魅力的でない特徴を識別し、美容の改善を行うために、人体のエリアをスキャンするシステムおよび方法が、医学的モニタリングおよび任意的に医学的な処置のために改変される。人体の外側表面の３Ｄモデルが作成され、スキャンされたデータが、反射率および表面トポロジの特性によって解析され、不健康な特性を識別する。人々は美容システムを広範囲にかつ頻繁に使用するので、患者の状況のベースラインが長い期間にわたる頻繁なモニタリングを介して作成され得、その結果、ベースラインからの潜在的に危険な変化が素早く識別され、報告され得る。適切なときに、病気に冒されたエリアを処置する薬剤の正確な塗布が自動的に行われ得る。制御されかつ正確に導かれた薬剤の投薬量が塗布され、望ましくない副作用のリスクを低減させ得る。薬剤はまた、所望の処置を達成するために、長い期間、皮膚の広いエリアにわたって塗布され得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、出願人らにより、２００５年８月１２日に出願された米国仮出願第６０／７０８，１１８号の利益を主張する。
【０００２】
（技術の分野）
本発明は、予防用または治療用の医学的手当てまたは医学的処置を保証する属性を検出するための、人体のモニタリングに関し、さらに詳細には、皮膚の領域の医学的モニタリングおよび医学的処置に適用するための自動システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
人体の外側表面をモニタリングすることは、病気または病気のリスクの増加を示す条件を検出するための充分に確立された方法である。例えば、医師は患者を診察してメラノーマを発見し、次に、その病気に対する処置の針路を素早く指示する。同じ方法で、医師は、患者が日焼けで損傷を受けた皮膚を有するということを発見し、メラノーマまたは他の皮膚癌のさらなる発達を防止するために、患者が日光への過度の露出を避けるように指示する。さらに、医師は女性の皮膚の表面トポロジを診察し、その女性が潜在的な乳癌を有する強い可能性を発見し得、その結果、医師は、さらなるテストおよび適切な処置を命じる。
【０００４】
医学的診察が、視覚的にまたは多くの種類の医学機器を介して行われ得る。一部の場合において、視覚的な診察は、器具によって行われる診察よりも効果的であり得る。なぜならば、ヒトの目は、色などの反射率と、腫れおよびくぼみなどの表面トポロジとの両方を理解するが、多くの機械器具は理解しないからである。この能力は、時には、器具が見逃すかまたは解釈し得ない医学的問題を、目が識別することを可能にする。例えば、医学的モニタリングのための多くの自動システムは、表面トポロジを解析する能力を欠いている。
【０００５】
通常の診察を介して、患者の身体特徴のベースラインが作成され得、その結果、ベースラインからの変化が検出され得る。この方法で患者をモニタリングする１つの利点は、病気および潜在的に危険な状況の早期の検出および早期の処置が、処置の成功率を上昇させるということである。例えば、皮膚癌の徴候に対する患者の皮膚の詳細な毎日の診察は、皮膚癌を回避するかまたは皮膚癌から生き残る能力を非常に増加させ得る。さらに、多くのアフリカ系アメリカ人などの黒い皮膚を有する人々における白い斑点の検出は、内部の癌を示し得る。皮膚の通常の診察は、ニキビ、水疱、挫傷、傷跡、黄疸、静脈瘤、および感染を含む様々な他の病気および健康問題を発見することと、それらを首尾よく処置することとを補助し得る。
【０００６】
しかしながら、医師による手動の診察の高い費用と高価な医学機器を用いて行われる診察の高い費用とが、一般的に、頻繁な患者のモニタリングを制限する。深刻な病気が既に生じ、患者が入院させられている場合を除いて、患者の毎日のモニタリングは、一般的には、行うにはあまりにも費用がかかりすぎる。開業医は、通常、年一回のみかまたはそれを下回る頻度で、患者に一般的な検診を受けるように要求するだけである。専門家もまた、通常、年一回または６ヶ月毎もしくは３ヶ月毎など広く離れた間隔で患者を診察するだけである。患者は、もっと定期的に自己診断を行うように要求されるが、患者は、多くの場合に、首尾よく医学的状況を検出する専門知識および訓練を欠いている。結果として、多くの病気が処置を受けにくくなるときまで、多くの病気が検出されないままである。
【０００７】
従って、反射率および表面トポロジの特性に対する、人体の外側表面の頻繁な医学的モニタリングを提供し、医学的問題に関して識別および報告し、実施形態においては、適切なときに、それらの問題を処置する自動システムおよび方法に対する必要性がある。
【０００８】
本明細書において、「反射変性剤」または「ＲＭＡ」という用語は、別の材料の反射率を変化させるために有用な任意の化合物のことを呼び、以下でさらに詳細に説明される。ＲＭＡの一部の例は、インク、染料、顔料、漂白剤、化学変化剤、ならびに、ヒトの皮膚の反射率およびその他の特徴を変化させ得る他の物質である。「染料」および「透明な染料」という用語は、本明細書において、任意のＲＭＡを簡潔に表すために使用される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの必要性および他の必要性が本発明によって対処される。以下の記述は、限定としてではなく、例として本発明を記述する。
【００１０】
皮膚のエリアを電子的にスキャンすることによって、皮膚のエリアの視覚的属性を決定し、コンピュータ環境においてスキャンされたデータを解析することが、本発明の一局面である。
【００１１】
一実施形態において、スキャンは、皮膚に関する反射データを提供する。データが使用され、特徴識別を行い、時の経過による反射率における変化をモニタリングする。
【００１２】
一実施形態において、スキャンは、反射データと表面プロフィールデータとの両方を提供する。データが使用され、特徴識別を行い、時の経過による反射率または形態における変化をモニタリングする。
【００１３】
皮膚のエリアのマップを作成し、後にそのマップを使用し、皮膚に対するモニタリングデバイスの位置を決定することが、本発明の別の局面である。マップはまた、反射率または形状における変化を検出するために、第１回からの画像と第２回からの画像とを比較するために使用され得る。
【００１４】
本特許明細書において、「インクジェット技術」という語句は、概して「ドロップ制御」技術を呼び、当業者には公知であるように、塗布されている物質の各個別の液滴が、塗布器により制御され得る。本発明に特に有用な技術は、ドロップ制御技術のサブセットである「ドロップオンデマンド」技術を利用することである。本明細書において、「インクジェットプリンタ」という語句は、インクジェット技術の任意の形態を簡潔に表すために使用される。
【００１５】
皮膚の局所的な反射特性に応答して、皮膚に１つ以上の薬剤を正確に塗布することが、本発明の別の局面である。
【００１６】
本出願において、「薬剤」という用語は、皮膚の領域に有益である任意の材料または化合物を呼ぶために広く使用される。薬剤は、医薬化合物、薬物、天然のハーブ、保湿剤、または皮膚に利益を提供するその他の任意の材料であり得る。
【００１７】
これらの局面および他の局面、特徴、ならびに利点が、本発明のシステムおよび方法に従って達成される。本発明に従って、コンピュータ制御のシステムが、ヒトの皮膚のエリアの属性を決定する。識別された属性は、反射率に関連し得、不規則に見える明るいしみおよび暗いしみ、そばかす、傷跡、ほくろ、挫傷、または他の表面特徴もしくは表面下の特徴などの特徴を呼び得る。識別された属性はまた、腫れおよびしわなどの表面の不規則性をより正確に改善するために、深さなどの皮膚の表面トポロジに関し得る。薬剤は、識別されたパターンに従って塗布され得る。例えば、理想的な魅力のモデルに従って、赤色エリアに赤色を加えるか、または逆に、赤色エリアに緑色または青色を加える。
【００１８】
皮膚の特徴の詳細な解析の基礎を提供するために、様々な波長（色）でデータを収集し解析することが本発明の一局面である。一部の皮膚の特徴は、特徴が様々な波長で呈する特性から識別され得る。
【００１９】
画素レベルの薬剤の塗布は、従来技術の方法を用いるよりも非常に際立った正確性を可能にし、その結果、より少ない塗布材料が使用され得る。一部の場合において、特定のエリアへの薬剤のこの正確な送達は、因子の体系的な塗布に関連する副作用なしに、因子の効果の向上を提供する。例えば、皮膚損傷に対して経口薬として取られるよりも効果的に、ニキビ薬は塗布され得る。
【００２０】
本発明の一実施形態において、スキャナとインクジェットプリンタとを備えている塗布デバイスは、皮膚のエリアにわたって単一のパスを作る。塗布デバイスは、皮膚をスキャンし、問題を識別し、薬剤の量と分配とを計算し、素早く皮膚に因子を塗布する。
【００２１】
別の実施形態において、塗布デバイスは、第１回において、皮膚の特徴の第１のマップを作り、関心のある特徴を識別する。次に、塗布デバイスは、第２回において、皮膚の特徴の第２のマップを作り、関心のある特徴を識別する。２つのマップと関心のある特徴とが比較され、特徴における変化をモニタリングする。
【００２２】
この実施形態において、詳細なスキャンは、顔面、脚、または腕などのヒトの皮膚の領域で行われている。スキャンは、公知の構成に配置された複数の光源を故意に光らせ、光源がついたり消えたりすることに従って、皮膚の小さいエリアをスキャンすることによって獲得される。異なる光源からの読み取りを比較することによって、反射率と皮膚の表面プロフィールとの両方が決定され得る。
【００２３】
スキャンからのデータは、皮膚の反射特性を含む。これらの特性は、皮膚の詳細なマップを作り出すために使用され得、該皮膚の詳細なマップは、反射率と皮膚の表面の形態との両方を含む。詳細なマップは、薬剤を選択的に塗布する矯正計画を創り出すために使用され得る。
【００２４】
反射率と表面トポロジの特性のために、人体の外側表面の頻繁な医学的モニタリングを提供する自動システムおよび方法を提供することが、本発明の一局面である。
【００２５】
モニタリングを介して、人体の外側表面および表面下における医学的問題を識別する自動システムおよび方法を提供することが、本発明の別の局面である。
【００２６】
モニタリングを介して識別された、人体の外側表面および表面下における医学的問題を報告する自動システムおよび方法を提供することが、本発明の別の局面である。
【００２７】
適切なときに、人体の外側表面における識別された問題に薬を塗布する自動システムおよび方法を提供することが、本発明のさらに別の局面である。
【００２８】
本発明のこれらの局面および他の局面は、以下の明細書と関連の図面とのさらなる検討で容易に明らかになる。本発明の実施形態に従って、魅力的でない特徴を識別し、美容の改善を行うために、人体のエリアをスキャンするシステムおよび方法が、医学的モニタリングおよび任意的に医学的な処置のために改変される。人体の外側表面の３Ｄモデルが作成され、スキャンされたデータが、反射率および表面トポロジの特性によって解析され、不健康な特性を識別する。人々は美容システムを広範囲にかつ頻繁に使用するので、患者の状況のベースラインが長い期間にわたる頻繁なモニタリングを介して作成され得、その結果、ベースラインからの潜在的に危険な変化が素早く識別され、報告され得る。適切なときに、病気に冒されたエリアを処置する薬剤の正確な塗布が自動的に行われ得る。制御され、正確に導かれた薬剤の投薬量が塗布され、望ましくない副作用のリスクを低減させ得る。薬剤はまた、所望の処置を達成するために、長い期間、皮膚の広いエリアにわたって塗布され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施形態の詳細な説明−反射率変性剤を塗布するための美容システムを提供すること、および医学的モニタリングのために美容システムを使用すること）
以下の説明の詳細は、本発明を明瞭に説明するために提示するものである。しかしながら、本発明の概念はこれらの特定の詳細に限定されるものでないことが、当業者には明らかであろう。一般に公知の要素は、本発明の限定としてではなく例示として、明瞭化のためにブロック図内にも示されている。さらに、プロセスの順序、それらの番号が付されたシーケンス、およびそれらのラベルは、本発明を限定するものとしてではなく、説明を明瞭にするために提示されるものである。
【００３０】
本実施形態は、出願人による同時係属の特許出願において記述されるようなヒトの皮膚の領域の視覚的魅力を向上する美容方法を記述する。以下でさらに詳細に記述されるように、本発明の一実施形態において、美容システムが皮膚の医学的モニタリングにおける使用に適合されている。本発明が提供する一利点は、さらなる労力を用いることなく、美容セッションの間に、皮膚の頻繁なモニタリングを提供することである。別の実施形態において、美容システムのために記述されたスキャン、マッピング、および塗布の技術が、医学的モニタリングデバイスに適合される。
【００３１】
図２４に示されているように、美容方法は、以下の全体的なステップを含む。
・ステップ９００−皮膚の領域を複数のフレキセルに割り当てるステップ
・ステップ９１０−複数のフレキセルのそれぞれの、少なくとも１つの光学的属性を測定するステップ
・ステップ９２０−フレキセルの光学的属性から、少なくとも１つの視覚的魅力に影響を及ぼす測定された皮膚特性を決定するステップ
・ステップ９３０−皮膚特性の所望の状態を決定するステップ
・ステップ９４０−測定された皮膚特性を、皮膚特性の所望の状態に近似するよう変性させるために、特定のフレキセルに少なくとも１つの反射変性剤を塗布するステップ
（皮膚の領域を複数のフレキセルに割り当てること）
本特許明細書において、「フレキセル」という用語は、皮膚の小さな画素状領域として定義される。本特許出願において、「皮膚」という用語は、人体の表面上にあるような皮膚だけでなく、より広く、美容的に改善され得るあらゆるヒトの特徴、例えば爪および毛髪をいうためにも使用される。フレキセルは、雀斑またはその他の皮膚の特徴の小さい部分に対応し得るか、または、特殊な特徴を有さない皮膚のエリアに対応し得る。したがって、フレキセルは、独立した座標系よりもむしろ皮膚をいう。
【００３２】
フレキセルという用語は、測定されているものが平面ではなく３Ｄ表面であることを示唆するために使用される。皮膚の領域は、複数のフレキセルで構成される。例えば、３００ドット／インチ（１１．８ドット／ミリメートル、または「ｄｐｍｍ」）の解像度が用いられる場合、フレキセルは、１平方インチあたり約９０，０００のフレキセル（１平方ミリメートルあたり１４０のフレキセル）があるように、約ｌ／３００インチ（０．０８５ｍｍ）の幅および高さを有し得る。人体の表面は、数百万ものフレキセルを有し得る。
【００３３】
皮膚をフレキセルに割り当てることにより、本発明は、細部を解像する高等なヒトの視覚能力を改善するための、スキャンおよびＲＭＡの塗布を達成し得る。
【００３４】
図２３は、相対的な視覚的利益（ｖｉｓｕａｌ ｂｅｎｅｆｉｔ）４５０対ドットパーインチ（ＤＰＩ）４５２の解像度に関する汎用グラフである。５０〜３００ｄｐｉ(２〜１１．８ｄｐｍｍ)の範囲における標的の解像度は、実際のおよび所望の皮膚の特性に応答して調節を行うという利点だけでなく、既存の美容技術よりもはるかに良好な解像度を提供し、かつ、自動塗布のさらなる利点を提供する。ブラシ、チューブ、および指を用いてメイクアップを塗布する従来技術は、非常により粗い解像度を有する。例えば、極細ブラシは、約２０ｄｐｉ（０．８ｄｐｍｍ）の解像度を有する。
【００３５】
（複数のフレキセルのそれぞれの、少なくとも１つの光学的属性を測定する）
（スキャン）
図１に示すように、一実施形態において、スキャナ２２０を備える塗布デバイスは、スキャナ２２０が、複数のフレキセルのそれぞれの１つの光学的属性（反射率等）に関するデータを電子的に記録できるように、皮膚のエリア３０２全体を動かされる。例えば、皮膚のエリア３０２は顔であり得る。
【００３６】
スキャンでは、有用なデータを得るために、様々な周波数において画像を取得することができる。例えば、改善する皮膚の特定の特性を決定することを支援するために、特定の色（例えば赤色）において、反射率に関するデータを得ることができる。スキャンは、複数の光源からの反射角度に基づいて、表面トポロジ等、皮膚のその他の特性を決定するためのデータも提供し得る。
【００３７】
一実施形態において、二次元アレイがスキャンに使用される。その他の実施形態においては、ラインアレイが使用され得る。
【００３８】
（警告音）
一実施形態において、十分なスキャンがいつ達成されたかを示すために、音、光、または振動等、１つ以上の警告手段が使用され得る。
【００３９】
（センサ）
一実施形態において、スキャナ２２０は、筐体内に既知の構成で配置されたセンサと４つのＬＥＤ光源とを備える。ＬＥＤ光源は一般に、各光源について少なくとも１つの光学的特性の感知を可能にする方法で、それぞれオン／オフされる。一例において、１秒あたり１２０、つまり各光から３０のキャプチャが行われ、皮膚に関する大量のデータを迅速に提供する。次いで、当該データが使用され、様々な波長における反射率特性と皮膚の表面形状との両方を決定し得る。一実施形態において、キャプチャ画像は、有効性のために平均化され得る。
【００４０】
一実施形態において、センサは、センサの相対位置を決定するために有用なシェーディングパターンをＬＥＤ上に備える。
【００４１】
一実施形態において、ベイヤーアレイ（Ｂａｙｅｒ ａｒｒａｙ）を持つモノクロセンサが用いられ得る。ＬＥＤとセンサのその他の配置を使用してもよい。
【００４２】
（スキャンされたデータを解析する）
スキャンされたデータは、
・皮膚からの反射率
・センサに対する皮膚の位置および皮膚の特徴
に関する情報を含む。
【００４３】
一実施形態において、塗布アルゴリズム２３０は、格納データを空間周波数帯域に入れ、皮膚のエリア３０２のランドスケープおよびＲＭＡ２６４の塗布が必要な寸法を決定するために、パターン認識を使用してそれらを解析する。これらの寸法を決定するために使用されるプロセスについて、以下で詳細に説明する。
【００４４】
塗布アルゴリズム２３０は、その解析を使用してソフトウェアにおいて皮膚のエリア３０２の塗布マップ２３２を作成し、当該マップは将来起こり得る使用のためにストレージ２５０に格納される。
【００４５】
（光学的属性）
