および第2の波長領域を有し、
前記第1の波長領域では、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間で建設的な干渉が広がり、前記第2の波長領域では、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間で破壊的な干渉が広がり、
前記第1の検出波長範囲は、前記第1の波長領域の1または2以上に制限されるように、予め定められ、および／または制御され、
前記第2の検出波長範囲は、前記第2の波長領域の1または2以上に制限されるように、予め定められ、および／または制御される。
【００１４】
天然コラーゲンにより反射される偏向光ビームのスペクトルは、複数の隣接する第1および第2の波長領域を有し、前記第1の波長領域では、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に建設的な干渉が広がり、前記第2の波長領域では、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に破壊的な干渉が広がる。これは、天然コラーゲンの複屈折特性によって生じ、ターゲット位置での天然コラーゲンの存在による、偏向入射光のスペクトル変調と称される。偏向入射光と天然コラーゲンの間に破壊的干渉が生じまたは広がる前記第2の波長領域では、光波が正確に180°の位相でずれるため、反射波長スペクトルに暗バンドが観測される。偏向入射光と天然コラーゲンの間に建設的な干渉が生じまたは広がる前記第1の波長領域では、光波が同期されるため、反射波長スペクトルに明バンドが観測される。
【００１５】
本発明は、選択された肌の焦点深さでは、反射波長スペクトルにおいて前記建設的な干渉に起因した明バンドが生じる波長が、比較的一定であるという洞察に基づくものである。ターゲット位置から反射される光の第1の検出波長範囲は、明バンドのこれらの波長の1または2以上に制限される。同様に、選択された肌の焦点深さでは、反射波長スペクトルにおいて前記破壊的な干渉に起因した暗バンドが生じる波長は、比較的一定である。ターゲット位置から反射される光の第2の検出波長範囲は、暗バンドのこれらの波長の1または2以上に制限される。
【００１６】
換言すれば、本発明では、選択された焦点深さで、コラーゲン検出が可能な測定システムが提供され、これは、体の異なる対象または異なる領域を処理する際に満足に作動する。入射光とコラーゲンの間で建設的な干渉が生じまたは広がる波長バンド内で、光強度を測定することにより、およびこの光強度を、入射光とコラーゲンの間で破壊的な干渉が生じまたは広がる波長バンド内の光強度測定結果と比較することにより、コラーゲンの存在が決定できる。ターゲット位置にコラーゲンが存在しない場合、または臨界検出点以下の、十分に変性されたコラーゲンが存在する場合、反射光の第1の光強度と第2の光強度は、実質的に等しくなる。ターゲット位置に天然コラーゲンが存在する場合、これは、未だ処理（すなわち変性）されていないか、または一部のみが処理（すなわち変性）された状態のため、反射光の第1の光強度と第2の光強度は、実質的に異なり、すなわち、第1の光強度は、第2の光強度よりも実質的に大きくなる。
【００１７】
1または2以上の前記複数の第1の波長領域に制限される第1の検出波長範囲を、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に、2次またはより高次の建設的な干渉が広がるように、予め定め、および／または制御し、1または2以上の前記複数の第2の波長領域に制限される第2の検出波長範囲を、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に、2次またはより高次の破壊的な干渉が広がるように、予め定め、および／または制御することは有意である。
【００１８】
1次の干渉の代わりに、2次または3次の干渉が生じまたは広がる波長範囲を使用した場合、第1の検出波長範囲の中心波長と、第2の検出波長範囲の中心波長の間の分離が、実質的に小さくなる。これにより、検出波長範囲の比較的大きな分離により生じる反射光の強度変化が抑制される。建設的および破壊的な干渉の発生に対応する、2つの検出波長範囲が相互に十分に接近すると、波長依存性の散乱効果の影響が抑制される。ある場合には、この影響は、無視できるようになる。
【００１９】
広く離間した検出波長範囲では、後方散乱光の量は、特に、処理前後の波長に依存する。これは、測定結果に悪影響を及ぼし、測定システムにより測定される波長依存性の複屈折効果が、部分的にまたは全体的に隠れてしまう。
【００２０】
さらに、光学システムは、肌の外表面の下側の100μｍから1000μｍの間のターゲット位置に、偏向光ビームを焦点化するように構成され配置される。この焦点深さの範囲内では、天然コラーゲンの複屈折によるスペクトル変調は、実質的に一定である。換言すれば、第1および第2の検出波長範囲は、任意の顕著な再校正を必要とせず、体の異なる位置、さらには異なる対象において選択された焦点深さで、コラーゲン測定を実施するように予め定められ、および／または制御される。第1および第2の検出波長範囲は、一定とみなされるため、本発明による測定システムは、有意に単純化され得る。ただし、実際には、検出器のスペクトル感度および光源の放射スペクトルのような他の観点により、ある程度の再校正が必要となる。
【００２１】
選定された焦点深さでは、第2の検出波長範囲は、さらに、100nm未満、好ましくは50nm未満、より好ましくは30nm、さらに好ましくは20nm未満のバンドにわたって広がるように、予め定められ、および／または制御される。そのような実施例では、強度検出器および適切に寸法化されたバンドパスフィルタを有する、好適な検出器が適用できる。実際には、これらの検出波長範囲は、選定焦点深さの変化が50μm以下の場合、十分に作動可能である。
【００２２】
選定された焦点深さでは、第1の検出波長の中心波長と第2の検出波長の中心波長の間の差は、300nm未満であり、好ましくは100nm未満であり、より好ましくは50nm未満であり、さらに好ましくは30nm未満である。低次の干渉で測定が行われる場合、検出波長範囲の中心波長は、通常、300から400nmの間の分離を有する。小さな焦点深さおよびより高次の干渉では、検出波長範囲の中心波長の間の分離は、実質的により小さくなる。
【００２３】
本発明による測定システムの好適実施例では、第1の検出波長範囲は、前記複数の第1の波長領域の単一のものに制限されるように予め定められ、および／または制御され、第2の検出波長範囲は、前記複数の第2の波長領域の単一のものに制限されるように予め定められ、および／または制御され、前記複数の第1の波長領域の前記単一のものは、前記複数の第2の波長領域の前記単一のものに隣接する。この好適実施例では、測定システムの第1の検出器は、第1の光強度を測定する単一の光ダイオードを有し、測定システムの第2の検出器は、第2の光強度を測定する単一の光ダイオードを有する。2つの光ダイオードのみを検出に利用することにより、小型で安価な測定システムが提供される。
