專利名稱：用于檢查頭發(fā)樣品的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及頭發(fā)分析，更具體而言但非排他性地涉及照亮頭發(fā)以 供其分析的方法與設(shè)備。
背景技術(shù)：
期顏色。在市場(chǎng)上存在不同類(lèi)型的染發(fā)劑。 一個(gè)示例是臨時(shí)型染發(fā)劑， 例如有色香波、有色調(diào)理劑以及有色處理調(diào)理劑，它可易于應(yīng)用并保 持短時(shí)間。另一種染發(fā)劑是準(zhǔn)永久型染色劑，例如提供可通過(guò)將酸性 染色劑滲透到頭發(fā)內(nèi)部而持續(xù)保持的效果。常用的染發(fā)劑是永久型染 色劑，該染色劑通過(guò)染色劑在頭發(fā)內(nèi)部的氧化聚合而獲得基本永久的 染色效果。根據(jù)所需使用可選擇特定類(lèi)型的染發(fā)劑。
這些類(lèi)型染色劑的每種染色劑均備有各種顏色。通常，通過(guò)顏色 號(hào)或者利用作為樣品的一綹已染頭發(fā)在容納染色劑的盒子上指示染 色劑顏色。
但是，染色劑的顏色與未染色頭發(fā)相互作用。因此，即使在使用 同 一有色染色劑的時(shí)候，頭發(fā)在染色之后的顏色根據(jù)自然顏色或者頭 發(fā)在染色前的自然顏色加以前染色劑混合物而顯著不同。例如，在染 色前的頭發(fā)具有白色頭發(fā)及有色頭發(fā)的非同質(zhì)混合物的情況下，目前 的方法不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)頭發(fā)在染色后的顏色。此外，在用人造顏料對(duì)具 有自然色素的頭發(fā)進(jìn)行染色時(shí)，產(chǎn)生的顏色取決于在頭發(fā)中已經(jīng)存在 的初始及人造色素的組合。
因此，很難單獨(dú)從在盒子上的印刷或一綹頭發(fā)預(yù)測(cè)對(duì)任何人的頭 發(fā)染色而產(chǎn)生的顏色，且通常出現(xiàn)頭發(fā)在染色之后的實(shí)際顏色與期望的顏色不同的問(wèn)題。
已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種方法及系統(tǒng)來(lái)預(yù)測(cè)最后的頭發(fā)顏色，以便使誤差
最小并增加顧客對(duì)使用頭發(fā)顏料產(chǎn)品的滿意度。例如，2004年3月 16日提交的美國(guó)專利號(hào)6707929描述了用于分析頭發(fā)并預(yù)測(cè)可實(shí)現(xiàn)的 已染頭發(fā)顏色的方法及系統(tǒng)。該專利描述用于基于接受者的至少一個(gè) 開(kāi)始頭發(fā)值標(biāo)識(shí)可實(shí)現(xiàn)的頭發(fā)顏色、用于基于接受者的至少一個(gè)開(kāi)始 頭發(fā)值標(biāo)識(shí)可實(shí)現(xiàn)的頭發(fā)著色試劑以及用于對(duì)頭發(fā)顏色分析系統(tǒng)輸 出圖像的方法。該申請(qǐng)還描述了用于向消費(fèi)者提供染發(fā)產(chǎn)品的方法。 該方法包括以下步驟為消費(fèi)者標(biāo)識(shí)可實(shí)現(xiàn)的頭發(fā)顏色，向消費(fèi)者描 述可實(shí)現(xiàn)的顏色，顧客選擇所需染發(fā)顏色，以及向顧客推薦頭發(fā)著色 試劑以獲得所需發(fā)色。在2003年10月1日提交的Grossinger等人的 名為《頭發(fā)顏色測(cè)試及處理》("Hair Color Measurement and Treatment")的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0/345249中公開(kāi)了另 一種用于預(yù)測(cè) 最終頭發(fā)顏色的方法及系統(tǒng)。該申請(qǐng)介紹了用于測(cè)量頭發(fā)樣品的反射 光譜的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有采樣端口及內(nèi)表面的集成球面以及設(shè)置 在采樣端口附近的窗口。窗口被置于與樣品密接接觸。該系統(tǒng)還包括 將光經(jīng)由窗口投射到樣品的光源以及例如分光計(jì)的光檢測(cè)器，該光檢 測(cè)器對(duì)從內(nèi)表面反射的光進(jìn)行分析以便產(chǎn)生樣品的反射光譜。