反射率は、皮膚の反射を測定したものであり、その照度とは無関係である。照度は、どの程度の量の光が皮膚に到達するかを測定したものである。光読み出し（ｌｉｇｈｔ ｒｅａｄｉｎｇ）は、表面トポロジ読み出しとは無関係である。
【００４６】
一実施形態において、スキャンされたデータから、特定の光学的属性（各フレキセルの反射率の量等）が直接決定され得る。別の実施形態において、スキャンされたデータは、解析用の少なくとも１つの空間周波数帯域に変換される。さらに別の実施形態において、スキャンされたデータは、赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）帯域等、複数の空間周波数帯域に変換され得る。
【００４７】
図１６Ａ〜Ｅは、アルベド３４８および照度３５２の属性を決定するためにデータを単一の空間周波数帯域に入れた後の、図１４に示す２Ｄの顔２３２のパターンを表す。
【００４８】
（アルベド）
アルベドは、オブジェクトの表面からの、入射光の反射率のパーセンテージである。電子スキャンの場合、アルベドは皮膚のスキャンされたエリアのＲＢＧ値である。本特許出願書類において、「実際のアルベド（ａｃｔｕａｌ ａｌｂｅｄｏ）」という用語は補正前に観測されたアルベドを意味し、「目標アルベド（ａｉｍ ａｌｂｅｄｏ）」という用語は、皮膚のエリアの外観を改善するための、当該皮膚のエリアの所望の反射率をいう。一例において、目標アルベドは、全体的な平滑化、特異的な特徴改善、および芸術的戦略を含む１つ以上の補正戦略から決定される。
【００４９】
図１６中の最上部の帯域は、図１４の２Ｄ表面マップ２３２中のラインＡ−Ａ’に沿った実際の「アルベド」を表す。実際のアルベドグラフにおける上昇は、淡斑４０８を同定する。同グラフにおける深い下降は、傷等の不均一性４１２を同定する。また、不規則なセクションは、雀斑４１０を識別するものである。
【００５０】
（照度）
照度は、オブジェクトの表面の単位面積に達する入射光であり、表面に対する入射光の角度の関数である。
【００５１】
図１４に示す２Ｄ表面マップ２３２の実際の照度またはシェーディング３５２も、空間周波数帯域によってグラフ化し、図１６に示される。
【００５２】
（反射率および照度のデータならびに計算）
一例において、皮膚の領域をスキャンすることで得られたフレキセルデータは、以下のように表され得る。
［（ｘ_ｓ，ｙ_ｓ，ｚ_ｓ，α_Ｓ，β_Ｓ，γ_ｓ），
（Ｘ_ｆ，ｙ_ｆ，Ｚ_ｆ，α_ｆ，β_ｆ，γ_ｆ），
｛（ｒｅｆｌ）_Ａ，（ｒｅｆｌ）_Ｎ，（ｒｅｆｌ）_Ｓ，（ｒｅｆｌ）_Ｅ，（ｒｅｆｌ）_Ｗ｝］_ｉ
項｛（ｒｅｆｌ）_Ａ，（ｒｅｆｌ）_Ｎ，（ｒｅｆｌ）_Ｓ，（ｒｅｆｌ）_Ｅ，（ｒｅｆｌ）_Ｗ｝は、周囲照明条件下のものと、４つの光源（ＬＥＤ等）のそれぞれについてのフレキセルｉを表す反射データを表し、考察を容易にするため、４つの光源は適宜、北（Ｎ）−南（Ｓ）−東（Ｅ）−西（Ｗ）と表される。３つの光源等、その他の数の光源を使用することもできるが、４つの光源であると計算が簡易化される。上記（ｒｅｆｌ）は、反射率測定のための１つ以上のデータポイントを表す。波長の反射率測定は、当該波長の定数、照度、およびアルベドの積である。
反射率＝ｋ＊照度＊アルベド
例えば、
反射率（赤色）＝ｋ（赤色）＊照度（赤色）＊アルベド（赤色）
定数は、レンズの速度、カメラまたはセンサの感度、カラーフィルタの伝送特性、アナログ増幅器のゲイン、ソフトウェアによって適用されるデジタルゲイン、およびその他の要因を含むいくつかの要因によって決まる。通常、カメラの補正定数または較正がこれらの効果を補正する際に、定数ｋが測定され補正される。当該定数の値は、一般に較正中に決定され得、このときＬＥＤからの照射は一定であると仮定され、当該仮定に基づいてアルベドが計算される。
【００５３】
反射率は絶対値でなく、カメラで写したものを測定したものである。センサは一般に、増幅器、デジタル変換器、またはレンズ筐体を持たないカメラである。一実施形態において、センサは、レンズおよび関連する電子機器を持つソリッドステートＭＯＳセンサである。
【００５４】
フレキセルデータは、処理されて、各光源の反射率および照度を決定し得、当該情報は、反射率および表面形状を決定するために使用され得る。
【００５５】
一例において、反射率はすべての測定結果の平均値（ａｖｅｒａｇｅまたはｍｅａｎ）である。照度は、ＬＥＤ等の光源の、既知の輝度から決定され得る。照度は、既知の光に、法線に対する入射光の角度の余弦を乗じたものである。
【００５６】
反射率データを得ることに関する１つの問題は、いくつかの角度においてグレア（ｇｌａｒｅ）が存在する場合があり、正確な読み出しが得られないことである。一例において、グレアまたは光沢度は、ＬＥＤの交差分極を提供するための偏光材料を使用することによって解消され得る。その他の例において、センサは、グレアを解消するために、６０度等の比較的大きい角度に意図的に位置付けられ得る。
【００５７】
（位置を決定する）
（センサまたは座標系に対するフレキセル位置）
項（ｘ_ｆ，ｙ_ｆ，ｚ_ｆ，α_ｆ，β_ｆ，γ_ｆ）は、センサからフレキセルｉまでの距離を表し得、基準座標系に対するフレキセルの絶対位置および配向であり得る。一例において、フレキセルからスキャナまでの距離の決定は、２ステップで行われることができる。第一のステップは、皮膚からのセンサの一定高さ等、ほぼ機械ベースの測定であり得る。第二のステップは、微調整を提供するための、光学的な一次導関数測定であり得る。一例において、微調整は表面からの角度を測定することによって計算される。別の例において、微調整は、２つの光源を使用して、センサによる検出のために２つの基準点または格子を送出することによって行われ得る。
【００５８】
（機械的な概算）
一実施形態において、センサは、ヘルメットまたは固定ブースに、センサ位置が当該ヘルメットまたはブースと相対的に決定され得る方式で付着され得る。
【００５９】
図２６に示される別の実施形態において、センサ２７８はカップ２８０を装備し得、それによりセンサ２７８は皮膚からの平均高さを維持する。
【００６０】
別の実施形態において、センサは、その位置を推定するために、既知の位置から開始してその動きを追跡し得る。センサは、プローブの絶えず変化する面に対する表面特徴の形状を決定するために、プローブ自体に対する角度を測定し得る。
【００６１】
空間的基準を提供するために、ジンバルが使用され得る。追跡は、空間における手またはハンドヘルドスキャナの位置を追うために使用され得る。ジンバル配置は、ステレオマッピング、または、農薬の空中散布用等の衛星に対するＧＰＳマッピングに類似する方式で、定期的なフィードバックを提供し得る。
【００６２】
（光学的微調整）
より微細な位置合わせのために、光学的手段が使用され得る。例えば、皮膚のｚ成分の一次導関数は、プローブからの多重光およびシェーディングによって、シェーディングから得られ得る。一次導関数は、表面の角度を測定したものを提供し得る。
【００６３】
一例において、３つの光源が異なるパターンを送出する。色およびシェーディングは、ＬＥＤからシェーディングレリーフマップが得られるように表面レリーフを決定するためのデータを提供する。
【００６４】
（フレキセル配向）
２本の直交軸に対するフレキセルの傾斜を決定することにより、フレキセルの配向を決定し得る。フレキセルおよびその隣接物の配向は、皮膚の実際の局所的な表面テクスチャを示す。本発明の一態様は、局所的な反射特性および局所的な表面テクスチャの両方を測定し補償するための能力である。
【００６５】
この例では、北、南、東、および西と表される４つの光源がある。センサは、各光源がオンになり、その他の光源がオフである際に、データを得る。センサは、４つの光源のうちいずれもオンになっていない際に、周囲照明のデータを得ることもできる。
【００６６】
フレキセルの傾斜は、北測定結果と南測定結果とを比較することによって決定され得る。これらの測定結果の間における差異は、東−西軸に沿ったフレキセルの傾斜に関連する。東測定結果と西測定結果との間の差異は、北−南軸に沿ったフレキセルの傾斜に関連する。
【００６７】
概して、データを線形空間に変換することによってガンマ補正を行うことが必要である。ガンマ補正は、２つの一般的なガンマカメラによって出力されたデータの平方根を取ることによって近似される。
【００６８】
（光源）
図４０Ａ〜Ｂは、本発明の一実施形態で使用され得る光源の構成を示す。この実施形態においては、一組の４つの光源−ＬＥＤ_Ｎ、ＬＥＤ_Ｓ、ＬＥＤ_Ｅ、およびＬＥＤ_Ｗ−が使用される。これらの光源は、菱形構成で置かれ、この場合センサはＬＥＤレイアウトの中心に位置付けられる。この構成は、表面形状を計算するための数学的解析を簡易化する。
【００６９】
（平均照度）
一実施形態において、平均照度の概念を用いることが有用である。平均照度は、特定の表面に達する光の平均角度および拡散である。これは、一般にどのようにして表面の不規則性がシェーディングされるかを定義する。例えば、全身の平均照度は頭上からのものであり、頭の一般的な配向は垂直であるため、頬の瘤では一般に底部にシェーディングが付けられる。海辺にいる子供の場合、平均（ａｖｅｒａｇｅまたはｍｅａｎ）照度を与えるために太陽の角度と身体の角度の両方を統合すると、平均的な光は終日にわたって「頭」上からであるため、一般に瘤の底部は日焼けしにくい。時折、光は平均値から反転される。例としては、下から顔に光を当てることが挙げられる。しかしながら、これは多くの場合奇妙さを与え、時に不吉に見えるが、規則を証明する例外である。平均照度の欠陥を補正することにより、平均して最良の補正が実行される。
【００７０】
平均照度は、重力に対する平均光方向と重力に対する皮膚の特定のフレキセルの平均配向との相互作用である。皮膚の角度を得るための１つの方法は、鏡を含み得る構成において、複数の拡散性のまたは直交する光源を使用することである。光はストロボが光るように繰り返しフラッシュされるため、小エリアについて何百もの画像を撮ることができ、そのデータを平均化することができる。「上」に対する皮膚の角度から、平均照度および「上」に対する皮膚の角度に基づいて、どの程度の量の光が皮膚に達するかを計算することができる。
【００７１】
すべての光源を同時にオンにすることによって、または、個々の光源により作られた画像を追加することによって、平均照度に対する妥当な近似を行うことができる。一例において、光およびプローブが皮膚に対して垂直であることから、平均照度は拡散的である。
【００７２】
この技術の改良が、皮膚に対する光沢効果を補償するであろう。例えば、４つの光源を持ついくつかの画像を使用して、当該光源からの画像の平均を取ることができる。例えば、平均は中央値であってよい。中央値の１つの利点は、正反射が少数の光源によって捕捉された場合、中央値によってフィルタリングされ得ることである。中央値は、少数の光源画像から観測されたフィルタのシェーディングであってもよい。人体は複雑な表面を表す、すなわち照射すれば鼻が光り得ることから、これは重要である。
【００７３】
拡散性の光を作成するための一手法は、多くの光源から多くの角度で光を導入することである。拡散性の光を作成するための別の手法は、それをスキャナ筐体から反射させることである。別の選択肢は、光を偏光させることである。
【００７４】
（フレキセルデータ表現の例）
フレキセルを表すデータ表現の例を以下に示す。
［（ｘ_ｓ，ｙ_ｓ，ｚ_ｓ，α_ｓ，β_ｓ，γ_ｓ）］，
（ｘ_ｆ，ｙ_ｆ，ｚ_ｆ，α_ｆ，β_ｆ，γ_ｆ），
｛（ｒｅｆｌ）_Ａ，（ｒｅｆｌ）_Ｎ，（ｒｅｆｌ）_Ｓ，（ｒｅｆｌ）_Ｅ，（ｒｅｆｌ）_Ｗ｝］
この例において、（ｘ_ｓ，ｙ_ｓ，ｚ_ｓ，α_ｓ，β_ｓ，γ_ｓ）および（ｘ_ｆ，ｙ_ｆ，ｚ_ｆ，α_ｆ，β_ｆ，γ_ｆ）は、スキャナセンサおよびフレキセルの、座標系に対する位置および角度配向を表す。
【００７５】
（圧縮）
いくつかの実施形態において、データ処理の効率は、ＪＰＥＧ等の様々な圧縮方法によって改善され得る。
【００７６】
（皮膚上におけるフレキセル位置）
（特徴マッピングによるもの）
皮膚のエリア３０２におけるプローブの位置を追跡するため、および、特定の特徴に適切な改善を決定するために、コンピュータゲーム等の分野の当業者には既知である、特徴認識のためのコンピュータマッピングが使用され得る。
【００７７】
例えば、そのようなコンピュータマッピングは、頬骨、鼻、および耳等の特徴の識別を可能にするため、プローブは、場合によっては皮膚のエリア上の複数パス内にある、特定のフレキセルに対してその位置を配向することができる。
【００７８】
さらに、頬骨等の特徴の識別は、適切な改善の決定を可能にする。例えば、顔面に色を追加するために、赤色の反射変性剤を頬骨の中心に塗布してよい。頬骨をより高く突出しているように見せるために、濃い反射変性剤を頬骨の下に塗布してよい。
【００７９】
（骨格モデル）
一実施形態において、骨格関節が基準点となるように、骨格モデルの周囲にマップが構築される。この例において、関節が位置付けられ、棒線画が構成され、当該棒線画の周囲に３Ｄメッシュが構築される。マップは、コンピュータ環境のメモリ内にあるヒトの骨格構造を表す所定のモデルと相対的である。
【００８０】
（マネキンモデル）
一実施形態において、マップは、人体の所定のモデルに対して相対的である。
【００８１】
（動的モデル）
一実施形態において、マップは、骨格モデルまたはマネキンモデル等、所定のモデルを覆う皮膚の動きに対して相対的である。
【００８２】
（化学マーカーによるもの）
その他の実施形態において、化学マーカーは、マップの作成を支援するためにスキャン中に皮膚のエリアに塗布され、皮膚のエリア３０２を持つマップのその後の追跡を可能にすることができる。例えば、紫外光の下では可視であるが従来の照明下では不可視であるドット等の紫外線マーカーが使用され得る。
【００８３】
（単一パスまたは複数パス）
様々な実施形態において、スキャンおよび補正は単一または複数パスにおいて達成され得る。例えば、第一のパスは被験者を知るために実行され得、第二以降のパスはさらなるデータを入手するために実行され得る。複数パスは、異なる角度で皮膚を観測することによって体毛の効果を補償するための機会を提供する。
【００８４】
（単一パス）
本発明の一実施形態において、スキャナおよびインクジェットプリンタを備える塗布デバイスは、皮膚のエリア上に単一パスを作る。当該デバイスは皮膚をスキャンし、魅力的でない特性を識別し、皮膚をより魅力的にする改善を計算し、それらの改善を実現するため、皮膚にＲＭＡを迅速に塗布する。
【００８５】
（複数パス）
さらなる実施形態において、望ましい改善のためのスキャンおよびＲＭＡ塗布を改善する度に、塗布デバイスは皮膚上に複数パスを作る。
【００８６】
（追跡プロセスの例）
追跡プロセスの一例において、まず大まかな位置が決定され、続いてより正確な位置が確立される。第一のアプローチにおいて、位置の大まかな推定は、移動した距離および方向を算定するための、プローブに近接するジンバルの使用によって、開始点から維持され得る。別のアプローチにおいて、大まかな位置は、機械的プローブまたは計測器から決定され得る。別のアプローチにおいて、大まかな位置は、シェーディングデータの一次導関数を使用することにより、数学的に推定され得る。
【００８７】
大まかな位置が分かると、シェーディングデータからのフレキセル配向の解析から、より正確な位置を決定することができる。これは、まず近似位置を知り、次いでより正確な位置を提供する地形を探索することによる、パイロットの位置決定に類似している。
【００８８】
（長期にわたる追跡）
マップの生成による１つの利点は、初回の画像と第二回の画像とを比較することにより、反射率または表面形状における変化が決定され得ることである。これらの変化は、ある人物の健康における変化を表す場合もあるし、ＲＭＡの「タッチアップ」が必要なエリアを表す場合もある。
【００８９】
（フレキセルの光学的属性から、視覚的魅力に影響を及ぼす少なくとも１つの測定された皮膚特性を決定する）
パターン認識は、スキャンされた皮膚のエリア３０２の特徴を識別するために使用され得る。
【００９０】
（特徴識別）
（反射率とトポロジ）
特徴識別は、スキャンされたデータ内で決定されたパターンに基づくものであり得、皮膚のエリアの反射パターンおよび表面トポロジの両方と関係があり得る。このデータの数学的パターン解析により、改善技術から利益を得ることができる特定の魅力的でない特徴を識別することが可能になる。以下で説明するように、そのような特徴は一般に、より若い皮膚のより規則的で左右対称の遺伝的パターンと比較して、不規則または非対称の、加齢によるパターンまたは損傷によるパターンによって特徴付けることができる。
【００９１】
（目の奥行き知覚）
短い距離では、ヒトの目は立体知覚によって奥行きを知覚する。しかしながら、数フィートである一般的なヒトの相互作用の範囲において、目はヒトの皮膚の反射率に基づいて当該皮膚の奥行きを知覚する。皮膚の隣接するエリア間におけるシェーディングの差異は、皮膚の表面からの高度または深度を表す表面テクスチャとして知覚される。その知覚の例として、図４５は、Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ（登録商標）で作成されたテキスト文字「ＲＩＣＫ」を示している。平面文字の原画像から、当該ソフトウェアによって疑似陰影を作成したものである。ヒトの目は、光源が左上に位置し、テキストが隆起した形状であるためにシェーディングが作成されていると想定することによって、反射率における差異を解釈する。
【００９２】
この反射率の差異からの奥行きの知覚は、ヒトの美しさの知覚においても重要である。目は、皮膚のシェーディングの差異を表面テクスチャであると解釈する。そのテクスチャの知覚は、皮膚の反射率を変更することによって変化させることができる。例えば文字の例において、隆起した文字の知覚は、文字の周囲のシェーディング付けを削減することによって劇的に変化し得る。
【００９３】
目は、皮膚の色を知覚し、当該色情報を奥行きの知覚に転換する。本発明の一態様は、この奥行きの知覚を変化させるために、皮膚の一部の反射率を選択的に変更することである。この変更は、皮膚上の瘤等の比較的小さいエリアにおいて行われ得、該変更は、目または頬の周囲のエリアを意図的に黒くすること等、従来の化粧品等によって、より大きいエリアで行われてもよい。
【００９４】
（魅力的でない特徴の例）
スキャンされたデータから識別され得る、皮膚における魅力的でない特徴のいくつかの例は、以下の通りである。
・ニキビ