【００２４】
測定システムは、さらに、前記第1の検出器が
少なくとも2つの検出器チャネルであって、各々が、前記複数の第1の波長領域の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され配置された、検出器チャネルと、
各検出器チャネルに結合され、前記少なくとも2つの検出器チャネルにより検出された前記光強度から、前記第1の光強度を定めるように構成され配置されたプロセッサと、
を有するように構成され配置されても良い。
【００２５】
複数の明波長バンドで測定を行い、測定の精度および信頼性を向上させることが有意である。これは、単一の暗波長バンドにおける測定、または複数の暗波長バンドにおける測定と組み合わせて行われる。
【００２６】
同様に、測定システムは、さらに、第2の検出器が、
少なくとも2つの検出器チャネルであって、各々が、前記複数の第2の波長領域の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され配置された、検出器チャネルと、
各検出器チャネルに結合され、前記少なくとも2つの検出器チャネルにより検出された前記光強度から、前記第2の光強度を定めるように構成され配置されたプロセッサと、
を有するように構成され配置されることが有意である。
【００２７】
複数の暗波長バンドにおいて測定を行い、測定の精度および信頼性を向上させることが有意である。これは、単一の明波長バンドにおける測定、または複数の明波長バンドにおける測定と組み合わせて行われる。
【００２８】
本発明の別の態様による肌処理システムは、前述のような本発明による測定システムを有する。
【００２９】
コラーゲンの変性は、例えば、集束処理エネルギー源、例えば無線周波数（RF）エネルギー源もしくは超音波エネルギー源、または例えば処理光を提供する光もしくはレーザ源を用いて行われる。測定システムは、例えば、処理を提供するRFエネルギー源またはレーザ源の作動中、リアルタイムで変性プロセスを測定しても良い。処理の間、コラーゲン繊維の長さは、繊維が臨界長さに収縮するまで変化する。この段階を超えた変性処理は、さらなる肌の処理、例えば肌の若返りに対して、もはや効果がない。これは、この処理の箇所では、コラーゲン構造が完全に崩壊しているからである。処理の間、測定システムにより測定される第1の光強度と第2の光強度の間の差は、徐々に減少し、例えば、実質的に差がゼロで安定化する。これは、さらなる処理の効果はなく、好ましくない肌の損傷のような副作用を避けるため、停止することが望ましいことを示す。
【００３０】
本発明のこれらのおよび他の態様は、以降に示す実施例を参照することにより明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による測定システムを概略的に示した図である。
【図２Ａ】天然コラーゲンがターゲット位置に存在する場合の、ターゲット位置から反射される光の複数の波長における光強度の変化を示すグラフである。
【図２Ｂ】ターゲット位置にコラーゲンが存在しない場合、またはコラーゲンが変性され、もしくはほぼ完全に変性されている場合の、ターゲット位置から反射される光の複数の波長における光強度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図1には、本発明による肌測定システム110を概略的に示す。測定システム110は、肌160の内部のコラーゲンの光ベース測定用に構成され、配置される。測定システム110は、光学システム130を有し、この光学システムは、所定のおよび／または制御された光源波長の範囲にわたって、光を放射する光源120を有する。
【００３３】
光源120は、比較的広い波長のスペクトルを放射する、多色系光源であることが好ましい。換言すれば、これは、単色光ではないことが好ましい。あるいは、別の言い方では、これは、多色系、または広い領域を有し、または「白色」である。当業者は、従来の技術を使用して、複数の光源を同時に用いて、または広帯域の光源と1もしくは2以上の好適なバンドパスフィルタとの組み合わせにより、最適な光源の波長範囲、またはバンド幅を定めることができる。
【００３４】
多色系または広帯域の光源の例は、
−300から1000nmの範囲の放射スペクトルを有するタングステンランプ；
−通常、10から100nmの範囲（Δλ）の光を放射するスーパールミネッセントレーザダイオード（SLD）、または通常、50から200nmの範囲（Δλ）の光を放射する発光ダイオード（LED）。
【００３５】
あるいは、多色系または広帯域の光源は、同時に作動される、2または3以上の単色（または狭小帯域の）光源を有しても良い。例えば、第1および第2の単色系光源を用い、各光源は、200から500nmの範囲の放射スペクトル、および10から50nmのスペクトルバンド幅を有しても良い。より好ましくは、各単色系光源は、300から400nmの範囲の放射スペクトルおよび10から20nmのスペクトルバンド幅を有しても良い。
【００３６】
さらに、光学システム130は、光学素子を有し、光源120からの光ビームは、実質的に全光源波長範囲にわたって偏光され、これにより、偏向光ビーム140が生じ、偏向光ビーム140は、肌160の内部のターゲット位置に誘導され、肌の外表面内の所定の焦点深さで焦点化されても良い。当業者は、この目的のため、従来の光源と光学素子の任意の組み合わせが選択できる。例えば、非偏向光源130が偏光素子と組み合わされ、または偏向光源130が提供されても良い。同様に、偏光素子の組み合わせが提供されても良い。この場合、1または2以上の前記偏光素子が光源120内に収容され、1または2以上の偏光素子130が光学システム130内に収容されても良い。
【００３７】
別の例では、透過性偏光素子が配置され、これが光源120と肌160の内部のターゲット位置の間で、光ビームを遮断しても良い。測定システム110は、ターゲット位置に、光波長の広いスペクトルと同じ偏光方向または配向を有する入射光を提供する。例えば、ワイヤグリッド偏光器が使用されても良い。
【００３８】
当業者には明らかなように、ターゲット領域への偏向光ビームは、LCOS（液晶オンシリコン）のような、反射性偏光素子130を用いて提供されても良い。ある実施例では、光学システム130において、透過性と反射性の光学素子が組み合わされることが有意である。
【００３９】
光学システム130は、偏向光ビーム140を提供する。これは、直線偏光されることが好ましい。
【００４０】
偏向光ビーム140は、使用中、肌の外側層に入射される。光学システム130は、偏光の方向（または配向）が、実質的に光源波長の範囲全体にわたって実質的に等しくなるように、予め定められ、および／または制御される。
【００４１】