上文的方法及系統(tǒng)通過(guò)使用光i普分析裝置來(lái)測(cè)量頭發(fā)顏色，該光 語(yǔ)分析裝置包括例如色度計(jì)或者分光計(jì)的光譜傳感器。使用時(shí)，通過(guò) 對(duì)從定位在光i普傳感器前的測(cè)試區(qū)中的頭發(fā)樣品反射的光進(jìn)行分析， 進(jìn)行顏色測(cè)量。必須在該裝置與頭發(fā)樣品之間建立光路，以^t確保對(duì) 從頭發(fā)樣品反射的光的波長(zhǎng)的準(zhǔn)確測(cè)量。
除了光錯(cuò)傳感器與頭發(fā)樣品之間的光路外，必須建立照亮頭發(fā)樣 品的光路。必須進(jìn)行顯著努力以便在檢查系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中提供準(zhǔn)確的照亮 子系統(tǒng)，該檢查系統(tǒng)結(jié)構(gòu)增加了有效用于照射接受檢查的圖像頭發(fā)樣 品的光強(qiáng)度與光量。這種照亮子系統(tǒng)一般包括向測(cè)試區(qū)定向的閃爍單 元或者發(fā)光二極管(LED)陣列。使用時(shí)，光譜分析裝置的使用者確保顧客的頭發(fā)樣品處于探測(cè)測(cè)試區(qū)中，并因此希望查看頭發(fā)樣品本 身。將頭發(fā)樣品置于測(cè)試區(qū)并將其照亮的要求可限制頭發(fā)檢查系統(tǒng)的 布置。此外，必須將某些光譜分析裝置耦合到顧客頭部，以便允許將 顧客的頭發(fā)定位在測(cè)試區(qū)的邊界以內(nèi)。在這種裝置中，使用者不能看 到他正在測(cè)試的頭發(fā)。缺乏這種能力限制了使用者驗(yàn)證特定頭發(fā)樣品 被定位在測(cè)試區(qū)中而不是頭皮光先部分或其它頭發(fā)樣品的能力。這個(gè) 問(wèn)題尤其出現(xiàn)在顧客具有稀疏頭發(fā)的時(shí)候，且光譜分析裝置的定位將 顧客頭發(fā)的部分移到測(cè)試區(qū)邊界以外。
因此，普遍認(rèn)為需要提供允許使用者驗(yàn)證所需頭發(fā)樣品是否定位 在測(cè)試區(qū)之內(nèi)的頭發(fā)檢查過(guò)程的方法與系統(tǒng)。此外，具有無(wú)上述限制 的頭發(fā)檢查系統(tǒng)及方法將是非常有利的。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于檢查頭發(fā)樣品的裝置。該裝
置包括測(cè)試區(qū)，配置成容納頭發(fā)樣品；成像單元，用于接收從測(cè)試 區(qū)反射的光通量，因而輸出頭發(fā)樣品的圖像；以及光譜分析單元，配 置成接收光通量，從其中提供頭發(fā)樣品的光譜分析測(cè)量。
優(yōu)選地，本裝置還包括分路元件，配置用于接收光通量并用光 通量分別照射光i普分析單元與成像單元的傳感器。
更優(yōu)選地，分路元件是以下組中的一個(gè)成員半透明鏡、旋轉(zhuǎn)反 射鏡及移動(dòng)反射鏡。
優(yōu)選地，該裝置還包括發(fā)光元件，配置用于向測(cè)試區(qū)發(fā)出照明光。
優(yōu)選地，發(fā)光元件包括包含下列項(xiàng)的組中至少一個(gè)成員發(fā)光二 極管(LED)、白色LED、藍(lán)色LED、閃爍光單元以及燈泡。 優(yōu)選地，成像單元包括配置用于接收光通量的圖像傳感器。 更優(yōu)選地，圖像傳感器包括包含下列項(xiàng)的組中至少一個(gè)成員電 荷耦合器件(CCD )及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS )。優(yōu)選地，光譜分析單元包括配置用于接收光通量并對(duì)其進(jìn)行光語(yǔ) 分析的光譜傳感器。
更優(yōu)選地，光譜分析單元包括以下組中的一個(gè)成員圖像傳感器、
具有折射光柵的圖像傳感器與光譜傳感器陣列。 更優(yōu)選地，同時(shí)進(jìn)行傳感器的各自照射。 更優(yōu)選地，連續(xù)進(jìn)行傳感器的各自照射。 優(yōu)選地，成像單元還包括配置用于顯示圖像的顯示組件。 更優(yōu)選地，該裝置還包括在分路元件與成像單元之間的雙凹透
鏡，其中雙凹透鏡配置用于依照反射到成像單元的圖像形成平面的光
通量形成頭發(fā)樣品的圖像。
更優(yōu)選地，該裝置還包括分路元件與光語(yǔ)分析單元之間的光柵，
其中光柵配置用于將光通量散布到光譜分析單元的圖像形成平面。 依照本發(fā)明的另 一方面提供了用于檢查頭發(fā)樣品的裝置。該裝置
包括光譜傳感器；圖像傳感器；以及處理單元，與所述傳感器相關(guān) 聯(lián)，配置用于通過(guò)處理來(lái)自光譜傳感器的信號(hào)而對(duì)頭發(fā)樣品進(jìn)行分 析，并配置用于依照?qǐng)D像傳感器生成顯示信號(hào)。該裝置還包括分路 元件，配置用于接收光的反射并用該反射照射光i普分析與圖像傳感 器。