・老斑／日焼けによる損傷
・痣
・瘤
・セルライト
・淡斑
・圧痕
・傷
・損傷した雀斑
・シワ
識別され得るその他の魅力的でない特徴は、時間と共に薄くなったボディペイントおよび刺青等、皮膚に追加された、または、たるみもしくはシワ等、皮膚自体のパターンを変更することによって変形された、人工的なパターンと関係がある。これらの特徴は識別され、その後、それらの外観をリフレッシュするまたは改善するためのＲＭＡの塗布によってリフレッシュされることができる。
【００９５】
（魅力的でない特徴を識別するための技術）
（単一スペクトル帯域内の加齢による雀斑のパターン）
例えば、自然な雀斑は、直径約２ｍｍで鋭角的であり、図２２Ｂに示されるパターン４４２を有する。例えば日焼けによる損傷によって引き起こされる、加齢による雀斑は、図２２Ａに示すパターン４４６を有する。
【００９６】
上記のように、例えば日焼けによる損傷からの、年配者の加齢によるランダムな雀斑４４０は、図２２に示すように、単一スペクトル帯域内のその特徴的パターンによって識別され得る。ランダムな雀斑４４０のスキャンされたデータは、スペクトル帯域に入れると、粗く不規則なパターンを示す。
【００９７】
（複数のスペクトル帯域内のパターン）
スキャンされた画像をＲＧＢ帯域等の複数のスペクトル帯域に分けることにより、魅力的でない特徴のパターンをより一層明瞭に識別することができる。例えば、図２５は、若い皮膚のエリアに関する、ＲＧＢ帯域内の魅力的でない特徴のパターンの汎用グラフであり、経験的に観測された以下の一般的パターンを示す。
・傷４６０
・日焼けによる損傷でできた雀斑４６８
・静脈瘤４７６
・新しい青痣４８４
・古い黄色い痣４９２
これらの魅力的でない特徴のそれぞれを表すＲＧＢパターンのセットは、極めて明確なものであるため、特徴認識によって検出可能である。例えば、傷４６０は、その他の特徴と異なり、３つの帯域４６２、４６４、および４６６の中で最も高い周波数範囲におけるパターンを示す。雀斑４６８は、静脈瘤４８２、青痣４９０、および黄色い痣４９８の青色帯域パターンよりも、青色帯域４７４内の低周波により深く落下する。青痣４８４は、黄色い痣の赤色パターン４９４および緑色パターン４９６よりも、赤色パターン４８６および緑色パターン４８８内でより大きく落下する。黄色い痣の青色パターン４９８は、青痣の青色パターン４９０よりも深く落下する。
【００９８】
（マッピングによる高度な特徴識別）
特徴識別に基づくマッピングは、反射率および表面トポロジに基づいて、マッピングに対する改善のための大幅に増大された性能を追加することができる。
・皮膚表面全体上にレジスタを維持する。
・平均照度を使用して３Ｄから淡／濃へ転換し、美的増強にプラスまたはマイナスとなるようなプリントについての淡／濃属性を含む。
【００９９】
（特殊な状態を補償する手段）
（体毛を補償する）
一実施形態において、体毛の存在は、当該毛を様々な方向に配向するよう試みながら複数パス内の画像を撮ることによって補償され得る。配向は、スキャナと関連付けられた櫛型デバイスによって達成され得る。その他の実施形態において、皮膚に対して毛を立たせるために、静電荷が使用され得る。
【０１００】
（皮膚特性の望ましい状態を決定する）
（魅力の原理）
本発明は、魅力の一般的原理５００を用いるものであり、当該原理の例を図１１に示す。これらの原理は、多くの人々が魅力的であると感じ、したがって人間の挙動における傾向を表す、属性の観測に基づくものである。
【０１０１】
（皮膚特性の望ましい状態を決定する手段）
補正のためのアプローチは、純粋数学的技術および人工知能技術を含む。対照的に、芸術的なアプローチはより直観的であり、定量的ではない。
・数学的
・人工知能
・芸術的
（数学的手段）
数学的技術は、中間周波数の一部を除去するため、および、非対称の低周波の一部を除去するためのフィルタリングを含む。純粋数学的技術のもう１つの例は、皮膚をより均一に見せるため、画像と逆にプリントすることである。この処置は、空間周波数によって変動することができ、一般に、中間周波数において均一性を有することが好ましい。低周波補正は、皮膚のより大きいエリアの補正では、よりＡＩまたは芸術ベースであってよい。
【０１０２】
一実施形態において、望ましい波長範囲でローパスフィルタが実行され得る。一例において、中間周波数の一部を除去するために、１／２〜１インチの波長がフィルタリングされる。図２８に示すように、より弱い中間周波数３９０は、明るい点と暗い点との間において、より強い中間周波数３９２ほど顕著でない揺動を示す。一実施形態において、画像を平滑化するために、弱い中間周波数成分は除去される。
【０１０３】
（ローパスフィルタの微分を実行する）
フレキセルの色値がその隣接物の平均色値で置換されている場合等、一実施形態において、ローパスフィルタが実行され得る。
【０１０４】
（人工知能手段）
人工知能技術は、特定の皮膚の特徴を検出し、補正戦略を選択するための、エキスパートシステムを含む。一実施形態において、皮膚の特徴は、特徴の位置を識別するためのレジストリまたはマップと相関している。レジストリは、薄くなった、または変形したボディペインティングおよび刺青を改善することを可能にする。
【０１０５】
（特徴ライブラリ）
ＡＩ技術の別の態様は、特徴識別のための、および、実際の特徴を理想的な特徴と比較するための、特徴ライブラリの使用である。
【０１０６】
（芸術的手段）
（コンピュータ制御）
一実施形態において、人間の観測者は、美的改善を達成するために、コンピュータ画面、キーボード、およびマウス等、スキャンされたエリアの知覚された深度においてさらなる変調を行うための手段を任意で使用することができる。メイクアップアーティストまたは顧客は、塗布前に改善を試みるための制御を介して、コンピュータ画面と相互作用することができる。
【０１０７】
瘤の頂面から鼻の左までを黒くするように等の一般的な命令を提供するための、または、静脈瘤を軽くするための「化粧品マークアップ言語（ｃｏｓｍｅｔｉｃ ｍａｒｋｕｐ ｌａｎｇｕａｇｅ）」を使用してもよい。化粧品マークアップ言語は、補正プロセスを簡易化する。
【０１０８】
（複数のスペクトル帯域との連携）
一実施形態において、ＲＧＢ帯域等の複数のスペクトル帯域内で識別されたパターンを改善するために有効な技術が用いられ得る。例えば、上述のように、図２５は、すべて若い皮膚にある、傷４６０、加齢による雀斑４６８、静脈瘤４７６、青痣４８４、黄色い痣４９２について、ＲＧＢパターンを示す。以下の技術は、上述のように、平滑化するために皮膚全体が中間周波数で黒くされている場合に有効である。
【０１０９】
（傷）
傷４６０を改善するために、マゼンタおよびイエローであって、シアンを多く含まないＲＭＡが傷に塗布され得る。これにより、青白く見える傷４６０に赤色を追加する。
【０１１０】
（静脈瘤）
静脈瘤４７６を改善するために、静脈瘤４７６の周囲のエリアに、黒くするＲＭＡが少量追加され得る。
【０１１１】
（加齢による雀斑）
加齢による雀斑４６８を改善するために、当該雀斑４６８のエリアに、黒くするＲＭＡが少量追加され得る。
【０１１２】
（青痣）
青痣を改善するために、全体的な黒化中に少量のシアンＲＭＡが追加され得る。
【０１１３】
（黄色い痣）
黄色い痣を改善するために、全体的な黒化中に少量のイエローＲＭＡが追加され得る。
【０１１４】
（少なくとも１つの反射変性剤を塗布する）
（反射変性剤（ＲＭＡ）の種類）
本発明は、以下を含む様々な反射変性剤（ＲＭＡ）を利用する。
・アナリン
・食品着色料
・ＵＶ
・透明な染料
・透明なインク
・顔料
・酸化剤
・日焼け剤
・漂白剤
・化学変化剤
例えば、染料は光を反射しないが、主として光を吸収することによって作用して、皮膚の反射率を変更する。
【０１１５】
一実施形態において、ＲＭＡは時間遅延を有し、そのため、それらの塗布は即効性を有さないが、誘発剤によって後に発効する。例えば、ＲＭＡは、紫外線もしくはその他の光の変調ビームまたはその他の形の光によって選択的に露光され、その後、表面に均一に塗布された化学剤によって現像されることができる、１つ以上の感光性材料を含んでよい。例えば、光ベースの材料の写真乳剤を使用してよく、その中でも銀ベースのハロゲン化合物が良好な例である。
【０１１６】
（複数パス）
一実施形態において、ＲＭＡは、スキャンおよびプリントをほとんど同時に行い、皮膚の上に複数パスを作ることによって皮膚に塗布され得る。いくつかの利点は、複数パス塗布を使用することに起因する。当業者には公知であるように、複数パスによって画像をディザリングするまたはぼかすことが可能になるため、マイクロレジストレーションの問題が削減され得る。例えば、複数パス塗布は、皮膚に対する毛の効果を取り除くのに有用である。
【０１１７】
また、ＲＭＡの複数パス塗布は、皮膚にＲＭＡを同化させる時間を与え、一部の種類の皮膚はその他の皮膚よりもよく吸収するため、これは特に重要である。
【０１１８】
複数パス塗布のためのプロセスは、ＲＭＡの部分塗布を行い、その後、当該部分塗布を受けた皮膚のエリアを再度スキャンすることである。ＲＭＡのさらなる塗布を行ってよく、美的目的に近づくために、またさらなる複数パススキャンおよび塗布が行われ得る。
【０１１９】
（ドロップ制御塗布技術）
物質は、「流量制御」デバイスを用いて塗布され得る。これらの流量制御デバイスは一般に、物質の個々の液滴が制御される「ドロップ制御技術」、または「非ドロップ制御技術」として特徴付けられる。
【０１２０】
噴霧デバイスおよび静電噴霧デバイスは、液滴が全体としてのみ生じ制御される、非ドロップ制御技術である。噴霧デバイスでは、多くの場合、比較的大きいエリアにわたって平滑な塗布を生じさせるために、個々の液滴制御の欠如、つまり「ランダム性」が望ましい。対照的に、本発明においては、ＲＭＡの量および留置について極めて特異的な制御を提供することが望ましい。
【０１２１】
ドロップ制御の例としては、必要に応じて液滴を送達するために物質の流れが正確に制御される「微細流量制御」、および「インクジェット技術」が挙げられる。旧式のインクジェット技術は、液滴を通過させるまたは溝の方へ偏向させるように交互に帯電する静電偏向板を通って帯電液滴の連続流を供給することを含む。この技術は、インクジェットプリンタの基礎となる原設計であった。
【０１２２】
その他のインクジェット技術としては、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社が提供する熱デバイス等の「ドロップオンデマンド」、ならびにＥｐｓｏｎ社およびその他のプリンタメーカが提供するような圧電素子が挙げられる。本発明の一実施形態において、ドロップオンデマンド技術は、液滴の帯電と組み合わせられる。
【０１２３】
本発明の別の実施形態は、帯電した液滴をスキャンした方向のビームに送達する方式で旧式のインクジェット技術を使用することである。現代のインクジェットプリンタは、限られた距離にわたって平面上にプリントするために最適化されている。本発明は、寸法の決まった表面である皮膚の上にプリントするものであり、多くの場合、液適用のより長い投射距離を必要とする。このより長い投射距離は、帯電液滴によって可能なものよりも良好な液滴の目標によって容易になり得る。
【０１２４】
本発明の別の実施形態において、微細流量制御技術等の非インクジェットドロップ制御技術が使用される。
【０１２５】
上述のように、本特許明細書において、「インクジェットプリンタ」という語句は、インクジェット技術のあらゆる形を簡潔に表すために使用されるものである。
【０１２６】
本発明にとって特に有用な技術は、「ドロップオンデマンド」技術を利用することであり、すなわち、液滴を静電気的に帯電するドロップ制御技術のサブセットを利用することである。帯電された液滴を塗布することの利点のうちの１つは、正確性を維持しながら、塗布器が、他の場合には可能である皮膚から遠い位置に配置され得るということである。別の利点は、髪はアースされていないので、髪が帯電された液滴と同程度に帯電され得、その結果、髪は皮膚に対する塗布を邪魔しないということである。例えば、ドロップオン技術は、画素レベルの正確性で顔面内に斑点を付けるように、白い色素の単一の液滴を塗布するために使用され得る。
【０１２７】
一実施形態において、インクジェットプリンタは、３００ｄｐｉ（１１．８ｄｐｍｍ）の解像度でプリントして、皮膚の表面にＲＭＡを塗布するために使用され得る。
【０１２８】
一実施形態において、インクジェットプリンタは、塗布の速度を上げるために複数のプリンタヘッドを有し得る。ロボット工学によって本体を旋回させることもできる。
【０１２９】
ＲＭＡの塗布を望ましい噴霧範囲に制御することが望ましい。一例において、インクジェットプリンタは、約１／８インチ（３．２ｍｍ）という望ましい噴霧距離を有する。図２６に示すように、カップ等、当該望ましい噴霧距離を維持するために、皮膚の表面においてプリンタ要素を案内する様々な技術が使用され得る。
【０１３０】
一実施形態において、インクジェットプリンタのヘッドは、皮膚上の毛を一様に且つ固定パターンに保ち、毛を平滑化するための櫛状部を有する。
【０１３１】
（実施形態の詳細な説明−マッピングベースの改善）
（実施例−皮膚のマップを生成する）
この実施例は、皮膚のマップを生成し、当該マップを解析して補正計画を生成し、当該補正計画を実行するための、１つの方法を実証するものである。この実施例において、補正計画とは、少なくとも１つの薬剤の１つ以上の塗布をいう。他の実施例において、該計画は薬剤の塗布なしの、皮膚の領域のより接近したモニタリングを含み得る。
【０１３２】
（ステップ１−皮膚をスキャンし、皮膚のマップを生成する）
この実施例において、初回に皮膚をスキャンして収集されたデータから、皮膚のマップが生成される。
【０１３３】
この実施例において、皮膚のマップを作成する一般的なプロセスは、フレキセルをスキャンすることによってデータを得るステップと、続いてマップを作成するために当該データを処理するステップとを含む。この例において、処理するステップは、基準座標系に対するスキャンデバイスおよびフレキセルの位置を決定するステップと、複数の波長におけるフレキセルの反射特性を決定するステップと、座標系に対するフレキセルの傾斜または配向を決定するステップとを含む。続いて、フレキセルおよびその隣接物に関する情報は、顔等の身体の一部に対するフレキセルの位置に微調整を行うために処理され、それによってマップが生成され得る。この微調整は、認識された顔の特徴に対するフレキセルを参照すること等によって、フレキセルの基準を顔とすることを含む。
【０１３４】
（ａ．データ表現）
フレキセルを表すデータ表現の例を、以下に示す。
［（ｘ_ｓ，ｙ_ｓ，ｚ_ｓ，α_ｓ，β_ｓ，γ_ｓ），
（ｘ_ｆ，ｙ_ｆ，ｚ_ｆ，α_ｆ，β_ｆ，γ_ｆ），
｛（ｒｅｆｌ）_Ａ，（ｒｅｆｌ）_Ｎ，（ｒｅｆｌ）_Ｓ，（ｒｅｆｌ）_Ｅ，（ｒｅｆｌ）_Ｗ｝］
この例において、（ｘ_ｓ，ｙ_ｓ，ｚ_ｓ，α_ｓ，β_ｓ，γ_ｓ）および（ｘ_ｆ，ｙ_ｆ，ｚ_ｆ，α_ｆ，β_ｆ，γ_ｆ）は、スキャナセンサおよびフレキセルの、座標系に対する位置および角度配向を表す。
【０１３５】
（ｂ．センサまたは座標系に対するフレキセル位置）
データ要素（ｘ_ｆ，ｙ_ｆ，ｚ_ｆ，α_ｆ，β_ｆ，γ_ｆ）は、センサからフレキセルまでの距離を表すものであってもよいし、基準座標系に対するフレキセルの絶対位置および配向であってもよい。一例において、フレキセルからスキャナまでの距離の決定は、２ステップで行われることができる。第一のステップは、皮膚からのセンサの一定高さ等、ほぼ機械ベースの測定であってよい。第二のステップは、微調整を提供するための、光学的な一次導関数測定であってよい。一例において、微調整は表面からの角度を測定することによって計算される。別の実施形態において、微調整は、２つの光源を使用して、センサによる検出のために２つの基準点または格子を送出することによって行われることができる。
【０１３６】
（ｃ．反射率および照度のデータならびに計算）
データ要素｛（ｒｅｆｌ）_Ａ，（ｒｅｆｌ）_Ｎ，（ｒｅｆｌ）_Ｓ，（ｒｅｆｌ）_Ｅ，（ｒｅｆｌ）_Ｗ｝は、周囲照明条件下のものと、ＬＥＤ等、４つの光源のそれぞれについてのフレキセルを表す反射データを表し、考察を容易にするため、当該データを適宜、北（Ｎ）−南（Ｓ）−東（Ｅ）−西（Ｗ）と表す。３つの源等、その他の数の光源を使用することもできるが、４つの光源であると計算が簡易化される。（ｒｅｆｌ）は、反射率測定のための１つ以上のデータポイントを表す。
【０１３７】
フレキセルデータを処理して各光源の反射率および照度を決定することができ、当該情報は、反射率および表面形状を決定するために使用され得る。
【０１３８】
一例において、反射率はすべての測定結果の平均値（ａｖｅｒａｇｅまたはｍｅａｎ）である。照度は、ＬＥＤ等の光源の、既知の輝度から決定され得る。
【０１３９】
（ｄ．フレキセル配向）
２本の直交軸に対するフレキセルの傾斜を決定することにより、フレキセルの配向を決定することができる。フレキセルおよびその隣接物の配向は、皮膚の実際の局所的な表面テクスチャを示すものである。本発明の一態様は、局所的な反射特性および局所的な表面テクスチャの両方を測定し補償するための能力である。
【０１４０】
この例では、北、南、東、および西と表される４つの光源がある。センサは、各光源がオンになり、その他の源がオフである際に、データを得る。センサは、４つの光源のうちいずれもオンになっていない際に、周囲照明のデータを得ることもできる。
フレキセルの傾斜は、北測定結果と南測定結果とを比較することによって決定され得る。これら測定結果の間の差異は、北−南軸に沿ったフレキセルの傾斜に関連している。東測定結果と西測定結果との間の差異は、東−西軸に沿ったフレキセルの傾斜に関連している。
【０１４１】
（ｅ．導かれた値のデータ表現）
フレキセルからのデータを表す理想的なデータ表現を以下に示す。データストレージ要件を削減するために、様々な圧縮方法が使用され得る。この例においては、データを登録してマップを作成する方法を実証するために、各データ要素を完全セットとして示す。
フレキセルデータ［（ｘ，ｙ，ｚ）
ＮＳ傾斜，
ＥＷ傾斜，
（Ｒ，Ｇ，Ｂ視覚色のアルベド），
取得時間］_ｉ
（ｘ，ｙ，ｚ）は、座標系に対するフレキセルの位置を表す。
ＮＳ（南北）傾斜は、ＥＷ（東西）軸に対するフレキセルの傾斜を表す。ＥＷ傾斜は、ＮＳ軸に対するフレキセルの傾斜を表す。
