皮肤类型和条件的光学评估制造技术

实施例的各方面涉及紧凑和非接触系统、方法和装置，用于在样本上/内对样本进行光学检测。至少两种不同波长或不同波长带的光与目标化学品相互作用，并且至少一些与目标化学品相互作用的光入射在至少两个光电探测器上。每个光电探测器被配置为检测与目标化学品相互作用的不同波长或不同波长带的光。处理逻辑被配置为计算指示由一个光电探测器检测到的光强度的参数与指示由另一个光电探测器检测到的光强度的参数之间的比率，并基于计算比率确定目标化学品的存在和/或量。

Optical assessment of skin type and condition

Aspects of embodiments involve compact and non-contact systems, methods and devices for optical detection of samples on/within samples. At least two different wavelengths or bands of light interact with the target chemical, and at least some of the light interacting with the target chemical is incident on at least two photodetectors. Each photodetector is configured to detect different wavelengths or bands of light interacting with the target chemical. The processing logic is configured to calculate the ratio between the parameters indicating the light intensity detected by one photodetector and the parameters indicating the light intensity detected by another photodetector, and to determine the presence and/or amount of the target chemical based on the calculated ratio.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】皮肤类型和条件的光学评估相关申请的引用本申请是2016年3月14日提交的美国临时专利申请No.62/308,005和2016年8月17日提交的美国临时专利申请No.62/375,935的、以及1978年3月13日提交的美国非临时专利申请序列号15/457,258的非临时申请，它们都通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及光学测量领域，尤其涉及用于基于光吸收评估皮肤类型和/或状况的系统和方法。
技术介绍
在各种应用中评估生物皮肤的类型和状况是重要的。此外，一些应用需要确定被检查的特定对象是否是皮肤。皮肤是一个复杂的器官，由许多不同的组织类型和有色颜料组成，当用不同颜色的光照射时，它们显示出特征性的反应。可以利用各种组织类型和颜色颜料对不同颜色的照射的这些特征响应来评估皮肤的性质和状况。例如，黑素体吸收可以形成用于进行皮肤类型和状况的光学评估的基础，其中光谱测量可以用于确定黑素体浓度。皮肤合成黑素体。黑素体是细胞内的特殊亚单位，存在于动物细胞中，为黑色素的合成，储存和运输提供了位置，黑色素是动物界中最常见的光吸收色素。黑素体在电磁波谱的某些部分具有强吸收峰。因此，测量例如，吸收光谱，即吸收对波长的变化，可用于确定样品上或样品中的黑素体的量，提供皮肤类型和状况的指示。在传统的光谱测量中，使用化学计量学模型将样品的黑素体含量与测量的光谱相关联，所述化学计量学模型涉及使用主成分分析，第一或第二衍生光谱等。这些测量中使用的光谱仪设备被证明并且工作良好。但是，这种设备体积大且价格昂贵。血液提供了另一个皮肤重要组成部分的例子，它赋予皮肤颜色。基于血红蛋白的氧合状态，血液吸收光谱的变化是脉搏血氧测定的基础。用于脉搏血氧仪的光谱设备也可以改进。如前所述，期望改善皮肤类型和/或状况的光学测量。