優(yōu)選地，該裝置還包括配置用于朝頭發(fā)樣品發(fā)射光的發(fā)光元件。
優(yōu)選地，分路元件配置用于將反射分成反射與傳輸光通量，傳輸 光通量由光譜傳感器與圖像傳感器中之一接收，反射光通量由光譜傳 感器與圖像傳感器中另 一個(gè)傳感器接收。
優(yōu)選地，光譜傳感器包括以下組中至少一個(gè)成員光譜傳感器、 色度計(jì)、分光計(jì)及第一圖像傳感器。
優(yōu)選地，圖像傳感器包括以下組中至少一個(gè)成員電荷耦合器件 (CCD)及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)。
優(yōu)選地，分路元件為以下組中一個(gè)成員半透明鏡、旋轉(zhuǎn)反射鏡 及移動(dòng)反射鏡。優(yōu)選地，同時(shí)進(jìn)行所述照射。 優(yōu)選地，連續(xù)進(jìn)行所述照射。
更優(yōu)選地，發(fā)光元件包括以下組中至少一個(gè)成員發(fā)光二極管
(LED)、閃爍光單元以及燈泡。
優(yōu)選地，該裝置還包括配置用于依照顯示信號(hào)顯示圖像的顯示單元。
更優(yōu)選地，該裝置還包括在分路元件與圖像傳感器之間的雙凹透 鏡，雙凹透鏡配置用于依照?qǐng)D像傳感器的圖像形成平面上的反射形成 頭發(fā)樣品的圖像。
依照本發(fā)明的另一方面，提供用于分析頭發(fā)樣品的方法。所述方
法包括以下步驟
a) 朝頭發(fā)樣品發(fā)射光通量。
b) 接收光通量的反射。
c) 將反射轉(zhuǎn)向到多個(gè)傳感器。
d) 依照來(lái)自多個(gè)傳感器中至少之一的輸出分析頭發(fā)樣品的屬性。 優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向步驟(c)還包括將反射分成反射與傳輸光通量，傳
輸光通量由光譜傳感器與圖像傳感器中之一接收，反射光通量由光譜 傳感器與圖像傳感器中另 一個(gè)傳感器接收。
優(yōu)選地，步驟(d)還包括依照來(lái)自多個(gè)傳感器中至少之一的輸 出顯示頭發(fā)樣品的圖像的步驟。
優(yōu)選地，多個(gè)傳感器中之一為以下組中的一個(gè)成員光譜傳感器、 色度計(jì)、分光計(jì)及圖像傳感器。
優(yōu)選地，步驟(d)還包括將輸出用于分析反射的波長(zhǎng)的步驟。
鈀選地，所述傳感器中之一為圖像傳感器。
優(yōu)選地，步驟(d)還包括使用圖像傳感器的輸出來(lái)生成頭發(fā)樣 品 的圖像的步驟。
優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向步驟(c)還包括用所述反射同時(shí)照射所述多個(gè)傳感 器的步驟。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向步驟(C)還包括用所述反射連續(xù)照射所述多個(gè)傳感 器的步驟。
除非另外定義，否則本文使用的所有技術(shù)與科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)
明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解相同的意義。本文所提供的材料、方
法及示例只是示例性的，且不旨在是限制性的。
本發(fā)明的方法及裝置的實(shí)現(xiàn)包括執(zhí)行或完成某些手動(dòng)或自動(dòng)或 以手動(dòng)與自動(dòng)組合方式所選的任務(wù)或步驟。此外，依照本發(fā)明的方法
及裝置的優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)際儀器及設(shè)備，若干所選步驟可用硬件或者
用在任意固件的任意操作系統(tǒng)上的軟件或者用其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，
作為硬件，本發(fā)明的所選步驟可用芯片或電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為軟件，本
發(fā)明的所選步驟可用多個(gè)軟件指令來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述軟件指令由計(jì)算機(jī)通
過(guò)使用任意適當(dāng)操作系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行。在任意情況下，本發(fā)明的方法的所
選步驟及裝置可描述為由數(shù)據(jù)處理器、例如用于執(zhí)行多個(gè)指令的計(jì)算