【０１４２】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ視覚色のアルベド）は、赤色、緑色、および青色スペクトルにおけるフレキセルの測定された反射率を表す。本発明の一態様は、複数の波長についてデータを得ることができ、皮膚の特徴を識別する上で当該異なる波長データが有用であることである。
【０１４３】
ヒトの目には、反射率およびトポロジの両方が見える。本発明の一実施形態において、反射率およびトポロジの両方についてデータが得られる。
【０１４４】
（ステップ２−フレキセルの群を登録する）
第二のステップは、複数のフレキセルからのデータの意味を把握することである。
当該例のこの部分は、衛星または空中写真から地表面をマッピングする際の問題に類似している。空中写真の場合、実際の地表面を反映するよう画像を適切に重ね合わせるために、多数の写真が、わずかに拡大縮小、回転、および／または変換される。続いて、適切に重ね合わせられた画像から、マップを生成することができる。
【０１４５】
本実施例において、複雑性の一因はわずかに異なる取得時間でデータがキャプチャされるため、皮膚の動きおよび計算された位置のわずかな誤差を補償する必要があることである。
【０１４６】
この動作態様は、ゲームアプリケーションにおけるモデリングに類似している。ゲームにおいて、身体のモデルは、当該身体が骨格に関連し得るように、骨格のモデルを含み得る。骨格に最初に適用され得るのは動きであり、続いて、骨格の位置を知り、骨格と身体との関係を知ることから身体の動きが計算され得る。本発明において、身体の形状が決定している点で問題は逆であり、測定中に動作を補正することが望ましい。
【０１４７】
（ａ．フレキセルをマップにマッピングする）
この例においては、フレキセルまたはフレキセルの群をマップ上の位置と関連付けることが望ましい。例えば、フレキセルは顔の一部であってよく、マップは顔の理想的なマップである。
【０１４８】
顔の場合、モデルは、無表情な姿勢の硬質で直立の顔であってよい。
【０１４９】
一実施形態において、塗布される複数の染料それぞれについて望ましい量の決定は、
・初回に皮膚のマップを生成すること
・当該マップを解析して補正計画を生成すること
によって行われる。
【０１５０】
続いて、スキャナおよび染料塗布器を含むデバイスを用いて、少なくとも１つのパスを作ることにより、補正計画が第２回に実行される。スキャナは、塗布器の位置を決定するため、およびどの程度の量の追加の薬剤が各パスにおける位置に必要であるかを決定するために使用されるデータを提供する。
【０１５１】
（実施形態の詳細な説明−方法例）
本発明の実施形態を例示するために、ヒトの皮膚の下記のエリアに対する改善またはモニタリングのプロセスに対する例が、以下で与えられている。
・顔
・脚
・胸
（顔を改善する）
（顔における望ましくない特性と望ましい特性）
図１３は、いくつかの特性を持つヒト顔面２３５を表す。
・淡斑４０８
・雀斑４１０
・傷等の不均一性４１２
図１４は、本発明によって使用され、上述したスキャンプロセスに起因する、図１３に示す顔の２Ｄ表面マップ２３２の表現を示す。この図１４中の２Ｄ表面マップ２３２は、パターン認識によって識別され得る、上記で列挙した特性を留める。
・淡斑４０８
・雀斑４１０
・傷等の不均一性４１２
顔の形状をキャプチャするために、２Ｄ表面マップ２３２は一般に奥行きの表現を含むことに留意されたい。
【０１５２】
上記に示した魅力の原理に従って図１３に示すそのような顔２３５を改善するためには、淡斑４０８および不均一性４１２等の望ましくない特性を、視界から削減または消去することが望ましい。同時に、若々しい皮膚の特性であり得る雀斑４１０等の特性の外観を留保する、またはさらに増強することも望ましい。望ましくない特徴と望ましい特徴の両方をメイクアップで覆う傾向がある従来の化粧品技術と異なり、本発明は、両者を区別し、それらを適切に処置することができる。
【０１５３】
（スキャンされた画像を空間周波数帯域に入れる）
図３１のステップ６０６に示し以下で説明するように、一実施形態において、塗布アルゴリズム２３０は、特性の識別を可能にするために、スキャンされた画像を空間周波数帯域に入れる。
【０１５４】
図１６Ａ〜Ｅは、データが空間周波数帯域に入れられた後の、図１４に示す２Ｄ顔面２３２のパターンを表す。
【０１５５】
（アルベド）
図１６中の最上部の帯域は、２Ｄ表面マップ２３２の実際の「アルベド」を表す。実際のアルベドグラフにおける上昇は、淡斑４０８を識別するものである。同グラフにおける深い急落は、傷等の不均一性４１２を識別するものである。また、不規則なセクションは、雀斑４１０を識別するものである。
【０１５６】
（照度（シェーディング））
２Ｄ表面マップ２３２の実際の照度（シェーディング）も、空間周波数帯域によってグラフ化している。
【０１５７】
特徴認識
図１５は、パターン認識により、
・毛髪４２２
・眉４２４
・目４２６
・頬骨４２８
・鼻４３０
・口４３２
・顎４３４
等、スキャンされた２Ｄ表面マップ２３２内の特徴も識別できることを示す。
【０１５８】
このような特徴を識別することによって、塗布アルゴリズム２３０は、それらの特徴に改善を行うか、または医学的塗布を行うかを決定し得る。例えば、通常、目４２６にプリントすることは望ましくない。従って、塗布アルゴリズム２３０は、目４２６を表すエリアを考慮から除外し得る。
【０１５９】
（追跡）
塗布アルゴリズム２３０は、皮膚のエリア３０２において、例えば図３に示すもののような塗布デバイス２４６の位置を追跡するためのパターン認識を使用することもできる。
【０１６０】
上述したように、化学マーカーは、マップの作成を支援するためにスキャン中に皮膚のエリアに塗布され、皮膚のエリア３０２を持つマップのその後の追跡を可能にすることができる。例えば、紫外線マーカーが使用され得る。
【０１６１】
（特徴を理想的な特徴と比較する）
塗布アルゴリズム２３０は、マッピングされた身体的特徴を、図２に示された特徴ライブラリ２７４内の理想的な特徴と比較し、比較を使用して特徴を修正させ得る。本発明において、この比較は、診断を補助する医学データベースからの画像と比較される、スキャンされた皮膚特徴であり得る。
【０１６２】
したがって、塗布アルゴリズム２３０は、図２に示す特徴ライブラリ２７４中に確立された、スキャンされた特徴の国際的ガイドラインに当てはまり得る。
【０１６３】
（実際の深度を決定する）
皮膚のエリア３０２をスキャンすることにより、実際の深度が提供される。
【０１６４】
（目標深度を決定する）
一実施形態において、目標深度は、実際の深度のみの低い空間周波数であり得る。しかしながら、美学は、さらなる数学的または手動の入力によってさらに彫りを深くすることを指図し得る。目標深度は、知覚された深度またはテクスチャに対する照度の効果を包含し、入射光の量および角度に関連する。
【０１６５】
（ローパスフィルタを実行する）
一実施形態において、平滑化を達成するための目標深度を決定するために、１／２インチ〜１インチ（１２．７〜２５．４ｍｍ）の波長でローパスフィルタが実行され得る。
【０１６６】
（実際の照度を決定する）
実際の深度および目標深度の両方が、深度の一次導関数、つまり勾配として、表面角度に転換される。続いて表面角度は、ゲームまたはアニメーショングラフィック等のアプリケーションにおける３Ｄモデリングでよく理解されるように、表面の照度に転換される。一般に、想定される照射角度および拡散は、ヒトの皮膚に達する平均的な光である。
【０１６７】
（目標照度を決定する）
目標反射率はここでも、単純に実際の反射率のローパスバージョンとして、アルゴリズミによって導かれ得る。しかしながら、数学的または手動の入力によって、さらなる美的属性が追加され得る。
【０１６８】
（実際のアルベドを決定する）
実際のアルベドは、上述したように、塗布デバイスのセンサによって決定される。
【０１６９】
（目標アルベドを決定する）
目標アルベドは、上記で説明した補正の原理によって決定される。
【０１７０】
この例においては、全身の平滑化が実行され、特異的な特徴補正が実行される。例えば、淡斑は黒くされ、雀斑は保持され場合によっては鋭角化され、傷は、皮膚を全体的に黒くすること、および傷の上の明るいエリアを特異的に黒くすることによって、少なくとも部分的にカムフラージュされ得る。
【０１７１】
目標アルベドは、平滑化および特徴補正を計算した後の、知覚される望ましい反射率である。
【０１７２】
その他の例において、目標アルベドは、顔の一部を他の部分に対して黒くする等の芸術的戦略を含み得る。
【０１７３】
（美的目標を適用する）
一実施形態において、人間の観測者または医療技術者は、美的改善を達成するために、コンピュータ画面、キーボード、およびマウス等、スキャンされたエリアの実際の深さにおいてさらなる変調を行うための手段を任意で使用し得る。
【０１７４】
（改善された顔の外観）
図１７は、図１３に描かれた顔面２３５の外観の、ＲＭＡの塗布による改善の例を示す。図１３に示されている淡斑４０８および不均一性４１２は、図１７では除去されている。しかしながら、雀斑４１０は、多様性の魅力的なパターンとして図１７中に留保されている。
【０１７５】
（単一パスまたは複数パスシステム）
（単一パス）
十分な演算能力があるため、塗布デバイス２４６は、データをスキャンすることおよびＲＭＡ２６４を塗布することの両方のために、皮膚のエリア３０２全体にわたって１つのパスを作るだけでよいであろう。
【０１７６】
（複数パス）
一実施形態において、ユーザは、皮膚のエリア３０２上で塗布デバイス２４６を何度も移動させる。続いて、塗布システムは継続的にスキャンし、各パスの後に新しい２Ｄ表面マップ２３３を作成し、２Ｄ表面マップ２３３を継続的に使用して、皮膚のエリア３０２のランドスケープを識別し、かつ、各パスを用いて新しいプリント可能な改善画像２３４を計算し、ＲＭＡ２６４または薬剤の一部だけ、例えばＲＭＡ２６４の１０％〜２０％を各パスに塗布する。複数パスの使用は、このようにして、塗布システム２００にＲＭＡ２６４の部分塗布を行わせ、塗布の結果を見せ、次いでさらなる改善のために別の部分塗布を行わせる。これらのパスの連続は、所望の結果の精度の増加を確実にし得る。複数パスにおけるＲＭＡ２６４の塗布はまた、筋状になる可能性を減少させ、有効性をより高めるために、ＲＭＡ２６４が塗布と塗布の間で乾燥することを可能にする。
【０１７７】
図２１は、プリントされていない表面３６６にプリント可能な改善画像２３４（精密な目標）を適用するために、どのように複数パスが使用され得るかを例示する。
【０１７８】
（重複エリア）
本発明のいくつかの例において、エリア上に塗布器の複数パスを作ることが望ましい。一般的な場合、塗布器がその後のパス内のエリアに交差すると、いくつかのフレキセルが初めて見えることになり、他のフレキセルは前の第一のパスを有しており、さらに他のフレキセルは前２つのパス等を有していることになる。各フレキセルが何度通過したかを追跡することが望ましく、その結果、この情報は望ましい量のＲＭＡを塗布するための制御アルゴリズムに含まれ得る。
【０１７９】
第一のパスにおいて、目標堆積物の５０％のＲＭＡを補正することが望ましい場合がある。第二のパスの観測段階において、望ましい補正のおよそ５０％、塗布が発生していることに気付くことができる。これが６０％に見えたと仮定すると、補正されずに残っているのは４０％のみであり、また、皮膚のこの部分は、ＲＭＡに対して６／５強い反応で効果を示していることがここでわかる。したがって、計算によると、第二のパスで望ましい効果を獲得するためには、５／６×４／５＝２／３のみのＲＭＡが必要ということになる。代わりに、アルゴリズムが第二のパスにおいてこれよりも少なく堆積させることを選ぶと仮定すると、第三のパスでは、フィードバックによる望ましい効果を正確に滴定するために、効率の最終観測および最終計算ならびに最終堆積を行う。
【０１８０】
複数パスは連続的なスキャン順序であり得、したがって、プローブの頂面側には常に新鮮皮膚が見え、中央部は中間パスを処理し、底部は最終パスのために一片の皮膚を処理することが可能である。より実用的なシステムは、皮膚のフレキセルが処置を受けた回数をソフトウェアが追跡している場合、電気剃刀の動作と同様のランダムな動きを可能にする。音波または触覚フィードバックは、各パス下における効果の完了に応じて電気剃刀が音を変えるように、各フレキセルについての完了を示すことができるであろう。
【０１８１】
前の塗布パスの縁と正確に一致させることは概して実用的でないため、塗布器の端部がパスの中央部よりも弱いＲＭＡの塗布を行うことも概して望ましい。例えば、このページ上で塗布器が左から右へ移動された場合、パスのより良好な重複を提供するためにその後のパスでそれらのエリアにさらなるＲＭＡをプリントする機会があるように、プリントヘッドの最上部分および底部分によって、計算されたよりも少ない量のＲＭＡが塗布されるであろう。皮膚に対して異なる配向の各パスに、毛髪、皮膚のテクスチャ、または皮膚の引っ張り歪みによる測定結果または堆積のばらつきを任意に抽出させ、同じ経路を反復させないことも望ましい。例えば、第一のパスが左から右へ行われた場合、第二のパスはわずかに時計回りに傾斜され、第三のパスはわずかに反時計回りに傾斜されるであろう。
【０１８２】
（改善プロセスの概要）
図４６は、一実施形態において、ヒト顔面を含む皮膚のエリア等のオブジェクトを視覚的に改善するための、本発明の一実施形態の一般的なプロセスを示す。「目が見ているもの３８０」は、皮膚のエリア３０２についてスキャンされたデータを表す。光学的観点から、このデータは以下を含む。
・アルベドＧ１−皮膚のエリア３０２の表面からの反射率の程度
・照度Ｇ３−皮膚のエリア３０２の照度Ｇ３の程度
・深度Ｇ５−スキャナまたはその他の基準点から測定されている皮膚の部分までの距離
・測定されている皮膚の部分の「傾斜」または配向。この配向は、隣接する皮膚のエリアからの情報と組み合わせると、皮膚の表面形状を表す。
【０１８３】
「あなたが見たいもの３８２」は、「目が見ているもの３８０」をより魅力的なものにし得る改善を表す。この改善は、数学的におよび任意で手動視覚補正によって計算でき、以下を含む。
・目標アルベドＧ２−皮膚のエリア３０２の表面からの反射率の、より魅力的な程度
・目標照度Ｇ４−皮膚のエリア３０２の照度Ｇ３の、より魅力的な程度
・目標深度Ｇ６−スキャナまたはその他の基準点から測定されている皮膚の部分までの、知覚される望ましい距離。注：一実施形態において、適用される補正は、皮膚の局所的エリアの知覚された反射率を受けて染料の混合および量が決定されるような透明な染料の混合物であり、これは、実際の反射率および表面形状の両方に関連する。このように、補正により、望ましいＲＭＡを塗布して実際の反射率を補償し、シェーディングを適用して表面特徴を隠す、または改善する。
【０１８４】
一実施形態において、目標アルベドＧ２、目標照度Ｇ４、および目標深度Ｇ６を作成するための数学的計算は、中間周波数フィルタリングによって実行され得、特定の有効性を持つ。
【０１８５】
上記に示した魅力の原理に従って「あなたが見たいもの３８２」を計算することにより、皮膚のエリア３０２をより魅力的にするために、皮膚の当該エリア３０２にプリントするためのプリント可能な改善画像２３４が作成され得る。
【０１８６】
（改善プロセスにおけるステップ）
図３３は、一実施形態において、本発明の改善技術を達成するためのプロセスにおけるステップを示す。
・図３３のステップ７１００−パターン認識を使用して、スキャンされたエリアの身体的特徴をマッピングする
・図３３のステップ７２００−スキャンされたエリアの実際の深度を決定する
・図３３のステップ７３００−スキャンされたエリアの目標深度を決定する
・図３３のステップ７４００−スキャンされたエリアの実際の照度を決定する
・図３３のステップ７５００−スキャンされたエリアの目標照度を決定する
・図３３のステップ７６００−スキャンされたエリアの実際のアルベドを決定する
・図３３のステップ７７００−スキャンされたエリアの目標アルベドを決定する
図３４は、図３３のステップ７３００を達成するためのプロセスにおけるステップを示す。
・図３４のステップ７３１０−ローパスフィルタを実行する
・図３４のステップ７３２０−マッピングされた身体的特徴を、特徴ライブラリ２７４中の理想的な特徴と比較する
・図３４のステップ７３３０−パターン認識を使用して、望ましい特性を保持する
・図３４のステップ７３４０−美的目標を適用する
図３５は、図３３のステップ７５００を達成するためのプロセスにおけるステップを示す。
・図３５のステップ７５１０−ローパスフィルタの微分を実行する
・図３５のステップ７５２０−美的目標を適用する
（脚を改善する）
（２Ｄ脚における望ましくない特性と望ましい特性）
図１８は、以下の望ましくない特性および望ましい特性をもつヒト脚２３７の説明図を示す。
・セルライト４１４
・自然な色差４１６
・静脈瘤４１８
・老斑４２０
脚２３７に改善をプリントするために使用され得るプリント可能な改善画像２３４を表すものを含む、これらの特性を表すスペクトル帯域も示されている。説明を簡易化するために、２Ｄ皮膚マップは、皮膚の表面全体にわたる点線を辿った１Ｄグラフとして描かれている。
【０１８７】
この線に沿った実際の深度がグラフ化されている。また、目標深度が得られる。目標深度は、実際の深度のみの低空間周波数であってよい。しかしながら、美学では多くの場合、美容術において既知であるように、さらに彫りを深くすることが指図される。
【０１８８】
実際の深度および目標深度の両方が、深度の一次導関数、つまり勾配として、表面角度に転換される。続いて表面角度は、ゲームまたはアニメーショングラフィック等のアプリケーションにおける３Ｄモデリングでよく理解されるように、表面の照度に転換される。一般に、想定される照射角度および拡散は、ヒトの皮膚に達する平均的な光である。
【０１８９】
皮膚にプリントすることは、表面深度にほとんど影響をもたらさない。しかしながら、シェーディングをプリントすることによって、深度の錯視が得られる。セルライトは、約６インチを超える距離においては、実際には立体的に知覚されない。ヒトの目は、主にシェーディングによってセルライトを知覚する。
【０１９０】
日焼けがどのようにして皮膚に達する平均照度とは逆の、したがって平均的シェーディングとは逆の色素沈着を生じさせ、それによって日焼けしたヒトの身体をより滑らか且つ魅力的に見せるか留意されたい。刷り込みタイプの日焼け液は光に対する皮膚角度に敏感なこの特性を有さないため、同じ魅力を提供することができないことに留意されたい。