附图说明为了更完整地理解本公开及其特征和优点，结合附图参考以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中：图1说明了指示黑素体吸收的光谱；图2A示出了根据本公开的一些实施方案的指示黑素体吸收的光谱和三种实施例性的理想化光学尼特。图2B示出了根据本公开的其他实施例的指示黑素体吸收的光谱和三个实施例性理想化光学滤波器。图3示出了根据本公开的一些实施例的用于光学检测目标化学品的存在和/或量的装置；图4A示出了根据本公开的一些实施例的样本的相对位置和在用于反射测量的样本中/上的用于光学检测目标化学品的存在和/或量的装置的部分。图4B示出了根据本公开的一些实施例的样本的相对位置和在用于传输测量的样本中/上的用于光学检测目标化学品的存在和/或量的装置的部分。图5示出了根据本公开的一些实施例的从包含不同量的水的样本反射的光的光谱的实施例；图6A示出了不同LED的实施例性LED光谱的变化；图6B示出了当使用不同LED时含有不同量水的样品的测量比率；图6C示出了根据本公开的一些实施例的类似于图6B中所示的比率但使用归一化强度计算的比率。图7示出了根据本公开的一些实施例的为图5的实施例提供的带通滤波器的频谱的实施例；图8A-8C示出了根据本公开的一些实施例的如何使用权重参数使测量更加稳健以使背景中的平滑变化更加稳健；图9示出了根据本公开的一些实施例的光学检测方法的流程图；图10示出了在反射测量期间由光源入射到光电探测器上产生的光的镜面反射。图11示出了根据本公开的一些实施例的样本的相对位置和在用于反射测量的样本中/上的用于光学检测目标化学品的存在和/或量的装置的部分，该反射测量被配置为减少或防止由光源入射在光电探测器上产生的光的镜面反射。图12示出了根据本公开的实施例的用于光学检测目标化学品的非接触式装置的实施例实施例。具体实施方式与可用于实现可比较结果的复杂光谱仪设备相比，本公开的实施例提供了紧凑、基本上不太复杂且相对便宜的光学测量组件。本文所述的光学测量组件可用于需要确定样品中存在和可能的黑素体量的任何系统中。本文描述的组件对于化妆品和医学应用可能是特别有吸引力的，但不限于此。在一些方面，公开了用于光学检测样品中黑素体的存在和/或量的技术。样品可以是皮肤样品或皮肤区域。可以从单个光源发射至少两个不同波长或两个不同波长带的光，该光源足够宽以覆盖两个波长。光可以被引导并且与怀疑含有黑素体的样品区域相互作用(术语相互作用可以包括例如从可能包含黑素体的样品反射、通过样本传播、被样品部分吸收等)。与怀疑含有黑素体的样品区域相互作用的至少一些光入射在至少两个光电探测器上(即，在每个光电探测器的一个或多个光敏元件上)。每个光电探测器被配置成检测与怀疑含有黑素体的样本区域相互作用的不同波长或不同波长带的光。处理逻辑被配置为计算指示由一个光电探测器检测到的光强度的参数与指示由另一个光电探测器检测到的光强度的参数之间的比率。处理逻辑可以基于计算的比率确定黑素体的存在和/或量。以这种方式，可以提供一种简单、紧凑和非接触的光学测量组件，用于使用差分光谱测量来评估皮肤类型和状况。本文描述的技术参考黑素体进行描述，黑素体是感兴趣的实施例性目标化学品，其是皮肤类型和状况的特征。然而，本文描述的技术决不限于检测黑素体的存在和/或量，并且可以扩展到可能是皮肤类型和状况特征的其他目标化学品的测量，例如，脂肪、蛋白质等。此外，本文中参考测量黑素体内容物描述了技术，例如，黑素体浓度，其中测量含量可以仅包括检测黑素体的存在或不存在，或者可以包括评估/评估存在的黑素体的量。更进一步地，存在于样品中或样品上的黑素体的描述应理解为本文所述的技术可适用于仅测量皮肤样本表面(即“在样本上”)或在皮肤样本的最外层的黑素体含量以及测量皮肤样品中(即“在样本中”)黑素体的含量。本领域普通技术人员将立即认识到可能需要对本文所述技术进行的适用和修改的考虑因素取决于是否在皮肤样品或皮肤样品中测量黑素体含量，因此所有这些考虑和修改都在本公开的范围内。如本领域技术人员将理解的，本公开的各方面可以以各种方式实现-例如，作为方法、系统、计算机程序产品或计算机可读存储介质。因此，本公开的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面(这些方面在本文中通常可以被称为“电路”、“模块”或“系统”)的实施例的形式。本公开中描述的功能可以实现为由一个或多个处理单元执行的算法，例如，一个或多个计算机的一个或多个微处理器。在各种实施例中，本文描述的每个实施例的步骤的不同步骤和部分可以由不同的处理单元执行。