平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。


這里參考附圖只以示例方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。通過(guò)詳細(xì)具體參 考附圖，要強(qiáng)調(diào)的是，所示細(xì)節(jié)只是以示例方式并為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí) 施例的說(shuō)明性討論的目的，因此給出細(xì)節(jié)以便提供哪些被認(rèn)為是本發(fā) 明的原理及概念性方面的最有用及最易于理解的描述。在這點(diǎn)上，沒(méi) 有試圖更詳細(xì)地、而只為本發(fā)明的基本理解而示出本發(fā)明的細(xì)節(jié)，結(jié) 合附圖的描述對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言本發(fā)明的若干形式可如何體現(xiàn)
在實(shí)踐中是顯而易見(jiàn)的。 在附圖中
圖1是依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的、用于分析頭發(fā)樣品的裝置的
示例示圖，該裝置具有成像單元及光譜分析單元；
圖2是依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的、用于通過(guò)使用分路元件分析 頭發(fā)樣品的裝置的示例示圖；圖3是依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的、用于通過(guò)使用半透明鏡分析
頭發(fā)樣品的裝置的示例示圖4是依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的、用于通過(guò)使用可旋轉(zhuǎn)鏡分析 頭發(fā)樣品的裝置的示例示圖5是依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的、用于分析頭發(fā)樣品的方法。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例包括用于分析頭發(fā)樣品的設(shè)備與方法。
依照本發(fā)明的設(shè)備及方法的原理及工作可參考附圖及以下描述
更好地理解。
在詳細(xì)論述本發(fā)明的至少 一個(gè)實(shí)施例之前，要理解本發(fā)明不被限 制到其對(duì)在以下描述中給出或者在附圖中示出的組件的構(gòu)造及布置 的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠有其它實(shí)施例或者可以各種方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。此 外，要理解本文所用的措詞及術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的，且不因被視為限制。
依照本發(fā)明的一般情形，提供包括兩個(gè)或兩個(gè)以上被同時(shí)或連續(xù) 使用的傳感器的裝置。例如，所述傳感器之一用于檢查在測(cè)試區(qū)中的 頭發(fā)樣品以便獲得其光譜分析，而另一傳感器為用于獲得頭發(fā)樣品的 二維圖像的圖像傳感器。
本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例設(shè)計(jì)成提供檢查頭發(fā)樣品的裝置。該裝 置包括配置成容納頭發(fā)樣品的測(cè)試區(qū)以及用于"l妄收從測(cè)試區(qū)反射的 光通量的成像單元。該裝置還包括配置用于接收光通量的光譜分析單 元。在成像單元配置用于依照所接收光通量輸出頭發(fā)樣品的圖像時(shí)， 光譜分析單元配置用于輸出頭發(fā)樣品的光譜分析測(cè)量。從頭發(fā)樣品反 射的光通量被成像單元及光譜分析單元同時(shí)或連續(xù)接收。
依照本發(fā)明的一種實(shí)施例，提供用于檢查頭發(fā)樣品的裝置。該裝 置包括例如圖像傳感器及光譜傳感器的兩個(gè)或兩個(gè)以上傳感器。該裝 置還包括與所述傳感器中 一個(gè)或多個(gè)傳感器相關(guān)聯(lián)的處理裝置。該處理裝置用于通過(guò)處理來(lái)自所述傳感器中一個(gè)或多個(gè)傳感器的信號(hào)而 對(duì)頭發(fā)樣品進(jìn)行分析。該裝置還包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件及分路元 件。發(fā)光元件配置用于朝頭發(fā)樣品發(fā)出光通量，且分路元件配置用于 接收該光通量的反射。發(fā)光元件配置成用反射同時(shí)或連續(xù)照射傳感 器。