【０１９１】
脚の例では、色素沈着および静脈瘤も示している。目標反射率はここでも、単純に実際の反射率のローパスバージョンとして、アルゴリズムにより導かれ得るが、老斑を排除しながら、既存の色素沈着と協調し得る雀斑等のさらなる美的属性が追加され得る。膝頭の黒ずみ等、その他の選択された特徴も含み得る。
【０１９２】
目標反射率曲線および実際の反射率曲線は、各色を別々に表し得ることを理解すべきである。例えば、静脈瘤は青色または赤色であり得、一方、色素沈着はオレンジ色であり得る。したがって、各色は、プロセスカラーであるシアン、マゼンタ、およびイエロー等のカラーインクを使用して、単独で補正される。
【０１９３】
人間の観測者によって脚から視覚化された知覚光は、照度＊反射率（アルベド）である。実際には、実際の照度＊実際の反射率であるが、目標照度＊目標反射率となるのが望ましい。したがって、実際の値から目標の値にするために、掛け合わせた（または染料）画像を皮膚上に堆積させる必要がある、すなわち、
転換された目標角度 ＊目標反射率
転換された実際の角度 実際の反射率
ここで、「転換された目標角度」は、平均照度を想定して標準的な照度に転換された目標角度であり、「転換された実際の角度」は、平均照度を想定して標準的な照度に転換された実際の角度である。これは、プリント可能な改善画像２３４として示される目標修正を提供する。別々の目標修正は、プリントする各色、一般に赤色、緑色、および青色について、シアン、マゼンタ、およびイエローの順で導かれ得る。
【０１９４】
染料によって実現可能なのは概して皮膚を黒くすることのみであるという問題が生じる。（その他の実施形態においては、エリアを選択的に明るくするために、限られた量の増白染料または漂白剤を使用することが可能である。）したがって、急場しのぎの方法として、皮膚のより多くが補正可能となるように、目標塗料がシフトされる（点線）。これは、より日焼けした外観のためにより低い目標反射率を選ぶことと同等である。
【０１９５】
脚における青い静脈瘤等のいくつかの細部は、適度なオフセットがあっても依然として補正範囲外である場合がある。これらの細部は、正しい色を提供するために染料を重ねてプリントするよりも、淡い顔料を小エリアに堆積させることによって補正され得る。あるいは、端点は補正されないままでもよい。補正されない点の相対誤差は、隣接する皮膚がやや黒くなっている場合、ほとんど目立たないままである。
【０１９６】
図１９は、本発明によって改善された後のヒト脚２３８の説明図を示す。図１８に示す以下の望ましくない特性が、視界から削減された。
・セルライト４１４
・静脈瘤４１８
・老斑４２０
しかしながら、膝頭の３Ｄ品質を可視にする役割を果たす、望ましい自然な色差４１６は、残っている。
【０１９７】
（胸を改善する）
図２０は、差異３４６を決定することにより、平均照度３４０下において、実際の３Ｄ表面３４２からの胸２３９の知覚を美的目標３４４に変更する例を示す。この差異を近づけるためにＲＭＡを塗布することにより、胸の知覚される外観を変化させることになる。
【０１９８】
（単一パス平滑化例）
図３７は、皮膚のための単純な平滑化の例を表す。腕のエリア等、皮膚のエリアは、ステップ９００において複数のフレキセルに分けられる。ステップ９１０において、フレキセルの少なくとも１つの光学的属性が決定される。当該光学的特性は、Ｒ_ｉとして表される。視覚的特性の各範囲に塗布するための反射変性剤の量を提供するルックアップテーブルがある。ステップ９３０において、当該ルックアップテーブルから塗布されるＲＭＡの量が決定される。ステップ９４０において、望ましい量のＲＭＡを塗布し、それによって皮膚のエリアの外観を変更する。この単一パスの例では、皮膚のマッピングを必要としない。
【０１９９】
（複数パス平滑化例）
図３８は、皮膚の複数パス平滑化を表す。同図において、反射変性剤の一連の塗布により、望ましい反射率Ｒ_ｄに近くなる。ステップ９００において、実際の初期反射率はＲ_ａと決定され、当該値は、第一のパスにおいて塗布されるＲＭＡの第一の量Ｑ_１を提供する。ＲＭＡの第一の量Ｑ_ｉの塗布は、反射率をＲ_ａからＲ_ｉに変更する。第二のパスにおいて、Ｒ_ｉは、塗布されるＲＭＡの第二の量（Ｑ_２）を決定するためにルックアップテーブル内で使用される。第二の量が塗布されると、反射率がＲ_２に変更される。第三のパスにおいて、Ｒ_２は、ＲＭＡの第三の量（Ｑ_３）を決定するために使用される。結果として生じる反射率Ｒ_３は、望ましい反射率に近い。パスの数は３に限定されるものではなく、その数より多くても少なくてもよい。
【０２００】
（顔面マップの例）
図３９は、顔面マップの例を表す。この例において、顔の皮膚は、上述のように複数のフレキセルに割り当てられる。フレキセル位置が決定および特定され、個別のフレキセルを表す位置データがあるように記録されることを除き、上述と同様にステップ９１０において光学的属性が測定される。個別のフレキセルを表すデータは、センサ位置と、フレキセルの位置と、１つ以上の光学的属性とを含む。光学的属性は、ステップ９２０において、フレキセルの反射率、位置、および配向を決定するために使用され得る。その結果、各フレキセルは実際の反射率等の初期特性を有する。フレキセルは、望ましい反射率、および１つ以上のパスにおいて塗布されるＲＭＡの量等、望ましい最終特性も有する。ＲＭＡの量は、ステップ９４０において決定される。望ましい反射率は、皮膚の平滑化、中間周波数特性を除去するためのフィルタリング、特徴認識および特徴改善、ならびに一般的な芸術的スキーム等の改善戦略から決定される。ＲＭＡの望ましい量は、望ましい反射率と実際の反射率との間の差異から決定される。
【０２０１】
（ＬＥＤ配置）
図４０Ａは、センサおよびＬＥＤ配置の概略である。この例において、センサは、北、南、東、および西と表される４つのＬＥＤの軸に沿って設置される。
【０２０２】
図４０Ｂは、ＬＥＤが一般にセンサの下にある皮膚上の点へ向けられることを示す断面図である。一般に、ＬＥＤおよびセンサは筐体内に設けられ、当該筐体は、いくつかの応用において、フレキセルにより多くの拡散光または関節光を提供するために反射特性を有し得る。その他の応用において、フレキセルの傾斜を決定するために、光を直接フレキセルに配向することが望ましい。
【０２０３】
深度は、ＬＥＤによって異なる角度から投影されるシェーディング視差格子によって決定され得る。別の実施形態において、立体アプローチに２つのカメラが使用され得る。
【０２０４】
（特徴認識）
図４１は、単純な特徴認識アプローチを示す。特定のフレキセル「ｍ」およびその隣接するフレキセルを示すフレキセルマップが表されている。各フレキセルのデータは一般に、フレキセルの時間、位置、反射率、および配向を含む。図の反射特徴の部分において実証されているように、情報はグラフを用いて表されることができる。ステップ９１０において、光学的属性を測定するために、皮膚をスキャンする。ステップ９２０において、スキャンから、反射率等の視覚的特性を決定する。ステップ９２１において、観察者によって知覚されるような実際の視覚的特性を提供するために、顔面マップを生成する。ステップ９２２において、特定の被験者についての局所的特徴およびパラメータを識別するために、フレキセルデータをレビューする。パラメータの例は、当該被験者における読み出しの範囲であり、当該範囲は正規化またはその他のデータ操作において使用され得る。ステップ９２４において、改善戦略を適用する。ステップ９２５において、改善マップが提供される。当該改善マップは、その視覚的特性を変更するために、特定のフレキセルに塗布するＲＭＡの量を含む。
【０２０５】
図４２は、顔面の一部を表すフレキセルマップを示す。この図は、吹き出物、フレキセル、淡斑、および傷等の特性を示すものである。それらの特性のそれぞれは、図中、複数のフレキセルを持つ拡大された位置に示されている。これらのエリアは、様々な皮膚の特徴が持つ既知の特性から数学的に表され検出されることができるため、特徴認識は数学的解析によって自動的に実行され得る。
【０２０６】
（芸術的戦略）
図４３は、単純な芸術的戦略の例を表す。顔面のフレキセルマップが生成されると、様々なシェーディング付け戦略または全体的な広範囲の戦略が外観に提供され得る。
【０２０７】
（実施形態の詳細な説明−システム）
（化粧品のための動作環境）
図１は、皮膚のエリア３０２にＲＭＡ２６４を塗布するために使用される本発明の一実施形態を示す。下記でさらに詳細に説明する以下の要素を備える塗布システム２００を、関係者が組み立てる。
・コンピュータ環境１００−例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ、または携帯型コンピュータデバイス
・スキャナ２２０−皮膚のエリア３０２の属性に関するデータを電子的にスキャンする
・塗布の手段２４０−例えば、インク等のＲＭＡ２６４を塗布するために使用され得るプリンタ
コンピュータ環境２００は、以下をさらに含む。
・塗布アルゴリズム２３０
・ストレージ２５０−不揮発性データストレージであってよい
・塗布マップ２３２−皮膚のエリア３０２への塗布命令を提供するために、塗布アルゴリズム２３０によって作成される
・プリント可能な改善画像２３４−皮膚のエリア３０２への塗布命令のセットである
（Ｌｏｏｓｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄシステム）
実施形態において、塗布システム２００の要素は、離散ユニットを備え得、内部接続を含み得るリンク１４２および１４４を介して接続されていてよい。例えば、図２は、皮膚のエリア３０２への塗布のために疎接続された要素の実施形態を示す。スキャナ２２０と、プリンタ２４１と、コンピュータ環境１００とは、ネットワーク１３０ならびにリンク１４２、１４４、および１４６上で通信を行っている。ネットワーク１３０は、インターネット、プライベートＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、無線ネットワーク、ＴＣＰ／ＩＰ（伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル）ネットワーク、またはその他の通信システムを含んでよく、ゲートウェイ、ルータ、およびスイッチ等の複数の要素を含んでよい。リンク１４２、１４４、および１４６は、ネットワーク１３０に使用されている技術と互換性がある。
【０２０８】
特徴ライブラリ２７４は、例えば目、鼻、口等、パターン認識によって使用するヒトの特徴の特性を格納するために使用され得る。特徴ライブラリ２７４を使用して、実際の特徴をより魅力的に見せるために使用され得るヒトの特徴の理想的なパターンを格納することもできる。例えば、ヒトの唇の理想的なパターンを使用して、実際の唇をより赤く見せるだけでなく、よりふっくらしているように見せることができる。図１に示す塗布マップ２３２のために、図２に示す２Ｄ表面マップ２３３が使用される。２Ｄ表面マップは、一般に、顔面の形状をキャプチャするために深度の表現を含む。
【０２０９】
また、皮膚のエリア３０２に対するスキャナ２２０およびプリンタ２４１の位置を追跡するために、機械的または電子的な登録手段２７０が使用される。
【０２１０】
（コンピュータと接続されたスキャナとプリンタの組み合わせ）
図３は、塗布デバイス２４６が、容器２６２から皮膚のエリア３０２にＲＭＡ２６４を塗布するためにスキャナ２２０およびインクジェットプリンタ２４２を備える、一実施形態を示す。塗布デバイス２４６もネットワーク１３０上で通信を行っている。
【０２１１】
（反射変性剤）
図４は、ＲＭＡ２６４がマゼンタ２６５、イエロー２６６、およびシアン２６７のＲＭＡを含み得る、一実施形態を示す。その他の実施形態において、ＲＭＡ２６４は、黒色または茶色および白色を追加で含み得る。
【０２１２】
（塗布デバイス）
塗布デバイス２４６は、図３に示す携帯型スキャナ２２０と携帯型インクジェットプリンタ２４２とを備える。この例において、当該デバイスは、皮膚から１／８インチ〜１／４インチ（３．２〜６．４ｍｍ）等の均一な高さに当該デバイスを保持するために、チップまたはカップ等の高さ決定手段を有する。プローブの高度は、数ミリメートル以内の誤差であればよい。当該デバイスは、鏡または２つのカメラを使用する。デバイスは、顔面の１５０平方インチ（１０００平方ｃｍ）を覆うために、一般に１０のパスを作り、プロセスを完了するために必要な時間は、電気髭剃りに必要な時間に相当する。当該デバイスの長さは、２インチ（５０ｍｍ）未満である。
【０２１３】
（携帯型スキャナ）
一実施形態において、携帯型スキャナ２２０は、スキャンされる皮膚のエリア３０２の表面に軽く触れるエリアアレイを備える。別の実施形態において、携帯型スキャナは、スキャンされている皮膚の付近の皮膚に触れることなく移動される。スキャン中、センサ内の白色ＬＥＤ光源が光り、皮膚のエリア３０２に対して、上方からの光と定義されている通常光を適用する。ＬＥＤがオン／オフの場合の測定が行われ、光源の寄与を決定するために、２つの測定の差異を減算する。
【０２１４】
（インクジェットプリンタ）
一実施形態において、インクジェットプリンタ２４２は、０．００１インチの解像度を持つインクジェットプリンタと、ＲＭＡ２６４を保持することができる容器２６２とを備える。一実施形態において、ＲＭＡ２４６は透明な染料を含むが、その他の実施形態においては、インクまたはその他の有用な化学物質を含む。一実施形態において、ＦＤＡ（アメリカ食品医薬品局）に認可されたＲＭＡが用いられる。図４に示すように、ＲＭＡ２６４は、以下の色の剤を含んでよい：マゼンタ２６５、イエロー２６６、およびシアン２６７。黒色、茶色、および白色等、さらなる色を含んでもよい。これらの色は、インクジェットプリンタ２４２がヒトの皮膚のエリアにおいて任意の色を作成することを可能にすることができる。
【０２１５】
（登録手段）
上述したように、皮膚のエリア３０２に対するスキャナ２２０およびプリンタ２４１の位置を追跡するために、機械的または電子的な登録手段２７０が使用される。一実施形態において、登録手段２７０は、加速度および傾斜を測定する加速度計と、三次元におけるオブジェクトの回転を測定し当該回転を制御するジンバルとを備えてよく、これらも塗布デバイス２４６内に含まれ得る。これらのデバイスは、動きおよび位置決めの制御を支援し、塗布デバイス２４６の正しい反射角度を維持する。
【０２１６】
別の実施形態において、登録手段は、高周波数放射を介して局所的に使用される、全地球測位型のサービス（ＧＰＳ）を備えてよい。
【０２１７】
さらに別の実施形態において、登録手段は、圧痕をつけるために皮膚の表面に軽く押し付けられる小型の扁平ピンのセットを備えてよい。例えば、当該ピンは、顔のマスクを作るために、顔に押し付けられ得る。フレーム内におけるピンの動きは、３Ｄ座標を提供するために機械的に追跡され得る。
【０２１８】
（携帯型塗布デバイス）
図５に示すように、本発明の別の実施形態は、材料を皮膚に塗布するための複数の要素を備え、外部ネットワークを必要としない、携帯型塗布デバイス２６０である。携帯型塗布デバイス２６０の一実施形態では、皮膚のエリア３０２にインク２４８を塗布するためにインクジェットプリンタ２４２を使用する。
【０２１９】
（曲面を持つ携帯型塗布デバイス）
本発明の一態様は、ヒトの皮膚から画像データを取得し操作することである。一実施形態において、第一のステップは身体の一部のマップを生成するために使用され、当該マップは後に染料を選択的に塗布する特定の計画を生成するために使用される。本発明の一実施形態は、携帯型スキャンデバイスを使用してマップを生成するためのデータを取得することと、携帯型スキャンデバイスを携帯型プリントデバイスと組み合わせて使用して皮膚の領域に染料を選択的に塗布することとである。図３０は、ネットワーク上での通信デバイスおよび曲面を持つ携帯型塗布デバイスを介して、材料を皮膚に塗布するために用いられ得る、本発明の実施形態を示す。
【０２２０】
（マスクまたはヘルメット）
曲面は、例えば、中にヒト顔面を挿入することができるマスクまたはヘルメットと、当該顔面の周りを回る塗布デバイス（スキャナ／プリンタ）とを含み得る。そのような曲面を使用する場合、塗布デバイスがその顔面上における位置および皮膚からの距離を計算することができるように、人工知能およびマッピングによる特徴認識が必要となる。
【０２２１】
曲面デバイスの１つの利点は、ユーザのアクションも訓練も必要としないことである。別の利点は、塗布デバイスが皮膚よりも上にとどまるため、まだ乾いていないＲＭＡに触れないことである。
【０２２２】
（ブース）
本発明の別の実施形態は、顔または全身等の皮膚の領域をスキャンするために、ブースまたはワークステーションを使用することである。
【０２２３】
図２７は、ブースを備える塗布デバイス２４６の一実施形態を示す。この場合、図３６に示すように、皮膚のエリア３０２は、ドア２８２を通って塗布デバイス２４６に入る人物の全体を含む。当該人物は、日焼けブースで一般にするように、衣服を脱いでブースに入り、ＲＭＡの塗布のために横たわるか、または立っていてよい。スキャナ２２０と、容器２６２およびＲＭＡ２６４を持つインクジェットプリンタ２４２と、登録手段２７０とを備えるスキャナ／塗布器２８４は、データを収集し、当該データを解析し、ＲＭＡを塗布することによって改善を行うために、当該人物の身体全体を移動するであろう。
【０２２４】
別の実施形態において、ブースは、人物全体または顔面等の人物の一部を囲い込む、二部シリンダを備え得る。
【０２２５】
（吸取紙）
図２９は、吸取紙を備える塗布デバイス２４６を用いた一実施形態を示す。当該吸収紙は、上述したように、皮膚のエリア３０２からほぼ適切な距離を維持するためのカップ２８０を備える。単一パスまたは複数パスにおける吸収紙塗布デバイス２４６を皮膚のエリア３０２全体にわたって移動させる代わりに、ユーザは吸収紙塗布デバイス２４６を皮膚の小エリア上に置いてそれをそこで一時的に保持し、当該小エリアにおけるスキャン、解析、およびＲＭＡの塗布を達成し、その後、吸収紙塗布デバイス２４６を隣の小エリアに移動させる。
【０２２６】