測定システム110は、放射される光が肌の外表面に進入し、肌の外表面の下側の、肌の内部のターゲット位置に、所定の焦点深さで到達するするように構成され、配置される。焦点深さは、コラーゲンの発見が期待される深さに対応するように選定される。
【００４２】
測定システム110は、さらに、第1の検出器150および第2の検出器250を含む検出ユニット50を有する。検出ユニット150は、さらに、肌160内のターゲット位置から反射された光145を、第1の検出器150および第2の検出器250の両方に誘導するように構成される。検出ユニット150は、さらに、この結果を得るため、図1に示されているような、50/50ビームスプリッタおよび折り畳みミラーのような、従来の1または2以上の光学部材を有する。コラーゲン測定は、第1の検出器150と第2の検出器250により測定される、両者の間の測定光強度の差に関係するため、できる限り検出器までのビーム経路が等しくなるように構成することは、有意である。
【００４３】
第1の検出器150は、ターゲット位置から反射される光145の第1の検出波長範囲内の第1の光強度を検出するように構成され、配置される。第2の検出器250は、ターゲット位置から反射される光145の第2の検出波長範囲内の第2の光強度を検出するように構成され、配置される。このため、例えば、各検出器150、250は、好適に寸法化されたバンドパスフィルタの後に配置されても良い。
図1には示されていないが、第1の検出器150と第2の検出器250の両方には、比較器が結合され、これは、第1の光強度と第2の光強度の間の差を定めるように構成され、配置されても良い。
【００４４】
測定システム110は、肌内の所定の焦点深さにおいて、コラーゲンを測定するように構成される。これは、第1の検出波長範囲と第2の検出波長範囲とを予め定め、および／または制御することを含む。これらの波長範囲は、対象および肌領域の広範囲における測定により、実験的に予め決定され、または選定焦点深さにおけるコンピュータシミュレーションにより、定められる。検出波長範囲は、特に、良く知られているように、コラーゲンの複屈折特性、および肌の外表面の下側の焦点深さに依存する光学経路長に依存する。
【００４５】
例えば、300から1000nmの光源波長範囲でのシミュレーションデータに基づき、以下の波長範囲が使用され得る。この例では、第2の検出波長範囲は、反射スペクトル内の暗バンドの予測境界の間を超え、第1の検出波長範囲は、2つの隣接する暗バンドの間の、最大強度（明バンド）の波長領域に対応する。
【００４６】
1.  焦点深さ：250μm±50μm
A.  1次の干渉波長バンド
・第1（明るい）検出波長範囲：    1000から1100nm
・第2の（暗い）検出波長範囲：    660から740nm
->第1の検出器用のバンドパスフィルタ：    1050nm±50nm
->第2の検出器用のバンドパスフィルタ：    700nm±40nm
->検出範囲間の分離：    350nm。
【００４７】
B.  2次の干渉波長バンド
・第1（明るい）検出波長範囲：    500から550nm
・第2の（暗い）検出波長範囲：    400から440nm
->第1の検出器用のバンドパスフィルタ：    525nm±25nm
->第2の検出器用のバンドパスフィルタ：    420nm±20nm
->検出範囲間の分離：    105nm。
【００４８】
C.  3次の干渉波長バンド
・第1（明るい）検出波長範囲：    280から310nm
・第2の（暗い）検出波長範囲：    330から360nm
->第1の検出器用のバンドパスフィルタ：    295nm±15nm
->第2の検出器用のバンドパスフィルタ：    345nm±15nm
->検出範囲間の分離：    50nm。
【００４９】
D.  4次の干渉波長バンド
・第1（明るい）検出波長範囲：    220から240nm
・第2の（暗い）検出波長範囲：    250から275nm
->第1の検出器用のバンドパスフィルタ：    230nm±10nm
->第2の検出器用のバンドパスフィルタ：    262.5nm±12.5nm
->検出範囲間の分離：    32.5nm。
2.  焦点深さ：500μm±50μm
A.  1次の干渉波長バンド
・第1（明るい）検出波長範囲：    1000から1100nm
・第2の（暗い）検出波長範囲：    800から880nm
->第1の検出器用のバンドパスフィルタ：    1050nm±50nm
->第2の検出器用のバンドパスフィルタ：    840nm±40nm
->検出範囲間の分離：    210nm。
【００５０】
B.  2次の干渉波長バンド
・第1（明るい）検出波長範囲：    670から730nm
・第2の（暗い）検出波長範囲：    570から630nm
->第1の検出器用のバンドパスフィルタ：    700nm±30nm
->第2の検出器用のバンドパスフィルタ：    600nm±30nm
->検出範囲間の分離：    100nm。
【００５１】
C.  3次の干渉波長バンド
・第1（明るい）検出波長範囲：    510から540nm
・第2の（暗い）検出波長範囲：    450から480nm
->第1の検出器用のバンドパスフィルタ：    525nm±15nm
->第2の検出器用のバンドパスフィルタ：    465nm±15nm
->検出範囲間の分離：    60nm。
【００５２】
任意の次数の干渉が生じる波長領域が使用され得るものの、高次の干渉が生じる波長領域が好ましい。これは、高次の干渉波長領域の発生のための、検出波長範囲同士の間の小さな分離により、光強度測定値に影響する波長依存性の散乱が減少することが期待されるためである。当業者は、トライアンドエラーの実験を使用して、最も適した波長範囲を定めることができる。
【００５３】
また、測定システム110は、さらに、比較器に接続されたプロセッサを有することが有意である。これは、測定された第1の光強度と第2の光強度の間の差に基づいて、コラーゲンの変性度合いを定めるように構成される。明確な差の検出により、コラーゲンの存在を示唆する好適な信号が提供されるが、各測定差が初期の測定差と比較される、より複雑なシステムを用いて、処理の途中に、変性の度合いおよび／または変性の点を定めても良い。
【００５４】
必要な場合、プロセッサには、処理される人もしくは体の領域、または処理に関する詳細など、追加のデータが提供されても良い。追加データの例には、年齢、肌の色、処理のステージ、ターゲット位置の場所、および体に対する強度測定位置が含まれる。最も簡単な実施例では、このデータは、詳細な記録用に、単に記録される。本発明の本質ではないが、プロセッサに適当な計算アルゴリズムまたはルックアップ表が提供される場合、データを用いて、コラーゲン測定の精度を高めることができる。
【００５５】
使用中、偏向光ビーム140は、肌の外表面の下側の所定の焦点深さで、好ましくは100から1000μｍの範囲で、ターゲット位置に焦点化される。検出器ユニットは、ターゲット位置からの反射光145を受光し、反射光を第1のバンドパスフィルタを介して第1の検出器に誘導するとともに、反射光を第2のバンドパスフィルタを介して第2の検出器に誘導する。第1の検出器は、第1の光強度を測定し、第2の検出器は、第2の光強度を測定する。比較器は、第1の光強度と第2の光強度の間の差を決定する。