本發(fā)明的另 一 實(shí)施例設(shè)計(jì)成提供分析頭發(fā)樣品的方法。該方法包 括若干步驟。在第一步驟期間，朝頭發(fā)樣品發(fā)出光通量。接著，由分 路元件接收光通量的反射。在下一步驟，分路元件將反射轉(zhuǎn)向若干傳 感器。所述傳感器依照所接收發(fā)射輸出表示頭發(fā)樣品屬性的信號(hào)。這 些信號(hào)允許依照頭發(fā)樣品屬性執(zhí)行頭發(fā)樣品分析。
現(xiàn)在參考圖1,圖1示出了具有測(cè)試區(qū)51及成像單元52的優(yōu)選 頭發(fā)檢查裝置ll，測(cè)試區(qū)51容納頭發(fā)樣品(未示出)，成像單元52 接收光通量從測(cè)試區(qū)的反射。成像單元52輸出在測(cè)試區(qū)的頭發(fā)樣品 的圖像。頭發(fā)檢查裝置11包括光譜分析單元53,光譜分析單元53也 接收光通量的反射并輸出頭發(fā)樣品的光譜分析測(cè)量。如下文進(jìn)一步詳 細(xì)所述，該裝置的構(gòu)造允許成像單元52及光譜分析單元53同時(shí)或連 續(xù)接收從頭發(fā)樣品反射的光。
現(xiàn)在參考圖2，圖2示出了圖1所示頭發(fā)^^企查裝置11的優(yōu)選實(shí)施 例。在圖2中，光譜分析單元(圖1中的53 )包括頭發(fā)分析模塊5及 圖像傳感器2，頭發(fā)分析模塊5具有與光譜傳感器3的連接。 一個(gè)或 多個(gè)發(fā)光元件4朝定位在預(yù)定測(cè)試區(qū)10的頭發(fā)樣品發(fā)出光9。分路元 件1定位成允許用從測(cè)試區(qū)10反射的光8來(lái)照射所述兩個(gè)傳感器2、 3。本文接下來(lái)將描述分路元件1的兩個(gè)備選?？赏瑫r(shí)或連續(xù)照射所 述傳感器。從頭發(fā)樣品反射的光8被轉(zhuǎn)向所述傳感器中的一個(gè)或多個(gè) 傳感器，或者被允許通過(guò)分路元件l傳到所述傳感器中之一。
光譜分析單元的光語(yǔ)傳感器3可為本領(lǐng)域已知的任意傳感器，它
適合于按照不同光波的函數(shù)測(cè)試從頭發(fā)樣品反射的光的光譜?？墒褂?用于測(cè)試在電磁波譜的一部分上的光的屬性的不同傳感器。所測(cè)試的變量可為光的強(qiáng)度或者光的波長(zhǎng)。
應(yīng)該注意，光譜傳感器3可包括在平面上的光譜傳感器陣列、例 如在平面上的光傳感器陣列等。這種陣列可提供更多種類(lèi)的光譜測(cè)量 范圍及更好的分辨率。優(yōu)選地，光語(yǔ)傳感器3為共同對(duì)準(zhǔn)的反射光柵
陣列及后向照亮CCD檢測(cè)器陣列，所述后向照亮CCD檢測(cè)器檢測(cè)到 反射光柵陣列所反射與散射的光。例如，在2003年10月1日提交的 Grossinger等人的名為《頭發(fā)顏色測(cè)試及處理》("Hair Color Measurement and Treatment")的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0/473627介紹了在 不需要將頭發(fā)樣品從顧客頭部去除的情況下產(chǎn)生頭發(fā)的可用反射光 譜的分光計(jì)，通過(guò)引用將其合并于此。
如圖2所示，光i普傳感器3連接到頭發(fā)分析模塊5。頭發(fā)分析模 塊5可配置成預(yù)測(cè)對(duì)頭發(fā)混合物應(yīng)用多種染色劑而產(chǎn)生的頭發(fā)混合物 的光譜。例如，在2006年1月10日提交的Grossinger等人的名為《分 析頭發(fā)的方法》("Method for Analyzing Hair")的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?br> 的光譜的頭發(fā)分析模塊，通過(guò)引用將其合并于此。優(yōu)選地，可在對(duì)顧 客的頭發(fā)染色前以可見(jiàn)方式給他呈現(xiàn)所預(yù)測(cè)的光譜，以便提供表示他 的頭發(fā)顏色在用該染色劑染色之后的圖像。頭發(fā)分析模塊5的光譜預(yù) 測(cè)基于如由光譜傳感器3所捕獲的對(duì)頭發(fā)樣品的吸收及衰減的測(cè)量。
光譜傳感器3配置成對(duì)從頭發(fā)樣品反射的光進(jìn)行分析，以便產(chǎn)生 其反射光譜。因此，光源必須集成到裝置中，以便將可從頭發(fā)樣品反 射的光進(jìn)行投射到光譜傳感器3。