吸収紙塗布デバイス２４６では、機械的手段は、ＲＭＡ２６４の塗布のために、皮膚のエリア３０２上でプリンタ２４２を移動させ得る。例えば、図４４は、吸収紙を備える塗布デバイス２４６の反転図を示す。一実施形態において、吸収紙塗布デバイス２４６は、４つのＬＥＤ２９０と、２つのカメラ２９２と、塗布デバイス２４６において中心軸の周囲を時計の針のように移動する回転インクジェットプリンタ２９４とを備える。回転インクジェットプリンタ２９４は、第二のプリントのために重複エリアに吸収紙を移動させることによってプリントされ得る中心軸のエリアを除く、吸収紙塗布デバイス２４６のエリア全体にＲＭＡをプリントする。
【０２２７】
（光源）
図４０Ａ〜Ｂは、反射率および皮膚の配向データを取得するための、ＬＥＤおよびセンサのサンプルレイアウトである。
【０２２８】
一実施形態において、光源が菱形の角に置かれるような４つの光源のセットが使用され、この場合センサは当該菱形レイアウトの中心に位置付けられる。この構成は、表面形状を計算するための数学的解析を簡易化する。
【０２２９】
一実施形態において、平均照度を用いることが有用である。このために、鏡を含み得る構成において、複数の拡散性または直交する光源が使用され得る。光はストロボライトのように繰り返し光ることができるため、小エリアについて何百もの画像を撮ることができ、平均化して有効性を求めることができる。
【０２３０】
（塗布システムを化粧品に用いるためのプロセス）
図６は、一実施形態において、塗布システム２００を用いるためのプロセスを示す。このプロセスは、下記で詳細に説明する以下の高レベルのステップを含む。
・図６のステップ１０００−属性を決定するための皮膚のエリア３０２のスキャンに基づいて塗布システム２００を組み立て、決定された属性と一致するように、またはそれに反して、レジスタ内の皮膚の当該エリア３０２にＲＭＡ２６４を塗布する
・図６のステップ２０００−皮膚のエリア３０２をスキャンする
・図６のステップ３０００−塗布アルゴリズム２３０を用いてスキャンされたデータを解析する
・図６のステップ４０００−塗布アルゴリズム２３０を用いてプリント可能な改善画像２３４を作成する
・図６のステップ５０００−プリント可能な改善画像２３４を使用して、皮膚のエリア３０２にＲＭＡ２６４を塗布する
・図６のステップ５００２−任意でステップ２０００から５０００を繰り返す
（塗布システムを組み立てる）
図７は、一実施形態において、図６に示すステップ１０００−塗布システム２００を組み立てるステップ−を表すプロセスを示す。当該プロセスは、下記で説明する以下のステップを含む。
・図７のステップ１０１０−塗布アルゴリズム２３０を提供する
・図７のステップ１０２０−コンピュータ環境１００において塗布アルゴリズム２３０を提供する
・図７のステップ１０３０−コンピュータ環境においてストレージ２５０を提供する
・図７のステップ１０４０−皮膚のエリア３０２をスキャンする手段２２０を統合する
・図７のステップ１０５０−ＲＭＡ２６４の塗布手段２４０を統合する
（塗布アルゴリズムを提供する）
１人以上のプログラマが、一実施形態において、図６に概説し上記で説明した本発明の要素およびプロセスを制御する塗布アルゴリズム２３０を作成する。塗布アルゴリズム２３０が作成された後、当該アルゴリズムは、図１に示すように少なくとも１つのコンピュータ環境１００において使用され得、塗布システム２００のその他の要素と統合され得る。例えば、一実施形態において、塗布アルゴリズム２３０は、サーバを備えるコンピュータ環境１００にロードされ得る。コンピュータ環境１００は、スキャナ２２０からのスキャンされたデータ等のデータを格納することができる不揮発性ストレージ２５０を装備し得る。
【０２３１】
様々な実施形態において、塗布アルゴリズムは、特徴認識、特徴ベースのルックアップスキーム、または一般的な芸術的目標に基づき得るデフォルト戦略を含み得る。
【０２３２】
図８に示すように、一実施形態において、塗布アルゴリズム２３０によって達成される一般的な機能は、
・スキャンによって皮膚の画素レベルマッピングを調整することと、
・特徴認識を提供すること、もしくは、画像改善戦略の手動選択を受け入れることと、
・プリント可能な改善画像２３４を作成することと、
・所定の改善を実現するために、物質の画素レベル塗布を調整することと
である。
【０２３３】
（スキャンによって皮膚の画素レベルマッピングを調整する）
塗布アルゴリズム２３０の主要な機能は、材料３００の第一段階のエリアについてスキャンされたデータを解析して当該エリア３００の属性の３Ｄ塗布マップ２３２を作成することであり、そのためには材料３００の第二段階の塗布が有用となり得る。この機能の要部分は、材料の第二段階の塗布を、材料の第一段階の当該エリアが持つ属性に従って材料のレジスタ内に入れるべきか、またはそれらの属性に反してレジスタに入れるべきかを、塗布アルゴリズム２３０が各スキャン点で決定することである。この判定は、材料３００の第一段階のエリアに何が有用となり利点となり得るかに関するアルゴリズム内の命令に基づくものである。
【０２３４】
図３１は、スキャンを調整するステップに含まれるステップを示す。
・図３１のステップ６０２−スキャナ２２０によってスキャンを開始する
塗布デバイス２４６をオンにして皮膚のエリア３０２上を移動させると、スキャナ２２０がスキャンを開始する。
・図３１のステップ６０４−スキャンされたデータをコンピュータ環境１００へ送る
塗布デバイス２４６は、そのスキャンされたデータを、リンク１４４、ネットワーク１３０、およびリンク１４２を介してコンピュータ環境１００へ伝送する。
・図３１のステップ６０６−スキャンされたデータをストレージ２５０に格納する
・図３１のステップ６０８−スキャンされたデータを空間周波数帯域に入れる
（プリント可能な改善画像を作成する）
本発明の化粧品の実施形態の目的は、観測者に、ある人物を、実際よりも若く知覚させるために、ヒトの視覚システムの特性を理解し活用することである。これは、画素レベルで実行されるカムフラージュの形と見なされ得る。この目的を達成するための本発明の技術は、皮膚の罹患エリアの細部をすべて一掃するものではなく、皮膚のエリアを本物らしくする、重大な、望ましい細部を留めるものであることに留意することが重要である。この目的を達成するために、本発明は、ＲＭＡ２６４の適切な塗布を行うためのプリント可能な改善画像２３４を作成するために、以下で説明する洗練された技術を使用する。
【０２３５】
図９は、一実施形態において、プリント可能な改善画像２３４を作成するためのプロセスを示す。
【０２３６】
図９のステップ６０５１−コンピュータモデルにおいて３Ｄスキャンを２Ｄ表面マップ２３３に変換する。
図１０は、コンピュータモデルおよびゲームで用いる既知の技術によって、３Ｄヒト顔面２３５が、どのように当該顔面２３３の２Ｄ表面マップにマッピングされ得るかの例を示す。この２Ｄマッピングでは、小域（制限）的にすべての表面が平面であり、「ベース」を表す剃刀モデルを作成している。
【０２３７】
図９のステップ６０５２−パターン認識を使用して、２Ｄ表面マップ２３３の特定の特徴３１０を識別する
例えば、パターン認識は、目を識別するために使用され得る。
【０２３８】
図９のステップ６０５４−識別された特徴３１０を使用して、改善されない皮膚の部分３２０をさらに識別する
例えば、ＲＭＡを潜在的に刺激することによって改善されない目を特定することが望ましい場合がある。
【０２３９】
図９のステップ６０５６−改善されない部分を計算から除外する
例えば、目は、計算から除外され得る。
【０２４０】
図９のステップ６０５８−美的目的を実現するために、補正可能な特徴３３０において改善技術６００を用いる
本発明によって用いられる改善技術を、以下で詳細に説明する。
【０２４１】
（所定の改善を実現するために、反射変性剤の画素レベル塗布を調整する）
図３２に示すように、所定の改善を実現するためにＲＭＡ２６４の画素レベル塗布を調整することは、以下のステップによって実現され得る。
・図３２のステップ６０６０−プリント可能な改善画像２３４を塗布デバイス２４６へ送る
・図３２のステップ６０７０−インクジェットプリンタ２４２を使用して、プリント可能な改善画像２３４にＲＭＡ２６４を塗布する
（実施形態の動作）
本発明の動作は、図３に示す塗布デバイス２４６およびコンピュータ環境１００を参照して説明され得る。
【０２４２】
（スキャン）
ユーザは、スキャナ２２０がデータを記録し得るように、皮膚のエリア３０２全体にわたって塗布デバイス２４６を移動させる。例えば、皮膚のエリア３０２はユーザの顔であってよい。スキャナ２２０は、ネットワーク１３０を介して、スキャンされたデータをコンピュータ環境１００に送り、ここで当該データはストレージ２５０に格納される。
【０２４３】
一実施形態において、ユーザは、電気剃刀を顔面上で移動させている場合のように、さらに滑らかなパスにするプローブのタッピングまたは吸い取り動作を用いるよう求められる場合がある。この動作は、ＲＭＡの塗布における汚れを削減する。
【０２４４】
一実施形態において、ユーザは、ニュートラルモデルを提示するための、ニュートラルで動きのない位置を想定することを求められる場合がある。例えば、顔面に使用する場合、ユーザは、静止したまま目を閉じ、無表情でいるように求められる場合がある。全身に使用する場合、ユーザは、ブース内の特定の位置に静止して立つように求められ得る。
【０２４５】
（スキャンされたデータを解析する）
塗布アルゴリズム２３０は、格納されているデータを空間周波数帯域に入れ、皮膚のエリア３０２のランドスケープおよびＲＭＡ２６４の塗布が必要な寸法を決定するために、パターン認識を使用してそれらを解析する。
【０２４６】
塗布アルゴリズム２３０は、その解析を使用してソフトウェア内に皮膚のエリア３０２の２Ｄ表面マップ２３３を作成し、当該マップは潜在的な将来の使用のためにストレージ２５０に格納される。
【０２４７】
（プリント可能な改善画像を作成する）
塗布アルゴリズム２３０は、２Ｄ表面マップ２３３に基づいて、プリント可能な改善画像２４３の作成も行う。
【０２４８】
また、プリント可能な改善画像２３４は、オペレータがコンピュータ画面上にマップを表示し、望ましい調整を行うための制御を使用することによって手動で作られ得ることに留意されたい。
【０２４９】
（改善画像をプリントする）
塗布アルゴリズム２３０は、容器２６４から皮膚のエリア３０２にＲＭＡ２６４を塗布するようインクジェットプリンタ２４２をトリガする塗布デバイス２４６へ、ネットワーク１３０を介してプリント可能な改善画像２３４を送る。インクジェットプリンタ２４２は、皮膚のエリア３０２の異なる部分に望ましい結果を作成するために、異なる量および混合のＲＭＡ２６４を画素レベルで塗布し、塗布を極めて正確なものにする。
【０２５０】
様々な実施形態において、スキャンおよびプリントコンポーネントは、ハンドヘルドシステム、備え付けシステム、またはブースシステム内に設けられ得る。
【０２５１】
（ハンドヘルド動作の例）
ハンドヘルドシステムにおいて、デバイスは、吸い取られる、または皮膚全体にわたって移動されることができるよう、電気剃刀またはパウダーパフのサイズであってよい。デバイスは、皮膚外観の全体的な平滑化を提供するための単一パスモードで、または、各パス上において比較的小さな補正を提供するために皮膚の各エリア上にあるいくつかのパスが使用される複数パスモードで、使用され得る。システムは、動作が完了したことを示すトーン等のフィードバック手段を含み得る。
【０２５２】
（皮膚に触れるハンドヘルドスキャナの例）
図２６は、ハンドヘルドスキャナを示す。この例において、スキャナ筐体は、プリンタヘッド等の塗布デバイスが皮膚に対してほぼ既知の距離および配向で維持されるように、皮膚に触れる。
【０２５３】
（顔面モデリングおよびプリント用のヘルメットガイドの例）
ヘルメットモードは、スキャンおよび塗布デバイスが指定の限定移動経路を有する、備え付けシステムの例である。備え付けシステムは、座標基準点、ガイドストリップ、および可動プローブを含み得る。
【０２５４】
（塗布例−顔のメイクアップ）
例えば、ユーザは、自身の顔の上で塗布デバイス２４６を移動させ、顔の魅力を改善するためのメイクアップの形としてＲＭＡ２６４を塗布させることが可能である。これらのＲＭＡは、美しいホクロ等の望ましい細部は留めながら、皮膚のトーンアップまで行う透明な染料、またはインク、または顔料を含み、頬に赤みを帯びた色を加え、皮膚の不具合および傷を隠して、ヒトの目に対する皮膚の魅力を大幅に改善する。一般に、一実施形態において、ユーザは、目および口を閉じて、それらがＲＭＡ２６４に曝露されるのを防止し得る。別の実施形態において、システムは、目等の敏感なエリアを認識し、それらの敏感なエリアにＲＭＡ２６４を、塗布しないように自身を制限するために、特徴識別を使用し得る。
【０２５５】
（タッチアップ）
２Ｄ表面マップ２３３および当該顔を表すプリント可能な改善画像２３４が格納されると、それらを繰り返し使用して、例えば迅速な日常の化粧品タッチアップ用の塗布デバイス２４６で、顔にＲＭＡ２６４を迅速に塗布し得る。
【０２５６】
プリント可能な改善画像２３４は、顔面のエリアの属性と一致するレジスタ内、または、それらの属性に反するレジスタ内の両方にあってよいことに留意されたい。例えば、皮膚の淡色エリアは、塗布アルゴリズム２３０によって計算された望ましい効果に応じて、比較的淡色のままにされる場合もあるし、黒くされ得る。
【０２５７】
（疑似日焼けによって瘤をカムフラージュする）
本発明は、図１２に示す表面テクスチャの変動４００を持つ、例えば極小の瘤を表す、極めて小さいエリアを識別し得る。本発明は、光源に対する表面角度のおかげでより多くの照射を受けているためにより明るく見える、瘤４００のより明るく見えるエリア４０４にインクまたは染料を塗布し、瘤の下の、陰になったより暗く見える部分４０６を黒くしないでままにし得る。これにより、瘤の次元に関連する明暗のコントラストを削減し、皮膚をより滑らかに見せる。
【０２５８】
（実施形態の詳細な説明−ハンドヘルドマーク塗布器）
図４７Ａは、老斑、小さな傷、および静脈瘤等の皮膚マーク用の、ハンドヘルドデバイスの一実施形態の側面図である。図４７Ｂは、図４７Ａのデバイスの正面図であり、図４７Ｃは、図４７ＢのセクションＡＡ’に沿った水平断面図である。
【０２５９】
マーク塗布器デバイス５５０は、上部ハンドル部および下部皮膚塗布部を設けた筐体５５３を含む。この例において、デバイスは、幅約１と１／２〜２インチ（３８〜５０ｍｍ）、高さ約４〜５インチ（１００〜１２７ｍｍ）である。この例において、筐体の底部５５４にある開口部は、約１／２〜３／４平方インチ（１２．７〜１９．２平方ｍｍ）である。
【０２６０】
少なくとも１つの光源が使用される。この例においては、４つの光源５５１が、正方形管の４つの角に近接して位置付けられる。光源は一般に、白色光ＬＥＤ、または白色光を生じさせるための赤色、緑色、および青色等のＬＥＤの組み合わせであるが、これらの源は、マーク認識のためのさらなるデータを提供するために変動する波長であり得る。いくつかの場合において、単一の光源が使用され得る。別々の波長の光源を使用することの利点は、より強い感度、より良好な色精度、およびより高い解像度を含む。しかし、上述したブースおよび可動ハンドヘルドの実施形態において、これらの利点では、実用上の困難およびフレキセルの各セットのための４つの異なる照明条件を配列するために必要な時間を克服し得ない。ほとんどのカメラは、白色光源から良好なカラー画像を提供し得る。
【０２６１】
しかしながら、本実施形態において、カメラは移動されず、数色の光源のそれぞれから、および、すべての光源がオンになっている場合に生じる白色光から、画像を得ることがより実用的である。したがって、この塗布器のいくつかの例は、異なる波長の光源を含み、それにより、より洗練された特徴認識を支持するために、より良好な白色光および複数の波長におけるさらなる画像データを提供する。
【０２６２】
概して、この実施形態およびその他の実施形態における光源は、可視光、赤外線、および紫外線を含む様々な波長であり得る。赤外線の波長は、特徴認識を支持するために、皮膚のより良好な透過を提供する。
【０２６３】
管の下部は、好ましくは、光源が筐体壁から反射して、露出した皮膚のエリアに均一な照明を提供するように、光るまたはつや消しアルミニウムまたはスチール等の反射面を有する。これらの反射面は、光ファイバに類似している。カメラ５５２は、上述したように露光したエリアの画像をキャプチャする。プリントヘッド５６０は、エリア、特にマークに望ましい補正をプリントするために、開口部全体にわたって移動される。筐体内のその他のコンポーネントは、回路基板５６２および電子部品、少なくとも１つのＲＭＡカートリッジ５６４およびバッテリ５６６を含む。本明細書において、ＲＭＡという用語は一般的意味で使用され、カートリッジは顔料またはその他の剤を含有し得る。
【０２６４】
動作中、ステップ７９００において、デバイスはユーザがカムフラージュしたいと希望するマークを有する皮膚のエリア上に置かれる。デバイスは所定の時間、または、当該ユニットがステータスライトまたは可聴トーン等を用いて完了を合図するまで、適所に保持される。続いてユーザは筐体（図示せず）にあるスイッチを押下し、ユニットが以下の一般的な動作を実行する。
【０２６５】
ステップ７９１０においてユーザが筐体にあるスイッチを押下したことに応えて、ユニットは以下のステップを完了する。
【０２６６】
ステップ７９２０において、カメラは、底部の開口部によって露光された皮膚のエリアのカメラを用いて、周囲光における第一の画像をキャプチャする。ユニットを皮膚に押し付けても、一部の光は皮膚を通って移動し、部分的にエリアを照射する。
【０２６７】
ステップ７９３０において、光源がオンにされる。
【０２６８】
ステップ７９４０において、光源がオンになっている間に、カメラで第二の画像をキャプチャする。
【０２６９】
ステップ７９５０において、ユニットは画像を解析し、それには以下のステップが含まれ得る。ステップ７９５２において第二の画像から第一の画像を減算し；ステップ７９５４においてマークを識別し；ステップ７９５６において当該マークおよび隣接する皮膚について望ましい変性された反射率を決定する。
【０２７０】
ステップ７９６０において、望ましい変性を実現するために、マーク上にプリントするＲＭＡの望ましい量を決定する。この実施形態の小さなマークをカムフラージュするためには、概して不透明で白色のＲＭＡが使用され得る。当該物質は、伝統的なメイクアップベースと同様であり得、一般に当該ベースよりも明るい、またはより白い。一例において、ＲＭＡは純白であるか、または、薄ピンク色等、１つの波長において白色である。ＲＭＡは、周囲の皮膚と調和する方式で、マーク上に少量が使用され得るよう、好ましくは皮膚よりも明るい。