【００５６】
天然コラーゲンが複屈折組織成分であり、複屈折（Δn）が2.8×10-3から3.0×10-3と見積もられることは、良く知られている。直線偏向された光が複屈折天然コラーゲン構造と相互作用すると、検出される反射光の強度は、コラーゲン繊維に対する入射偏向方向の配向に依存する。ある従来のシステムでは、これは、光の一部を吸収する本体または領域により生じる光強度測定の予測不可能な変動により、時折、コラーゲンの存在に関する不正確な予測を提供する。本発明では、ターゲット位置は、広帯域または多色系の光で照射され、肌の吸収領域または本体は、コラーゲンの存在に関する全体の測定結果に大きな影響を及ぼさないため、信頼性のある測定が行われる。そのような吸収領域または本体は、通常、波長の狭小の範囲を吸収する。
【００５７】
天然コラーゲンが、未処理コラーゲン、部分的に処理されたコラーゲン、または初期状態にあるコラーゲンの形態で、ターゲット位置に存在する場合、入射広帯域偏向光140は、複屈折コラーゲン構造と相互作用し、その結果、反射光の測定された光強度において、ある波長での極小および極大の交互パターンが生じる。これは、特に、複屈折コラーゲン繊維の光路長差、入射光の光源波長範囲、ならびに試料および光の進行方向に依存した極大値を有する、2つのビームの屈折率と複屈折の間の差を含む、複屈折コラーゲンの特性に依存する。換言すれば、ターゲット位置における天然コラーゲンにより反射される偏向光ビーム140の光の反射スペクトルは、複数の隣接する第1および第2の波長領域を有する。前記第1の波長領域では、建設的な干渉が、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に広がる。前記第2の波長領域では、破壊的な干渉が、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に広がる。反射スペクトルの極小値は、破壊的干渉のため、ある周波数において、暗バンドとして観測される。
【００５８】
第2の検出波長範囲は、破壊的な干渉が生じまたは広がる波長領域に制限するため、予め定められ、および／または制御される。破壊的な干渉は、反射スペクトルに暗バンドを形成し、ここでは、検出光強度が比較的小さくなり、ほぼゼロにもなり得る。第2の検出波長範囲は、反射スペクトルにおける暗バンドの一つの少なくとも一部を有する。通常、第2の検出波長範囲は、測定用に選択された暗バンドの境界とほぼ等しい境界を有し、この場合、第2の検出波長範囲は、実質的に全バンドを有する。ある場合には、第2の検出波長範囲は、暗バンドと、暗バンドの周囲で隣接する明バンドの小部分とを有する。これらの場合には、第2の検出波長範囲の広がりは、検出される第2の波長領域内において、破壊的干渉が広がるようにされ、その結果、ターゲット位置に天然コラーゲンが存在する場合、第2の検出波長範囲内で測定される光強度または平均光強度は、隣接する第1の検出波長範囲内で測定される光強度よりも小さくなる。
【００５９】
第1の検出波長範囲は、波長領域を制限するように予め定められ、および／または制御され、建設的な干渉が生じ、またはこれが広がる。第1の検出波長範囲は、実質的に暗バンドを回避する。換言すれば、波長領域は、2つの隣接する暗バンドの間に制限され、ここでは、測定光強度が比較的大きくなる。第2の検出波長範囲は、反射スペクトルに、明バンドの一つの少なくとも一部を有する。第2の検出波長範囲は、測定光強度が最大レベル、すなわち最も明るいレベルとなる波長領域を有することが好ましい。また、これは、建設的干渉が生じる波長バンドのほぼ中心部分を有することが好ましい。これにより、コラーゲンがターゲット位置に存在する場合、測定された第1の光強度と第2の光強度の間の、想定される最大の差が提供される。ある場合には、第1の検出波長範囲は、明バンドと、明バンドの周囲の隣接する暗バンドの小部分を有しても良い。これらの場合には、第1の検出波長範囲の広がりは、検出された第1の波長領域内で、建設的な干渉が広がるようにされ、その結果、ターゲット位置に天然コラーゲンが存在する場合、第1の検出波長範囲内で測定される光強度または平均光強度は、隣接する第2の検出波長範囲内で測定される光強度よりも大きくなる。
【００６０】
測定システムは、従来の方法に比べて、コラーゲンを測定する上で比較的単純で安定な方法を提供する。第1および第2の光強度間の測定された差は、未処理または非変性コラーゲンの量に相関し、その結果、定量的な測定も提供できる。これにより、測定システムを肌処理装置と一体化することが簡単になり、繰り返し測定により、現在利用されている測定システムに比べて、コラーゲン変性プロセスのより正確なモニタリングが提供される。
【００６１】
検出ユニット50は、暗バンドと明バンドの間の反射光の強度差を定めることが可能な、いかなる好適な配置であっても良い。
【００６２】
第1の検出器150および第2の検出器250は、比較的簡単な光ダイオード、または反射光の強度を検出できる任意の他の検出器であっても良く、検出のためのそれぞれの波長を選定するため、好適に選定された狭小バンドパスフィルタが前段に配置されても良い。
【００６３】
第1の検出器150は、2または3以上の検出器チャネルを有し、各検出器チャネルは、建設的な干渉が生じまたは広がる、反射光の第1の波長領域の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され、配置されても良い。この実施例では、測定システムは、プロセッサを有し、このプロセッサは、各検出器チャネルに結合され、前記2または3以上の検出器チャネルにより検出された光強度から、第1の光強度を定めるように構成され配置される。
【００６４】
これに代えておよび／またはこれに加えて、第2の検出器150は、2または3以上の検出器チャネルを有し、各検出器チャネルは、破壊的な干渉が生じまたは広がる、反射光の第2の波長領域の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され配置されても良い。この実施例では、測定システムは、プロセッサを有し、このプロセッサは、各検出器チャネルに結合され、前記2または3以上の検出器チャネルにより検出された光強度から、第2の光強度を定めるように構成され配置される。
【００６５】
建設的干渉の2または3以上の異なる波長領域、および／または破壊的干渉の2または3以上の異なる波長領域における測定により、測定全体の信頼性が改善される。各検出器チャネルは、単一の光ダイオードを有しても良い。
【００６６】