如圖2所示，發(fā)光元件4將光優(yōu)選經(jīng)由窗口 (未示出)投射到頭 發(fā)樣品，如在9所示。因此頭發(fā)樣品必須以允許光譜傳感器3接收從 其反射的光的方式進(jìn)行定位。光8則從頭發(fā)樣品反射到頭發(fā)檢測(cè)裝置 ll的分路元件l。例如發(fā)光二極管(LED)、閃爍單元以及燈泡的發(fā) 光元件可用于將光9投射到頭發(fā)樣品?？墒褂貌煌N類(lèi)的LED，例如 紅色、藍(lán)色或白色LED。如上所述，成像單元包括圖像傳感器2。優(yōu)選地，成像單元包括 計(jì)算單元(未示出)，該計(jì)算單元經(jīng)由指定圖像輸入模塊(未示出)
從圖像傳感器2實(shí)時(shí)接收數(shù)字圖像。如圖2所示，從頭發(fā)樣品反射到 分路元件1的光8可被轉(zhuǎn)向到圖像傳感器2。圖4象傳感器2配置成將 所接收反射6轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所述信號(hào)被傳送到計(jì)算單元。優(yōu)選地， 圖像傳感器2為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器或者電荷耦 合器件(CCD)傳感器。在使用這種圖像傳感器時(shí)，從頭發(fā)樣品反射 到分路元件1的光8被轉(zhuǎn)向到圖像傳感器8的圖像形成平面。
優(yōu)選地，將頭發(fā)分析模塊5連接到顯示單元(未示出)，顯示單 元接收電信號(hào)并因此生成定位在測(cè)試區(qū)10的頭發(fā)樣品的顯示。顯示 單元允許正被測(cè)試的頭發(fā)靠近其光i普或靠近所計(jì)算染色應(yīng)用結(jié)果顯 示。顯示單元允許用戶能夠把他希望進(jìn)行分析的特定頭發(fā)樣品作為目 標(biāo)。在圖像傳感器根據(jù)從測(cè)試區(qū)反射的光產(chǎn)生圖像時(shí)，這種實(shí)施例確 保光譜傳感器3接收到從顯示在顯示單元上的頭發(fā)樣品反射的相同 光。用戶可使用顯示器來(lái)驗(yàn)證將適用于光譜分析的特定頭發(fā)樣品定位 在測(cè)試區(qū)10中而不是頭皮的光殼部分或者其它頭發(fā)樣品。
現(xiàn)在參考圖3，圖3是依照本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例的頭發(fā)檢查 裝置11的透視圖，在該頭發(fā)檢查裝置11中分路元件1為半透明鏡。 在該實(shí)施例中，頭發(fā)檢查裝置11的所有組件與圖2中的相同。但是， 在圖3中，頭發(fā)檢查裝置11還包括雙凹透鏡101及光柵102。此外， 對(duì)于圖3，存在發(fā)光元件4的更詳細(xì)描述。
如上所述，分路元件1用于將從頭發(fā)樣品反射的光通量8傳送到 兩個(gè)或兩個(gè)以上傳感器2及3。在圖3中，半透明鏡l用于分開(kāi)光通 量8，使得光通量的第一部分6被定向到圖像傳感器2，且光通量的 第二部分7 ^f皮定向到光i普傳感器3。光通量的第一部分6經(jīng)過(guò)半透明 鏡1，而光通量的第二部分7被半透明鏡1轉(zhuǎn)向到光譜傳感器3。
優(yōu)選地，使用雙凹透鏡101來(lái)在將光通量的第一部分6投射到圖 像傳感器2之前將其擴(kuò)展并增加其焦距。優(yōu)選地，光柵102用于將光通量的第二部分7散開(kāi)成其連續(xù)光譜
色。這種光柵改善了光i普傳感器3的精度。
圖3中示出的頭發(fā)檢查裝置11允許頭發(fā)樣品的分析及其同時(shí)顯 示。如上所述，光譜傳感器3用于估計(jì)頭發(fā)樣品的反射光譜，并用于 將估計(jì)傳送到頭發(fā)分析模塊5,所述頭發(fā)分析模塊5預(yù)測(cè)對(duì)頭發(fā)混合 物應(yīng)用不同染色劑而產(chǎn)生的最后頭發(fā)混合物的光譜。圖像傳感器2配 置成將數(shù)字圖像傳輸?shù)匠上駟卧挠?jì)算單元(未示出)，成像單元指 示顯示單元100顯示頭發(fā)樣品的圖像，如上所述。
在本發(fā)明的另 一實(shí)施例中，將圖像傳感器及光譜傳感器固定到旋 轉(zhuǎn)或移位底座。這種底座配置成允許反射光8以連續(xù)方式照射圖像傳 感器與光譜傳感器。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)底座可優(yōu)選地通過(guò)電動(dòng)機(jī)裝配以基 本恒定的速率轉(zhuǎn)動(dòng)，或者優(yōu)選地通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)依照用戶配置以可變 速率轉(zhuǎn)動(dòng)。