【０２７１】
ステップ７９７０において、１つ以上のプリントヘッドパスにおいて補正をプリントする。１つのプリント方法例は、ステップ７９７２において、第一のパス内で望ましい補正の一部をプリントすること；ステップ７９７４において、第一の部分をプリントした後に皮膚のエリアの画像を撮影すること；ステップ７９７６において、画像を解析すること；ステップ７９７８において、第二のパスにおいてプリントされる量を画像の解析に従って調整すること；および、ステップ７９７９において、第二のパス内の残留補正量の少なくとも一部をプリントすることを含む。必要に応じて、さらなるパスを実行され得る。この例における「パス」は、皮膚エリア上を移動されているプリントヘッドをいう。その他すべてのコンポーネントおよび筐体は、静止したままである。第二のパスは、予測補正を実際の補正と比較し、差異を補償するための機会を提供する。例えば、望ましいものよりも少ない補正がプリントされると、ユニットは第二のパス内の残留する計算量よりも多くプリントすることができ、望ましいものよりも多くの補正がプリントされると、ユニットは第二のパス内の残留する計算量よりも少なくプリントし得る。
【０２７２】
（実施形態の詳細な説明−特殊皮膚領域塗布器）
この実施形態において、唇、または目の周囲等、皮膚の特殊なエリアにプリントするためのユニットが提供される。当該ユニットは、ブース型備え付け備品として設けられてもよいが、好ましくはハンドヘルドデバイスのように携帯型である。当該デバイスは、安定性および位置合わせを提供するために、顎当て等の携帯型支持材を含み得る。
【０２７３】
唇およびその周囲の皮膚エリアの実施形態例において、上述した実施形態のハンドヘルドマーク塗布器と同様のデバイスが使用され得る。ユニットは一般に、マーク塗布器とのいくつかの相違点を有する。この例において、当該ユニットは一般に、塗布器および開口部よりも大きく、当該開口部は、皮膚領域とより厳密に一致する楕円等の形状のものであってよい。皮膚領域は実質的な湾曲を有し得るため、プリントヘッドは一般に、当該ヘッドが当該領域上を移動される際に、皮膚により近くまたは皮膚からより遠く移動されるｚ軸の能力を有する。
【０２７４】
上記の実施形態で説明したような複数の光源は、小エリアにおけるフレキセル配向の「シェーディング」解析を提供するために有効である。唇のような領域は、局所的特徴のみならず、より大きな形状特徴を有するため、立体知覚法でシェーディング解析を補足することが望ましい。例えば、２つのカメラを使用することにより、局所的なシェーディング解析だけでなく、領域の立体知覚解析を展開するための画像の比較が可能になる。したがって、２つのアプローチは相補的である。
【０２７５】
この例においては、デバイスが唇の上に置かれる、またはブースデバイスの場合には、唇がブース内に置かれる。複数の光源を持つ一対のカメラによって、様々な照明条件下で画像が撮影される。一方または両方のカメラからの画像データは、上述したようにフレキセル配向を決定するために使用され得る。両方のカメラからの画像データを使用して、立体解析を展開し得る。
【０２７６】
当該解析は、補正計画を展開するために使用される。当該補正計画は、１つ以上のＲＭＡを−好ましくは複数パスで−塗布するために領域上でプリントヘッドを移動させることによって実行される。この例において、プリントヘッドは、必要に応じて当該ヘッドが唇により近くなる、または唇からより遠くなるよう、ｚ軸制御を有する。
【０２７７】
（代替の実施形態）
（その他のハードウェアおよびソフトウェア）
本発明の異なる実施形態では、幅広い可能なハードウェアおよびソフトウェア技術を用い得ることも当業者には明らかであろう。例えば、Ｗｅｂサービスプロバイダとクライアント企業のコンピュータとの間の通信は、有線、無線、赤外線、またはラジオのものを含む任意の数のリンクを介して、および、未だ存在していないものを含む、引用した以外の通信ネットワークを介して行われ得る。
【０２７８】
また、本明細書において、コンピュータという用語は、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、コンピュータ処理能力を持つ電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、およびサーバを含む最も広い意味で使用され、サーバ間で分割されるストレージおよびソフトウェア機能を持つ複数のサーバを含み得ることが認識されるはずである。クライアントアプリケーションとＷｅｂサービスの間でメッセージを伝送するために、多様なオペレーティングシステム、互換性のある電子メールサービス、Ｗｅｂブラウザ、およびその他の通信システムが使用され得る。
【０２７９】
（実施形態の詳細な説明−医学的モニタリングのために反射率およびトポロジを決定すること）
この実施形態において、美容目的の例のために上で記述された、画像の獲得および解析のためのデバイスおよび技術が提供され、医学的解析のために１つ以上の画像を提供する。これらの技術は、皮膚の形態の精巧な詳細を評価する精巧なシェーディング解析を可能にするために複数の光源を提供することと、皮膚の領域の実体鏡学的解析を可能にする２つ以上のカメラを提供することと、シェーディング解析と実体鏡学的解析との両方を提供することと、皮膚の領域のマップを現像することと、解析を補助するライブラリとマップまたは特徴とを比較することと、異なるときに獲得されたマップを比較して、時間の経過による変化を決定し記録することとを含む。
【０２８０】
限定するものではないが、完全な身体用ブースか、顔面、腕、脚、胴、または背中などの皮膚の領域に対する部分的なブースか、皮膚の上を動かされるハンドヘルドスキャンデバイスか、あるいはあざなどの特殊な皮膚マークの上に固定するように配置される、より小さいハンドヘルドデバイスを含む様々な筐体の中に、これらの技術が提供され得る。
【０２８１】
（実施形態の詳細な説明−薬剤を選択的に適用すること）
この実施形態において、画像の獲得および解析のためのデバイスおよび技術は、少なくとも１つのプリントヘッドまたは他のドロップ制御デバイスをさらに含み、解析に応答して１つ以上の薬剤を塗布する。
【０２８２】
これらの技術は、上に記述されたような全範囲の筐体に提供され得る。
【０２８３】
（実施形態の詳細な説明−医学的モニタリングまたは薬剤を選択的に適用することに美容システムを適応させること）
一実施形態において、皮膚の領域のモニタリングが、上に記述されたような美容デバイスの通常の使用の標準的な針路の中で提供される。
【０２８４】
別の実施形態において、皮膚の領域のモニタリングが、上に記述されたような美容デバイスの通常の使用の標準的な過程に補助的に提供される。
【０２８５】
別の実施形態において、上に記述されたような美容デバイスは、皮膚の領域の上の１つ以上のパスまたは１つ以上の処置セッションに１つ以上の薬剤を送達するように適合されている。１つ以上の追加の塗布ヘッドおよびリザーバが、薬剤のために提供され得る。
【０２８６】
この特許出願は、医学的モニタリングと、健康に有益な薬品または他の化合物の任意的な塗布とのために、上で相互参照された特許出願によって述べられたシステムおよび方法を利用する。
【０２８７】
本発明に従って、美容システムと相互参照された塗布の方法とによって集められたデータが、医学的目的のために再び目的とされる。このプロセスは、医学的問題の早期の検出および処置のために、人体の外側表面の全てまたは一部分の頻繁なモニタリングを提供し得る。例えば、前癌性の病変が早期に処置され得るように、このような前癌性の範囲内の全ての皮膚の病変を追跡するために、本発明を介して日々モニタリングすることが、処置不能な皮膚ガンを過去のものとし得る。別の例として、このような日々のモニタリングは、バイオフィードバック（ｂｉｏｆｅｅｄｂａｃｋ）と同一な方法で、不健康な食品を食べることおよび不適切な皮膚のケアによりティーネージャがニキビを得るような、様々な行動の結果の早期の診断をティーネージャに提供する。
【０２８８】
さらに、相互参照された塗布に関するシステムが、薬剤の塗布のために使用され得る。
【０２８９】
（プロセス）
実施形態において、本発明は、図４８に示されている以下のプロセスを使用する。
・図４８におけるステップ８０００−スキャンデバイスを介してスキャンされたデータを収集すること。
・図４８におけるステップ８１００−ベースラインを定義すること。
・図４８におけるステップ８２００−医学的問題を識別すること。
・図４８におけるステップ８３００−医学的問題に関して報告をすること。
・図４８におけるステップ８４００−医学的問題に関して報告をすること。
【０２９０】
（図４８におけるステップ８０００−スキャンデバイスを介してスキャンされたデータを収集すること）
当業者には公知である任意のスキャンデバイスが使用され得る。実施形態において、スキャンデバイスは、上で相互参照された特許出願によって述べられたコンピュータ制御の美容システムを備え得、該美容システムは、全身システムであり得る。個人が美容システムを使用するときにはいつでも、その個人の体の外側表面の全てまたは一部分に関するスキャンされたデータが収集され、定量化される。美容システムは、１つ以上のスペクトル帯域にデータを入力し、ここで、反射率および表面トポロジのデータが解析され、医学的に関連するパターンと、先に識別された特性に対する変更とを識別し得る。
【０２９１】
多数の人々が、毎日または一日に複数回も化粧品を使用することに非常に動機付けられている。化粧品の使用は健康診断の使用よりもずっと頻繁であり、個人に関するさらにより多くのデータが、従来の方法を介して一般的に可能であるよりも頻繁にかつ一貫して収集され得る。
【０２９２】
図５０は、様々なデータ収集方法によって、一年間、個人の医学的モニタリングのために収集されたサンプルの数を示す棒グラフである。
【０２９３】
方法Ａは、一般開業医によって行われた年一回の検診を表す。
【０２９４】
方法Ｂは、医学の専門家によって６ヶ月毎に行われた検診を示す。
【０２９５】
方法Ｃは、専門家によって３ヶ月毎に行われた検診を示す。
【０２９６】
方法Ｄは、メイクアップの週一回の塗布の間に収集されたデータを表す。
【０２９７】
方法Ｅは、メイクアップが週二回塗布されたときに収集されたデータを示す。
【０２９８】
方法Ｆは、メイクアップが毎日塗布されたときに収集され得る非常により多くの量のデータを示す。
【０２９９】
図５０が示すように、本発明を介して毎日メイクアップをする女性は、非常により多くの統計学的に有意義なサンプルとして、女性が年一回の健康診断を介して収集するよりも３６５倍以上の医学的情報を収集する。女性がまた、３６５倍もより頻繁に医学的データを収集し、このことが医学的問題の非常に早期の検出を非常に補助する。
【０３００】
より頻繁なモニタリングは多くの医学的な利点を有し得る。より頻繁なモニタリングは、医学的問題のより早期の検出をもたらす。より頻繁なモニタリングは、頻繁ではないモニタリングが行い得るよりも良好な、人類の様々な体の状況に関するベースラインを作成するために使用され得、各個人の寿命全体にわたる体の状況の履歴を作成する。体の状況に関する多くの変化は正常なものである。例えば、運動の後に筋肉が膨らみ、蚊が刺すと個人の皮膚に腫れをもたらす。しかし、何度も同じ場所に再発し続ける腫れは、より医学的に懸念となり得る。
【０３０１】
（図４８におけるステップ８１００−ベースラインを定義すること）
上で引用された相互参照された塗布のシステムおよび方法は、人体の全てまたは一部分のスキャンされた外側表面の３Ｄモデルを作成する。本発明は、特徴認識ソフトウェアを使用して、３Ｄモデルで表されたスキャンされたデータを解析し、反射率データおよび表面トポロジデータで示されたような、個人の身体特性の医学的なベースラインを確立する。
【０３０２】
例えば、反射率データは、皮膚および他の特徴のエリアの医学的に関連する色を示し得る。皮膚の明るいエリアは、比較的に健康なエリアを表し得る。より暗いエリアは、あざと雀斑とを表し得る。非常に明るいエリアは傷跡を示し得る。頬の赤みは健康な色を表し得る。
【０３０３】
表面トポロジのデータは、エリアの相対的な深さを示し得る。例えば、皮膚の滑らかなエリアが、腫れおよび傷跡などの突出と共に識別され得る。気孔およびしわなどのくぼみがまた識別され得る。
【０３０４】
結果として、スキャンされたエリアのベースラインが作成され得、医学的に関連する状況を示す３Ｄマップで表され得る。
【０３０５】
（図４８におけるステップ８２００−医学的問題を識別すること）
特徴認識ソフトウェアが、図２に示されているように、いくつかの方法で医学的問題を識別し得る。
【０３０６】
（図４９におけるステップ８２１０−ベースラインの３Ｄ画像を解析すること）
特徴認識ソフトウェアは、反射率および表面トポロジの特性パターンによって、ベースラインの３Ｄ画像における既存の医学的問題、例えば、ニキビ、挫傷、腫瘍、およびメラノーマを潜在的に識別し得る。医学的問題が識別されたときに、以下で示されるように、本発明は医学的問題に関して報告し、その結果、問題が処置され得る。例えば、皮膚のエリアが時間の経過と共にくぼみを作るということを示す変化は、悪性細胞の結果としての構造的悪化を示し得る。そのような変化が識別される場合には、そのような変化は報告される。皮膚の広い範囲における隆起またはくぼみは、癌、萎縮、水腫、および他のさらに深くに位置する病状を示し得る。
【０３０７】
（図４９におけるステップ８２２０−ベースラインに対する変化を識別すること）
個人に関する追加のスキャンされたデータが、美容システムを介して収集されるたびに、本発明は特徴認識ソフトウェアをさらに使用し、医学的ベースラインに対する変化を追跡し、身体特性における変化を表す。これは、医学的に関連する状況に関する頻繁な位相のデータと、どの変化が特定の個人に対して周期的であるかに関するデータとを提供する。
【０３０８】
例えば、反射率のデータは、皮膚および他の特徴のエリアの色における医学的に関連する変化を示し得る。突然現れる青色のエリアは打撲を示し得る。突然の赤色のエリアは、ニキビまたは日焼けを示し得る。あざの色およびパターンにおける変化は、癌を示し得る。このような変化が以前に個人に生じたかを決定することが医学的に関連し得る。
【０３０９】
表面トポロジのデータに関して、例えば、以前は滑らかだった皮膚のエリアにおける腫れは、腫瘍を示し得、腫れは挫傷および傷跡を示し得、皮膚内のくぼみは、内部の病気を示し得る。
【０３１０】
（図４９におけるステップ８２３０−医学的問題を識別するために変化を解析すること）
識別された変化が、反射率と表面トポロジとのパターンで表されるような医学的問題の特性を示す、ソフトウェアライブラリ内のデータと比較して、例えばベイズの（Ｂａｙｅｓｉｅｎ）確率方程式によってさらに解析される。
【０３１１】
（不健康な特性の例）
以下のリストは、本発明が識別する、人体の外側表面における不健康な特徴のいくつかの例を提示する。
【０３１２】
（ニキビ）
反射率データの解析：色素の変化が一般的にウイルスによってもたらされるニキビの赤い発疹を識別し得る。にきびが、存在し得る。白い膿は出され得る。
【０３１３】
表面トポロジデータの解析：形態における変化は、ニキビの傷の腫れを識別し得る。
【０３１４】
（乳癌）
反射率データの解析：表面変化が癌の脈管形成特性における急速な変化を識別し得る。皮膚を通して見えるより厚い静脈または変化する脈管のパターンは疑わしい。なぜならば、早期の段階において、癌性細胞は血液を引き入れて、自身を養うからである。胸の突然の赤み、特に、赤みがまだらにされたときには、日光への露出を示す体の別の場所における測定によって決定されるような病気の状況をさらに示し得る。
【０３１５】
表面トポロジデータの解析：より厚い静脈は皮膚の表面に腫れたエリアを作り出し得る。後に、癌は周りの組織を破壊し得、その結果、病気に冒されたエリアは収縮し、沈下するようである。概して、胸のしこりまたは胸の形状の肥厚化および変化は癌を示し得る。
【０３１６】
（黄疸）
反射率データの解析：黄色への色の急速な変化は、肝臓の機能障害を示し得る。
【０３１７】
（メラノーマ）
反射率データの解析：周知のＡＢＣＤパターンがメラノーマのインジケータである：
非対称−皮膚上の発疹の２つの半分は互いに同じではない。
【０３１８】
縁−発疹の縁は、不規則、スカラップ、または不充分に定義されている。
【０３１９】
色−発疹の色は、１つのエリアから別のエリアで変化する。色調は、黄褐色、茶色、黒色、そして時には白色、赤色、または青色である。
【０３２０】
直径−発疹の直径は、６ｍｍを上回る。
【０３２１】
表面トポロジデータの解析：凹凸度、不規則な成長の変化。
【０３２２】
（静脈瘤）
反射率データの解析：青色への反射率の変化は、静脈瘤を特徴付け得る。
【０３２３】
表面トポロジデータの解析：腫れと拡大とがまた、静脈瘤を特徴付け得る。
【０３２４】
（図４８におけるステップ８３００−医学的問題に関して報告すること）
医学的に関連するパターンの初期の３Ｄマップの作成の間、またはその後のベースラインの３Ｄマップに対する変化に関する比較の間のいずれかの間において、本発明は医学的問題を潜在的に示すパターンを識別する。医学的問題を識別したあとに、本発明は医学的問題に関して報告する。報告の方法は、様々な実施形態においては、公知のおよびまだ公知ではない様々な形態を取り得る。例えば、様々な実施形態において、報告の手段は、プリンタ、コンピュータディスプレー、または電子メールであり得る。
【０３２５】
図５１は、本発明が、ネットワーク７３０を介してポータブルスキャナおよびインクジェットプリンタ８４２に緩やかに接続されたコンピュータ環境７００を備えており、該ポータブルスキャナおよびインクジェットプリンタ８４２は、皮膚９０２のエリアをスキャンするために上で述べられた関連出願の素子を表す。コンピュータ環境７００はプリンタ７１０とディスプレー７２０とに直接的に接続されており、ネットワーク７３０を介して、医療機関９１０にも接続されている。
【０３２６】
コンピュータ環境７００は、ポータブルスキャナおよびインクジェットプリンタ８４２と医療機関９１０とに、ネットワーク７３０とリンク７４２、７４４および７４６とを介して通信し得る。
【０３２７】