同様に、検出ユニット50は、分光計、分光光度計、分光写真器、分光器、またはスペクトルアナライザのような、従来のいかなる好適な配置であっても良い。別の例では、検出ユニット50は、例えば、CCDアレイのような、検出器のアレイを有しても良い。前段には、CCDアレイ上の複数の位置にわたって複数の波長を分配させるように好適に寸法化された格子が配置される。CCDアレイは、数mmから1もしくは2cm以上の間の寸法範囲を有し、数10ミクロンのピッチを有する回折格子が提供されても良い。当業者は、簡単なトライアンドエラー実験を用いて、反射スペクトルにおける暗バンドと明バンドの好適な分散および検出を提供することができる。プロセッサは、暗バンドと明バンドの光強度の間の差を定めるため、アレイの領域を比較するように構成されても良い。
【００６７】
測定システムのある実施例では、光源により放射される光ビームの光源波長範囲の中心波長は、可視光から赤外光の範囲にある。光源は、例えば300nmから1000nmの範囲の、多色系のまたは広帯域の光を提供しても良い。測定の信頼性を高めるため、広い範囲が好ましい。この場合、特定の波長を吸収する発色団により生じるような偽極小値を回避することができる。当業者は、利用光源、被測定肌の予測吸収波長、および広帯域直線偏光器の製造性のような因子に基づいて、光源波長範囲を選択することができる。
【００６８】
光源波長範囲の中心波長は、300nmから2000nmの間であっても良い。比較的高強度の光源が利用できる好適な赤外波長は、1064nmの波長であり、これは、ガラスファイバー通信ネットワークに広く使用されている。1064nmの光を放射する高強度光ダイオードは、本発明による測定システムにおける使用の点で、比較的良好な光源である。これらの光ダイオードは、比較的高強度で比較的小さく、肌内のターゲット位置に対して、放射光が比較的良好な進入深さを有するためである。そのような複数のレーザダイオードを同時に使用して、多色系のまたは広帯域の光源を提供しても良い。
【００６９】
光学システム130には、従来から知られる追加の光学素子が提供され、入射光ビーム140および反射光ビーム145がさらに誘導され、変調されても良い。
【００７０】
また、測定システム110は、ある波長を排除するように構成されても良い。肌に入射される光波長140の範囲は、光源によって生じるものと同じであっても良く、あるいは別の好適に選定されたバンドパスフィルタを提供することにより、光源120に比べて縮小していても良い。これに代えてまたはこれに加えて、反射光145の光路にバンドパスフィルタが配置され、検出がさらに改善されても良い。
【００７１】
実際には、肌内での波長依存性の吸収および散乱のロスを補正することが必要となり得る。これは、測定システム110を好適に変更し、および／またはプロセッサを好適に構成することにより、行うことができる。
【００７２】
偏向入射光ビーム140と複屈折コラーゲン繊維との相互作用は、コラーゲン繊維軸に対する入射偏向光ビーム140の偏光方向の配向に依存する。従って、ユーザが最適な構成を定め得る、使用中の偏向方向を制御する手段を提供することが有意である。
【００７３】
図2Aおよび2Bには、ターゲット位置に天然コラーゲンが存在する場合の、反射光の波長（水平軸220）に対する反射光の測定された光強度225（垂直軸210）のグラフを示す。
【００７４】
図2Bには、ターゲット位置においてコラーゲンが変性され、もはや検出ができなくなるような処理の後の光強度測定結果275を示す。スペクトルの最小波長において、最小またはゼロの光強度レベルが検出される。スペクトルの最大波長では、反射光の強度が急激に上昇する。波長がさらに増加すると、反射光の強度は、僅かに増加し、全体の最大に達し、その後、スペクトルの最大波長まで徐々に低下する。また、図2Bには、水平軸220の波長に対応し、水平軸220に近接する可視光色スペクトル285（紫から赤の範囲）が示されている。光強度プロファイル275は、天然コラーゲンの存在に関連した、いかなる特定の極小値も存在しないことを示しており、可視色スペクトル285に暗バンドは認められない。また、この光強度プロファイル275は、広帯域偏向光源が照射された際の、ターゲット位置にコラーゲン（または完全に変性されたコラーゲン）が存在しない肌の反射スペクトル応答として示されている。
【００７５】
図2Aには、天然コラーゲンが存在することにより、強度測定結果225および可視スペクトル235がどのように変化するかを示す。図2Aにおいて、光強度プロファイル225は、図2Bに示した光強度プロファイル275の上部光強度レベルとほぼ等しい上部光強度レベルを有する。図2Aの光強度プロファイル225は、極大および極小を繰り返し、極大値は、前記上部光強度レベルに達し、極小値は、光強度レベルの最小値またはゼロに達する。光強度プロファイル225は、ほぼ正弦曲線であり、極小値は、相互に分離される。可視光スペクトル235は、強度225の極小が生じる波長に、暗バンドを有する。
【００７６】
図2Aにおいて、コラーゲン（変性）の処理の前には、極小値の一つと該極小値に最近接の極大値との間の光強度の差は、十分に大きい。例えば、各極小値における光強度は、最近接の極大値の光強度の約0から20％であり、多くの場合、0レベルに達する。
【００７７】
この近似的に正弦波パターンの大きさの検出により、コラーゲン繊維の複屈折を測定する方法が提供される。コラーゲンが完全に変性化されると（または存在しない場合）、強度プロファイル275および可視スペクトル285は、極小値または暗バンドを全く示さない。反射スペクトルにおける隣接する極大値と極小値の間の光強度の差により、コラーゲンの変性の度合いの目安が提供される。
【００７８】
コラーゲンの熱変性の間、コラーゲンの複屈折特性は、温度の上昇に依存して失われる。通常、コラーゲンは、約40℃から少なくとも65℃まで加熱され、その結果、複屈折の10倍のロスが生じる。コラーゲンが変性すると、現在の状況と処理の開始時の状態とを比較することにより、あるいは現在の状況と参照値とを比較することにより、変性の度合いが定められる。
【００７９】
熱処理によるコラーゲン変性およびコラーゲン繊維の収縮は、例えば、Laubach、Tannousらの「部分光熱分解に対する肌応答」、Lasers  Surg．Med．，38：142−149（2006）に記載されている。コラーゲンの収縮に対する測定の偏光依存性は、例えば、Pierce、Sheridanらの「コラーゲン変性は、偏光感度光コヒーレンス断層撮影を用いた、燃焼された人の肌に定量化できる」Burns，30（6），（2004）に記載されている。
【００８０】
また、測定システム110は、処理光源を有する肌処理をシステムを備える。そのような処理光源は、例えばRF放射線源、または例えば、処理光を提供するレーザ源、典型的にはパルスレーザビームであっても良い。処理光源は、例えば、1064nmで放射を示すNd：YAGレーザであっても良い。
【００８１】