現(xiàn)在參考圖4，圖4依照本發(fā)明的另一實(shí)施例示出了頭發(fā)檢查裝 置11的透視圖，在該頭發(fā)檢查裝置11中分路元件1為移動(dòng)鏡模塊。 移動(dòng)鏡模塊包括可旋轉(zhuǎn)鏡或可移位鏡以及用于使鏡旋轉(zhuǎn)或移位的激 勵(lì)結(jié)構(gòu)。在所示實(shí)施例中，除了分路元件1之外，頭發(fā)檢查裝置11 的所有組件與圖3中的那些組件相同。在圖4中，移動(dòng)鏡模塊包括配 置成使光8轉(zhuǎn)向的可旋轉(zhuǎn)鏡1，光8依照可旋轉(zhuǎn)鏡1的旋轉(zhuǎn)角200從 頭發(fā)樣品反射到光語(yǔ)傳感器3或圖像傳感器2。
圖4的可旋轉(zhuǎn)鏡1固定到旋轉(zhuǎn)底座201,優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)底座201 可優(yōu)選地通過(guò)電動(dòng)4幾裝配以基本恒定的速率(例如600-1200 RPM)轉(zhuǎn) 動(dòng)，或者優(yōu)選地通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)依照用戶配置以可變速率轉(zhuǎn)動(dòng)。要注 意，可通過(guò)可旋轉(zhuǎn)鏡照射兩個(gè)以上圖像傳感器，因?yàn)楣饪梢勒湛尚D(zhuǎn) 鏡的旋轉(zhuǎn)角被反射到兩個(gè)以上旋轉(zhuǎn)角。在這種實(shí)施例中，將可旋轉(zhuǎn)鏡 旋轉(zhuǎn)到兩個(gè)以上位置， 一個(gè)用于圖像傳感器且另一個(gè)用于光譜傳感 器。
可用不同激勵(lì)機(jī)構(gòu)來(lái)使可旋轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)。例如，可用簡(jiǎn)單的帶式或滾筒式配置來(lái)驅(qū)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)底座201基底整體形成的凸緣輪。各種替代 等效旋轉(zhuǎn)方法對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。
可旋轉(zhuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)角200可與發(fā)光元件4關(guān)聯(lián)。圖3及4中均示出 了示范性多狀態(tài)(multiphase)發(fā)光元件4。如上所述，可旋轉(zhuǎn)鏡1用 于將從頭發(fā)樣品反射的光8轉(zhuǎn)向到圖像傳感器2及光譜傳感器3。但 是，這些傳感器可要求包括頭發(fā)樣品的測(cè)試區(qū)IO中的不同照亮等級(jí)。 圖4中示出的多狀態(tài)發(fā)光元件4集成了 LED 103與閃爍單元104。優(yōu) 選地，在LED用于照亮頭發(fā)樣品以供圖像傳感器2與光譜傳感器3 的使用時(shí)，激勵(lì)閃爍單元104只用于在激勵(lì)光譜傳感器3時(shí)照亮頭發(fā) 樣品。通過(guò)將多狀態(tài)發(fā)光元件4調(diào)節(jié)到所述裝置的不同狀態(tài)，通過(guò)使 用圖像傳感器2得到的圖像不經(jīng)常暴露在閃爍單元104的過(guò)量照射 下，過(guò)量照射可使圖像的像素中和，使得所捕獲頭發(fā)樣品可能變得難 以區(qū)別。這種實(shí)施例確保在對(duì)其光譜分析期間反射足量光供光譜傳感 器3捕獲，且在光語(yǔ)分析過(guò)程空閑時(shí)可在不需要閃爍單元104的照射 情況下捕獲圖像。但是，這兩個(gè)過(guò)程可在同一樣品上同時(shí)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)注 意，通過(guò)如上所述只在需要時(shí)激勵(lì)閃爍單元104,可省電并節(jié)省燈泡 替換。作為包括閃爍單元104的相對(duì)昂貴且^:感組件、例如白色LED, 這種多狀態(tài)發(fā)光元件4的可控制激勵(lì)有助于系統(tǒng)的穩(wěn)健與節(jié)約。
現(xiàn)在參考圖5,圖5是依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例闡述分析頭發(fā)樣 品的方法的流程圖。圖5示出了四步驟過(guò)程，它允許兩個(gè)或兩個(gè)以上 傳感器同時(shí)或連續(xù)接收從被探測(cè)頭發(fā)樣品反射的光。