此外，本公开的各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质(具有在其上体现(例如，存储)的计算机可读程序代码)中的计算机程序产品的形式，优选地是非暂时的。在各种实施例中，这样的计算机程序可以例如下载(更新)到现有设备和系统(例如，现有光学测量模块和/或它们的控制器)，或者在制造这些设备和系统时存储。根据以下描述和所选实施例，本公开的其他特征和优点是显而易见的。光学光谱仪的基础知识光谱仪是分析作为波长、频率、能量、动量或质量的函数的接收信号的强度和其他特性以便表征物质的装置(在下文中称为“目标化学品”)。光谱仪是光谱仪，其分析在其光学输入处接收的电磁辐射的光谱，即频率或波长的分布。光谱仪通常用于检测和量化辐射在光谱仪检测之前通过的某个区域、物质或材料中各种原子和分子的存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学检测目标化学品的存在和/或量的装置，该装置包括：第一光电探测器，被配置为检测与所述目标化学品相互作用的第一波长的光；第二光电探测器，被配置为检测与所述目标化学品相互作用的第二波长的光；和处理逻辑，被配置为：计算指示至少所述第一光电探测器(Intl)检测的光强度的第一参数与指示至少第二光电探测器(Int2)检测的光强度的第二参数之间的比率(R)，和基于计算的比率确定所述目标化学品的存在和/或量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.14 US 62/308,005;2016.08.17 US 62/375,9351.一种光学检测目标化学品的存在和/或量的装置，该装置包括：第一光电探测器，被配置为检测与所述目标化学品相互作用的第一波长的光；第二光电探测器，被配置为检测与所述目标化学品相互作用的第二波长的光；和处理逻辑，被配置为：计算指示至少所述第一光电探测器(Intl)检测的光强度的第一参数与指示至少第二光电探测器(Int2)检测的光强度的第二参数之间的比率(R)，和基于计算的比率确定所述目标化学品的存在和/或量。2.根据权利要求1所述的装置，其中：所述第一光电探测器被配置为检测与所述目标化学品相互作用的第一波长带的光，所述第一波长带包括第一波长，并且所述第二光电探测器被配置为检测与所述目标化学品相互作用的第二波长带的光，所述第二波长带包括第二波长。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一波长带和所述第二波长带至少部分重叠。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一波长带包括在所述第二波长带内并计算如下：R＝(αIntl-β(Int2-Intl)/Int2,其中α和β是预定的参数。5.权利要求2所述的装置，其中所述比率计算为以下之一：R＝(Int2-Intl)/(Int2+Intl'),R＝Int2/Intl',R＝(Int2+Intl)/(Int2-Intl'),或R＝Intl/Int2'。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第一光电探测器设置在距离所述第二光电探测器小于5毫米的距离处。7.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述第一光电探测器和所述第二光电探测器中的每一个包括多个光电检测区域，并且所述第一光电探测器的光电检测区域与所述第二光电探测器的光电检测区域交错。8.根据权利要求6或7所述的装置，其中所述第一光电探测器和所述第二光电探测器设置在同一个芯片上。9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第一光电探测器被配置为通过检测入射在所述第一光电探测器的一个或多个光电检测区域上的光来检测第一波长的光，该第一光电探测器已通过第一光学滤波器，并且所述第二光电探测器被配置为通过检测入射在所述第二光电探测器的一个或多个光电检测区域上的光来检测第二波长的光，该第二光电探测器已通过第二光学滤波器。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一光学滤波器和/或所述第二光学滤波器作为涂层设置在相应的光电探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·德立瓦拉，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US