処理光源ビーム光路は、測定システムのビーム光路とは完全に分かれていても、部分的に統合されていても良い。例えば、処理光源がレーザの場合、該レーザは、光源120として使用されても良い。処理ビームがR.Fビームの場合、測定システム110は、機能的に処理機能から完全に分離されても良い。そのような実施例では、測定システム110は、処理光源によるコラーゲン繊維の変性処理の効果を測定する、フィードバックシステムとして使用されても良い。またそのような場合、処理光源に補償器が接続され、処理光源が制御され、例えば処理期間または処理強度が制御されても良い。
【００８２】
測定システム110は、変性処理の間、連続的にリアルタイム測定を実施し、または変性処理中に、相互に変性プロセスおよび変性処理の現在の状態に関するフィードバックを提供する、いくつかの測定を実施しても良い。
【００８３】
追加でまたはこれとは別に、測定システムは、入射光ビーム140および反射光ビーム145の光路が部分的に一致するように構成され、配置されても良い。これにより、測定システムの寸法が小さくなり、入射光ビーム140と反射光ビーム145の両方を、肌の外層に対してほぼ垂直にすることが可能となる。
【００８４】
本発明は、コラーゲン処理に特に適するが、当業者は、例えば、腱、エラスチン、髪の毛、のような他の肌の複屈折構造を検出する際の使用のために、および光脱毛のような対応する処理による測定における変化のモニタリングのために、本発明を構成することができる。
【００８５】
また、肌の複屈折構造の複数の種類の存在を定めるように測定システムを構成し、配置することが有意である。
【００８６】
前述の実施例は、本発明を限定するものではなく、一例的なものであることに留意する必要がある。当業者には、添付の特許請求の範囲から逸脱しないで、多くの代替実施例を構成することができる。請求項において、括弧間に設置されたいかなる参照符号も、請求項を限定するものと解してはならない。「有する」という動詞およびその変化形の使用は、請求項に記載のもの以外の素子またはステップの存在を排除するものではない。素子の前の「一つの」と言う用語は、そのような素子が複数存在することを排斥するものではない。本発明は、いくつかの異なる素子を有するハードウェアにより実施されても良く、好適なプログラム化コンピュータにより、実施されても良い。いくつかの手段が列挙されたシステムの請求項において、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの同じ事項によって実現されても良い。単にある手段が相互に異なる従属請求項に記載されていることから、これらの手段の組み合わせが有意に使用できないと解してはならない。
【図１】
2017526933.tif 000003
【図２Ａ】
2017526933.tif 000004
【図２Ｂ】
2017526933.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月17日(2017.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の光強度および第2の光強度を用いた、肌内部のコラーゲンの光ベース測定用の測定システムであって、
光源波長範囲を有する光ビームを放射するように構成され配置された光源を有する光学システムを有し、
該光学システムは、
前記光源波長範囲内の光を偏光し、これにより偏向光ビームを生成し、
前記肌の外表面の下側の所定の焦点深さで、前記肌内部のターゲット位置に、前記偏向光ビームを誘導し焦点化する
ように構成され配置され
当該測定システムは、さらに、
前記ターゲット位置で反射された光の、第1の検出波長範囲内の前記第1の光強度を検出するように構成され配置された、第1の検出器と、
前記ターゲット位置で反射された光の、第2の検出波長範囲内の前記第2の光強度を検出するように構成され配置された、第2の検出器と、
前記第1の検出器および前記第2の検出器に結合され、前記第1の光強度と前記第2の光強度の間の差を定めるように構成され配置された比較器と、
を有し、
天然コラーゲンがターゲット位置に存在する場合、天然コラーゲンにより反射される前記偏向光ビームの光の反射スペクトルが参照され、前記反射スペクトルは、複数の隣接する第1および第2の波長範囲を有し、
前記第1の波長範囲では、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間で建設的な干渉が広がり、前記第2の波長範囲では、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間で破壊的な干渉が広がり、
前記第1の検出波長範囲は、前記第1の波長範囲の1または2以上に制限されるように、予め定められ、および／または制御され、
前記第2の検出波長範囲は、前記第2の波長領域の1または2以上に制限されるように、予め定められ、および／または制御される、測定システム。
【請求項２】
前記第1の検出波長範囲は、前記複数の第1の波長範囲の1または2以上に制限されるように予め定められ、および／または制御され、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間に、2次またはより高次のオーダの建設的な干渉が広がり、
前記第2の検出波長範囲は、前記複数の第2の波長範囲の1または2以上に制限されるように予め定められ、および／または制御され、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間に、2次またはより高次のオーダの破壊的な干渉が広がる、請求項1に記載の測定システム。
【請求項３】
前記光学システムは、前記肌の外表面の下側の100μmから1000μmの間のターゲット位置に、前記偏向光ビームを焦点化するように構成され配置される、請求項1に記載の測定システム。
【請求項４】
前記第2の検出波長範囲は、100nm未満、好ましくは50nm未満、より好ましくは30nm、さらに好ましくは20nm未満のバンドにわたって広がるように、予め定められ、および／または制御される、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項５】
前記第1の検出波長範囲の中心波長と前記第2の検出波長範囲の中心波長の間の差は、300nm未満であり、好ましくは100nm未満であり、より好ましくは50nm未満であり、さらに好ましくは30nm未満である、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項６】
前記光学システムは、前記肌のターゲット位置に、直線偏向光ビームを発生するように構成され配置される、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項７】
前記第1の検出波長範囲は、前記複数の第1の波長範囲の単一のものに制限されるように予め定められ、および／または制御され、
前記第2の検出波長範囲は、前記複数の第2の波長領域の単一のものに制限されるように予め定められ、および／または制御され、
前記複数の第1の波長範囲の前記単一のものは、前記複数の第2の波長範囲の前記単一のものに隣接する、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項８】