ネットワーク７３０は、インターネット、個人ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、ワイヤレスネットワーク、ＴＣＰ／ＩＰ（転送制御プロトコル／インターネットプロトコル）ネットワーク、または他の通信システムを含み得、ゲートウェイ、ルータ、およびスイッチなどの複数の素子を含み得る。リンク７４２、７４４および７４６はネットワーク７３０に対して使用される技術と互換性がある。
【０３２８】
医学的問題を識別した後で、本発明は、コンピュータ環境７００上でソフトウェア７４０を利用し、ユーザによって指定された、ソフトウェア７３０内のパラメータに従って、それらの問題に関して報告する。例えば、医学的問題が、検討のために、ディスプレー７２０に表示されるか、プリンタ７１０に印刷されるか、または電子メールによって医療機関９１０に送信されるということを、ユーザは指定し得る。
【０３２９】
（図４８におけるステップ８４００−適切なときに、任意的に薬物を塗布すること）
（薬物の塗布）
実施形態において、本発明は、適切なときに、識別された医学的問題に適切な化合物を塗布し得る。これは患者に表立った動作をすることを要求することがなくても行われ得る。例えば、実施形態は、頻繁に日焼けされる皮膚のエリアに日焼け止めを自動的に塗布し得る。他の実施形態は、ニキビの発達の早期の段階においてニキビにニキビ薬を自動的に塗布し、かき傷に殺菌剤軟膏を自動的に塗布し得る。さらに別の実施形態は、生きた皮膚細胞または他の置換材料を患者の皮膚のやけどしたエリアに非常に正確に塗布し得る。
【０３３０】
ニキビなどの一部の状況において、薬は、非常に正確に画素レベルで、病気または医学的問題で冒されたエリアだけに塗布され得る。これは、標準的な局所的散布塗布を介して一般的に可能であるよりも強力かつ効果的な使用される薬の投薬量を可能にし、かつ、早期の検出により、医学的状況の早期の段階における塗布を可能にし得る。標準的なニキビ薬は、皮膚の広いエリアにわたって濃縮された投薬量で使用される場合には、有害であり得る。しかし、本発明を用いると、ニキビ薬は、毎日のメイクアップセッションの間など頻繁に塗布される非常に少ないが濃縮された投薬量で、ニキビの箇所の孔に明確に塗布され得る。別の例を引用すると、本発明は、医学的化合物を蚊が刺した孔に正確に塗布し、かゆみを和らげ、腫れおよび赤みを減少させる。
【０３３１】
この薬剤の正確な塗布能力は薬剤の様々な塗布を可能にする。例えば、日焼け止めが選択的に塗布され得、その結果、より多くの光を受ける上に向いた表面、すなわち、多くの場合に日光にさらされ、その結果、より早く老けるエリア、例えば、手の甲が、より強力に保護され得る。美容的に使用されるときには、日焼けされ得る皮膚のエリアは、サンスクリーンの塗布によって、フレキセルレベルにおいて補正され得る。例えば、より多くのサンスクリーンを、着色されたエリア、例えば、損傷を受けた皮膚に塗布することが、あまりサンスクリーンを受け取っていない周りのエリアに対してそのエリアを明るくさせる。日光によって焼かれた領域は、透明な化粧品の塗布と同様であり、かつ、透明な化粧品の塗布を補足する審美的目的のために避けられ得る。
【０３３２】
さらに、医学的化合物は、それら自体が美容目的で使用され得る。例えば、白色の日焼け止め軟膏が使用され、皮膚の上の魅力のない暗いしみを明るくし、その結果、より魅力的にし得る。
【０３３３】
（システム）
薬剤および医学的に利益のある化合物を塗布するために、本発明は、実施形態において、上で述べられた関連出願によって提供されるシステムを使用し得る。しかしながら、本発明の医学的な用途のために、そのシステムに対して改変が行われ得る。
【０３３４】
図５２に示されたように、例えば、医学的化合物に対する第２のリザーバ８７０とインクジェットプリンタヘッド９２２とが、関連出願のリザーバ８６２とプリンタヘッド９２０とに追加され得る。さらに、第２のリザーバ８７０は、例えば、日焼け止め８７２およびニキビ薬８７４などの複数の化合物を格納し得る。
【０３３５】
異なるリザーバ、すなわち、ＲＭＡ８６４に対するリザーバ８６２、ならびに医学的化合物８７２および８７４に対するリザーバ８７０の使用は、医学的化合物またはインクの偶発的な塗布または混合を防止することを助け得る。第２のプリンタヘッド９２２の使用は同じ目的を達成し、かつ、医学的化合物の塗布に適した構成を用いた第２のプリンタヘッドの使用をさらに可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０３３６】
【図１】図１は、ＲＭＡを皮膚に塗布するために本発明の実施形態が用いられ得る動作環境を示すブロック図である。
【図２】図２は、ネットワークを介した通信によってＲＭＡを皮膚に塗布するために本発明の実施形態が用いられ得る動作環境を示すブロック図である。
【図３】図３は、ネットワークを介した通信および携帯型塗布デバイスによってＲＭＡを皮膚に塗布するために本発明の実施形態が使用され得る動作環境を示すブロック図である。
【図４】図４は、マゼンタ、イエロー、およびシアンのＲＭＡの使用を示すブロック図である。
【図５】図５は、インクを皮膚に塗布するための内蔵型携帯型塗布デバイスによって本発明の実施形態が用いられ得る動作環境を示すブロック図である。
【図６】図６は、塗布システムを用いるためのプロセスを示すフローチャートである。
【図７】図７は、塗布システムを組み立てるためのプロセスを示すフローチャートである。
【図８】図８は、皮膚にプリントするための実施形態における塗布アルゴリズム内のプログラミング用のプロセスを示すフローチャートである。
【図９】図９は、プリント可能な改善画像を作成するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、コンピュータモデルにおいて３Ｄオブジェクトをどのように２Ｄ表面にマッピングするかを示す図である。
【図１１】図１１は、魅力の原理を定義するプロセスを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、表面テクスチャの変動を持つエリアへの上からの照明を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、３Ｄヒト顔面上の特性または特徴を示す図である。
【図１４】図１４は、ヒト顔面の２Ｄマップ上の特徴を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、ヒト顔面の２Ｄマップ上の特性または特徴を示す斜視図である。
【図１６】図１６Ａ〜Ｅは、反射率、照度、および図１４にあるヒト顔面の２ＤマップのラインＡ−Ａ’に沿ったプリント可能な改善画像のグラフである。
【図１７】図１７は、プリント可能な改善画像に従ってＲＭＡをプリントすることによって改善された３Ｄヒト顔面の図である。
【図１８】図１８は、３Ｄヒト脚の特性を、２Ｄマップ上のスペクトルベースごとの対応する反射率およびプリント可能な改善画像と共に示す図である。
【図１９】図１９は、プリント可能な改善画像に従ってＲＭＡをプリントすることによって改善された３Ｄヒト脚の図である。
【図２０】図２０Ａ〜Ｂは、３Ｄヒト胸部の特性を、２Ｄマップ上のスペクトルベースごとの対応する反射率と共に示す図である。
【図２１】図２１は、スキャンおよび塗布の複数パスを実行するステップを示す図である。
【図２２】図２２Ａ〜Ｃは、加齢による雀斑の外観を改善するために塗布されたＲＭＡの効果を示す図である。
【図２３】図２３は、視覚的利益対解像度の汎用グラフである。
【図２４】図２４は、本発明により用いられる全体的なステップを示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、ＲＧＢ帯域内の魅力的でない特徴のパターンの汎用グラフである。
【図２６】図２６は、センサ上のスペーサカップを示すブロック図である。
【図２７】図２７は、ネットワーク上での通信およびブースを備える塗布デバイスによってＲＭＡを皮膚に塗布するために本発明の実施形態が用いられ得る動作環境を示すブロック図である。
【図２８】図２８は、強弱の中間周波数の汎用グラフである。
【図２９】図２９は、ネットワークを介した通信および吸取紙塗布デバイスによってＲＭＡを皮膚に塗布するために本発明の実施形態が用いられ得る動作環境を示すブロック図である。
【図３０】図３０は、ネットワークを介した通信および曲面を持つ携帯型塗布デバイスによってＲＭＡを皮膚に塗布するために本発明の実施形態が用いられ得る動作環境を示すブロック図である。
【図３１】図３１は、皮膚の画素レベルマッピングを調整するためのフローチャートである。
【図３２】図３２は、ＲＭＡの画素レベル塗布を調整するためのフローチャートである。
【図３３】図３３は、改善技術を用いるためのプロセスを示すフローチャートである。
【図３４】図３４は、スキャンしたエリアの目標深度を決定するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図３５】図３５は、スキャンしたエリアの目標照射を決定するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図３６】図３６は、ブースを備える塗布デバイスを示すブロック図である。
【図３７】図３７は、単純な皮膚平滑化例を表す概略図である。
【図３８】図３８は、複数パス平滑化例を表す概略図である。
【図３９】図３９は、顔面マップの例を表す概略図である。
【図４０】図４０Ａ〜Ｂは、反射率および皮膚の配向データを取得するための、ＬＥＤおよびセンサのサンプルレイアウトである。
【図４１】図４１は、特徴認識を表す概略図である。
【図４２】図４２は、特徴認識を表す例の概略図である。
【図４３】図４３は、ＲＭＡを塗布するための芸術的戦略を表す概略図である。
【図４４】図４４は、吸取紙塗布デバイス用の回転プリンタの例である。
【図４５】図４５は、奥行き感を示すテキスト画像の例である。
【図４６】図４６は、補正プロセスを示すフローチャートである。
【図４７Ａ】図４７Ａは、皮膚マーク用ハンドヘルドデバイスの一実施形態の側面図である。
【図４７Ｂ】図４７Ｂは、図４７Ａのデバイスの正面図である。
【図４７Ｃ】図４７Ｃは、図４７ＢのセクションＡＡ’に沿った水平断面図である。
【図４８】図４８は、医学的モニタリングと任意的な処置とのプロセスを例示する流れ図である。
【図４９】図４９は、医学的問題を識別するプロセスを例示する流れ図である。
【図５０】図５０は、様々なデータ収集方法によって、一年間で個人の医学的モニタリングのために収集されたサンプルの数を示す棒グラフである。
【図５１】図５１は、報告素子を用いて、本発明の動作環境を例示する構成図である。
【図５２】図５２は、医学的化合物を有する第２のリザーバと、美容システムの医学的用途のための第２のインクジェットプリンタヘッドとの使用を示す構成図である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒトの皮膚の領域をモニタリングする方法であって、該方法は、
該皮膚の領域を複数のフレキセルに割り当てることと、
該複数のフレキセルのそれぞれの反射特性を測定することと、
該複数のフレキセルのそれぞれの該反射特性から該皮膚の形態を決定することと、
該反射特性と該形態とに従って該皮膚を解析することと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記皮膚の領域を前記複数のフレキセルに割り当てるステップと、
該複数のフレキセルのそれぞれの前記反射特性を測定するステップと、
該複数のフレキセルのそれぞれの該反射特性から該皮膚の形態を決定するステップと
を行うために、美容改善システムを使用すること
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
医学的問題を処置するために、予防用または治療用の医学的化合物を特定のフレキセルに塗布すること
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記反射特性と前記形態とに従って前記皮膚を解析することは、
スキャンされたデータから医学的に関連する属性のベースラインを定義することと、
予防用または治療用の医学的手当てまたは処置を保証する属性を識別することと
によって特徴認識ソフトウェアを使用することと、
予防用または治療用の医学的手当てまたは処置を保証する属性に関して報告することと
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
予防用または治療用の医学的手当てまたは処置を保証する属性を識別するために、特徴認識ソフトウェアを使用することは、
前記ベースラインを解析することと、
次のスキャンされたデータに現れる、該ベースラインに対する変化を識別することと、
医学的問題を識別するために該変化を解析することと
を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数のフレキセルのそれぞれの反射特性を測定することは、
オンまたはオフに制御され得る複数の光源を提供することと、
複数の照明条件を作成することであって、各照明条件は、
該光源のそれぞれに対して、オン状態またはオフ状態を選択することと、
該複数の照明条件を繰り返す間に、画像データを獲得するために該皮膚の領域をスキャンすることと、
該画像データから該複数のフレキセルの前記反射率を決定することと
を包含する、ことと
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
スキャンされるフレキセルの位置を決定すること
をさらに包含する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記画像データから、基準面に対する前記フレキセルの傾斜を決定すること
をさらに包含する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記フレキセルの傾斜と該フレキセルに近接した他のフレキセルの傾斜とから、局所的な皮膚の形態を決定すること
をさらに包含する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記反射特性と前記形態とに従って前記皮膚を解析することは、
該皮膚の領域の第１のマップを構築し、その結果、該マップが、第１回における、前記複数のフレキセルのそれぞれの位置および反射率を含むこと
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記皮膚の領域の第２のマップを構築し、その結果、該マップが、第２回における、前記複数のフレキセルのそれぞれの位置および反射率を含むことと、
前記第１のマップと該第２のマップとを比較することと
をさらに包含する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ヒトの皮膚の領域をモニタリングする装置であって、該装置は、
筐体と、
少なくとも１つの光源であって、該光源は、オンおよびオフにされ得る、光源と、
少なくとも１つの受像素子と、
計算デバイスであって、該計算デバイスは、特定のフレキセルの反射率と傾斜とを決定するために、該受像素子からのデータを解析し得る、計算デバイスと
を備えている、装置。
【請求項１３】
第１の予防用または治療用の医学的化合物のリザーバと、
第１の予防用または治療用の医学的化合物の塗布デバイスと
をさらに備えている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の予防用または治療用の医学的化合物の塗布デバイスは、
ドロップ制御デバイス
をさらに備えている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の予防用または治療用の医学的化合物の塗布デバイスは、
少なくとも１つのインクジェットプリンタヘッド
をさらに備えている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記光源は、複数の発光ダイオードであり、このような第１の発光ダイオードは、第１の波長の発光を有しており、第２の発光ダイオードは、第２の波長の発光を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
第２の反射変性剤リザーバを備えている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記筐体はブースである、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記筐体は、ハンドヘルドデバイスであり、その結果、該デバイスは、皮膚の領域の上を手動で移動され得る、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記筐体は、ハンドヘルドデバイスであり、その結果、該デバイスは、皮膚マークの上に手動で配置され得る、請求項１２に記載の装置。

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

【図２２】

【図２３】

【図２４】

【図２５】

【図２６】

【図２７】

【図２８】

【図２９】

【図３０】

【図３１】

【図３２】

【図３３】

【図３４】

【図３５】

【図３６】

【図３７】

【図３８】

【図３９】

【図４０】

【図４１】

【図４２】

【図４３】

【図４４】

【図４５】

【図４６】

【図４７Ａ】

【図４７Ｂ】

【図４７Ｃ】

【図４８】

【図４９】

【図５０】

【図５１】

【図５２】

【公表番号】特表２００９−５０４２７２（Ｐ２００９−５０４２７２Ａ）
【公表日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２６２４１（Ｐ２００８−５２６２４１）
【出願日】平成１８年８月１４日（２００６．８．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０３１４４１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０２１９７２
【国際公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【出願人】（５０８０４１０６８）
【Ｆターム（参考）】