前記第1の検出器は、
少なくとも2つの検出器チャネルであって、各々が、前記複数の第1の波長範囲の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され配置された、検出器チャネルと、
各検出器チャネルに結合され、前記少なくとも2つの検出器チャネルにより検出された前記光強度から、前記第1の光強度を定めるように構成され配置されたプロセッサと、
を有する、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項９】
前記第2の検出器は、
少なくとも2つの検出器チャネルであって、各々が、前記複数の第2の波長範囲の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され配置された、検出器チャネルと、
各検出器チャネルに結合され、前記少なくとも2つの検出器チャネルにより検出された前記光強度から、前記第2の光強度を定めるように構成され配置されたプロセッサと、
を有する、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項１０】
前記第1の検出器は、前記第1の光強度を測定する、単一の光ダイオードを有し、
前記第2の検出器は、前記第2の光強度を測定する、単一の光ダイオードを有する、請求項7に記載の測定システム。
【請求項１１】
前記光源波長範囲の中心波長は、可視光から赤外光の範囲にある、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の測定システム。
【請求項１２】
コラーゲンの変性のための肌処理システムであって、
請求項1乃至11に記載の測定システムを有する、肌処理システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明による測定システムは、光源波長範囲を有する光ビームを放射するように構成され配置された光源を有する光学システムを有し、
該光学システムは、
前記光源波長範囲内の光を偏光し、これにより偏向光ビームを生成し、
前記肌の外表面の下側の所定の焦点深さで、前記肌内部のターゲット位置に、前記偏向光ビームを誘導し焦点化する
ように構成され配置され
当該測定システムは、さらに、
前記ターゲット位置で反射された光の、第1の検出波長範囲内の前記第1の光強度を検出するように構成され配置された、第1の検出器と、
前記ターゲット位置で反射された光の、第2の検出波長範囲内の前記第2の光強度を検出するように構成され配置された、第2の検出器と、
前記第1の検出器および前記第2の検出器に結合され、前記第1の光強度と前記第2の光強度の間の差を定めるように構成され配置された比較器と、
を有し、
天然コラーゲンがターゲット位置に存在する場合、天然コラーゲンにより反射される前記偏向光ビームの光の反射スペクトルが参照され、前記反射スペクトルは、複数の隣接する第1および第2の波長範囲を有し、
前記第1の波長範囲では、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間で建設的な干渉が広がり、前記第2の波長範囲では、前記偏向光ビームと前記天然コラーゲンの間で破壊的な干渉が広がり、
前記第1の検出波長範囲は、前記第1の波長範囲の1または2以上に制限されるように、予め定められ、および／または制御され、
前記第2の検出波長範囲は、前記第2の波長範囲の1または2以上に制限されるように、予め定められ、および／または制御される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
天然コラーゲンにより反射される偏向光ビームのスペクトルは、複数の隣接する第1および第2の波長範囲を有し、前記第1の波長範囲では、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に建設的な干渉が広がり、前記第2の波長範囲では、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に破壊的な干渉が広がる。これは、天然コラーゲンの複屈折特性によって生じ、ターゲット位置での天然コラーゲンの存在による、偏向入射光のスペクトル変調と称される。偏向入射光と天然コラーゲンの間に破壊的干渉が生じまたは広がる前記第2の波長範囲では、光波が正確に180°の位相でずれるため、反射波長スペクトルに暗バンドが観測される。偏向入射光と天然コラーゲンの間に建設的な干渉が生じまたは広がる前記第1の波長範囲では、光波が同期されるため、反射波長スペクトルに明バンドが観測される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
1または2以上の前記複数の第1の波長範囲に制限される第1の検出波長範囲を、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に、2次またはより高次の建設的な干渉が広がるように、予め定め、および／または制御し、1または2以上の前記複数の第2の波長範囲に制限される第2の検出波長範囲を、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に、2次またはより高次の破壊的な干渉が広がるように、予め定め、および／または制御することは有意である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明による測定システムの好適実施例では、第1の検出波長範囲は、前記複数の第1の波長範囲の単一のものに制限されるように予め定められ、および／または制御され、第2の検出波長範囲は、前記複数の第2の波長領域の単一のものに制限されるように予め定められ、および／または制御され、前記複数の第1の波長範囲の前記単一のものは、前記複数の第2の波長範囲の前記単一のものに隣接する。この好適実施例では、測定システムの第1の検出器は、第1の光強度を測定する単一の光ダイオードを有し、測定システムの第2の検出器は、第2の光強度を測定する単一の光ダイオードを有する。2つの光ダイオードのみを検出に利用することにより、小型で安価な測定システムが提供される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
測定システムは、さらに、前記第1の検出器が
少なくとも2つの検出器チャネルであって、各々が、前記複数の第1の波長範囲の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され配置された、検出器チャネルと、
各検出器チャネルに結合され、前記少なくとも2つの検出器チャネルにより検出された前記光強度から、前記第1の光強度を定めるように構成され配置されたプロセッサと、
を有するように構成され配置されても良い。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
同様に、測定システムは、さらに、第2の検出器が、
少なくとも2つの検出器チャネルであって、各々が、前記複数の第2の波長範囲の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され配置された、検出器チャネルと、
各検出器チャネルに結合され、前記少なくとも2つの検出器チャネルにより検出された前記光強度から、前記第2の光強度を定めるように構成され配置されたプロセッサと、
を有するように構成され配置されることが有意である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
例えば、300から1000nmの光源波長範囲でのシミュレーションデータに基づき、以下の波長範囲が使用され得る。この例では、第2の検出波長範囲は、反射スペクトル内の暗バンドの予測境界の間を超え、第1の検出波長範囲は、2つの隣接する暗バンドの間の、最大強度（明バンド）の波長範囲に対応する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
任意の次数の干渉が生じる波長範囲が使用され得るものの、高次の干渉が生じる波長範囲が好ましい。これは、高次の干渉波長範囲の発生のための、検出波長範囲同士の間の小さな分離により、光強度測定値に影響する波長依存性の散乱が減少することが期待されるためである。当業者は、トライアンドエラーの実験を使用して、最も適した波長範囲を定めることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
天然コラーゲンが、未処理コラーゲン、部分的に処理されたコラーゲン、または初期状態にあるコラーゲンの形態で、ターゲット位置に存在する場合、入射広帯域偏向光140は、複屈折コラーゲン構造と相互作用し、その結果、反射光の測定された光強度において、ある波長での極小および極大の交互パターンが生じる。これは、特に、複屈折コラーゲン繊維の光路長差、入射光の光源波長範囲、ならびに試料および光の進行方向に依存した極大値を有する、2つのビームの屈折率と複屈折の間の差を含む、複屈折コラーゲンの特性に依存する。換言すれば、ターゲット位置における天然コラーゲンにより反射される偏向光ビーム140の光の反射スペクトルは、複数の隣接する第1および第2の波長範囲を有する。前記第1の波長範囲では、建設的な干渉が、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に広がる。前記第2の波長範囲では、破壊的な干渉が、偏向光ビームと天然コラーゲンの間に広がる。反射スペクトルの極小値は、破壊的干渉のため、ある周波数において、暗バンドとして観測される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
第2の検出波長範囲は、破壊的な干渉が生じまたは広がる波長範囲に制限するため、予め定められ、および／または制御される。破壊的な干渉は、反射スペクトルに暗バンドを形成し、ここでは、検出光強度が比較的小さくなり、ほぼゼロにもなり得る。第2の検出波長範囲は、反射スペクトルにおける暗バンドの一つの少なくとも一部を有する。通常、第2の検出波長範囲は、測定用に選択された暗バンドの境界とほぼ等しい境界を有し、この場合、第2の検出波長範囲は、実質的に全バンドを有する。ある場合には、第2の検出波長範囲は、暗バンドと、暗バンドの周囲で隣接する明バンドの小部分とを有する。これらの場合には、第2の検出波長範囲の広がりは、検出される第2の波長範囲内において、破壊的干渉が広がるようにされ、その結果、ターゲット位置に天然コラーゲンが存在する場合、第2の検出波長範囲内で測定される光強度または平均光強度は、隣接する第1の検出波長範囲内で測定される光強度よりも小さくなる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
第1の検出波長範囲は、波長範囲を制限するように予め定められ、および／または制御され、建設的な干渉が生じ、またはこれが広がる。第1の検出波長範囲は、実質的に暗バンドを回避する。換言すれば、波長範囲は、2つの隣接する暗バンドの間に制限され、ここでは、測定光強度が比較的大きくなる。第2の検出波長範囲は、反射スペクトルに、明バンドの一つの少なくとも一部を有する。第2の検出波長範囲は、測定光強度が最大レベル、すなわち最も明るいレベルとなる波長範囲を有することが好ましい。また、これは、建設的干渉が生じる波長バンドのほぼ中心部分を有することが好ましい。これにより、コラーゲンがターゲット位置に存在する場合、測定された第1の光強度と第2の光強度の間の、想定される最大の差が提供される。ある場合には、第1の検出波長範囲は、明バンドと、明バンドの周囲の隣接する暗バンドの小部分を有しても良い。これらの場合には、第1の検出波長範囲の広がりは、検出された第1の波長範囲内で、建設的な干渉が広がるようにされ、その結果、ターゲット位置に天然コラーゲンが存在する場合、第1の検出波長範囲内で測定される光強度または平均光強度は、隣接する第2の検出波長範囲内で測定される光強度よりも大きくなる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
第1の検出器150は、2または3以上の検出器チャネルを有し、各検出器チャネルは、建設的な干渉が生じまたは広がる、反射光の第1の波長範囲の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され、配置されても良い。この実施例では、測定システムは、プロセッサを有し、このプロセッサは、各検出器チャネルに結合され、前記2または3以上の検出器チャネルにより検出された光強度から、第1の光強度を定めるように構成され配置される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
これに代えておよび／またはこれに加えて、第2の検出器150は、2または3以上の検出器チャネルを有し、各検出器チャネルは、破壊的な干渉が生じまたは広がる、反射光の第2の波長範囲の異なる一つの内部で、光強度を検出するように構成され配置されても良い。この実施例では、測定システムは、プロセッサを有し、このプロセッサは、各検出器チャネルに結合され、前記2または3以上の検出器チャネルにより検出された光強度から、第2の光強度を定めるように構成され配置される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
建設的干渉の2または3以上の異なる波長範囲、および／または破壊的干渉の2または3以上の異なる波長範囲における測定により、測定全体の信頼性が改善される。各検出器チャネルは、単一の光ダイオードを有しても良い。
【国際調査報告】
2017526933.tif 000006
2017526933.tif 000007
2017526933.tif 000008