所示方法可在各種集成了兩個(gè)或兩個(gè)以上光傳感器的頭發(fā)分析 裝置中執(zhí)行。在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，頭發(fā)分析裝置的使用者可按 下指定按鈕或其它人機(jī)界面(MMI)控制，以便啟動(dòng)本方法步驟的執(zhí) 行。在第一步驟301期間，朝祐j笨測(cè)頭發(fā)樣品發(fā)出光。從發(fā)光元件發(fā) 出光通量，如上所述。在下一步驟302,由例如半透明鏡或可旋轉(zhuǎn)鏡 的分路元件接收從頭發(fā)樣品反射的光。分路元件用于將反射光轉(zhuǎn)向到 兩個(gè)或兩個(gè)以上傳感器，如在303所示。在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，半透明鏡用于將所接收反射分成傳輸通量或反射通量。在傳輸光通量 照射圖像傳感器時(shí)，反射光通量照射光譜傳感器。在本發(fā)明的另一實(shí) 施例中，可旋轉(zhuǎn)鏡用于以連續(xù)方式將反射光通量轉(zhuǎn)向到光譜傳感器與 圖像傳感器。在下一步驟304中，來(lái)自這些傳感器中一個(gè)或多個(gè)傳感 器的輸出被用于分析頭發(fā)樣品的屬性。這種屬性可包括頭發(fā)樣品的反 射光譜。
預(yù)期在本專利的有效期期間將開(kāi)發(fā)出許多相關(guān)裝置及系統(tǒng)，且本 文中術(shù)語(yǔ)的范圍尤其是術(shù)語(yǔ)傳感器、光譜傳感器、可旋轉(zhuǎn)鏡以及半透 明鏡的范圍旨在包括所有這種新的推理技術(shù)。
要明白，為清楚起見(jiàn)在獨(dú)立的實(shí)施例的上下文中描述了本發(fā)明的 某些特征，這些特征可在單個(gè)實(shí)施例中以組合方式提供。相反，為簡(jiǎn) 明起見(jiàn)在單個(gè)實(shí)施例中描述的本發(fā)明的各種特征還可單獨(dú)或以任意 適當(dāng)變形方式提供。
雖然結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是顯然， 許多替代、修改及變型對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的。因此， 本發(fā)明要包括落入隨附權(quán)利要求書(shū)的精神及較寬范圍之內(nèi)的這種替 代、修改及變型。在本說(shuō)明書(shū)中提到的所有出版物、專利及專利申請(qǐng) 通過(guò)參考被整體合并到本說(shuō)明書(shū)中，達(dá)到與各個(gè)出版物、專利或?qū)＠?申請(qǐng)被具體且獨(dú)立地表示為通過(guò)應(yīng)用合并到本文中相同的程度。此 外，本申請(qǐng)中任意參考的引用及標(biāo)識(shí)將不被視為這種參考作為本發(fā)明 現(xiàn)有技術(shù)而可用的許可。
權(quán)利要求
1.一種用于檢查頭發(fā)樣品的裝置，所述裝置包括測(cè)試區(qū)，配置成容納頭發(fā)樣品；成像單元，用于接收從所述測(cè)試區(qū)反射的光通量，因而輸出所述頭發(fā)樣品的圖像；以及光譜分析單元，配置成接收所述光通量，由此提供所述頭發(fā)樣品的光譜分析測(cè)量。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，還包括分路元件，配置用于接收 所述光通量并用所述光通量分別照射所述光譜分析單元與所述成像 單元的傳感器。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述分路元件是以下組中的 一個(gè)成員半透明鏡、旋轉(zhuǎn)反射鏡及移動(dòng)反射鏡。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括至少一個(gè)發(fā)光元件，配置 用于向所述測(cè)試區(qū)發(fā)出照明光。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)發(fā)光元件包括 由下列項(xiàng)組成的組中至少一個(gè)成員發(fā)光二極管(LED)、白色LED、 藍(lán)色LED、閃爍光單元以及燈泡。
6. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述成像單元包括配置用于 接收所述光通量的圖像傳感器。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述圖像傳感器包括由下列 項(xiàng)組成的組中至少一個(gè)成員電荷耦合器件(CCD)及互補(bǔ)金屬氧化 物半導(dǎo)體(CMOS )。
8. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述光譜分析單元包括配置 用于接收所述光通量并對(duì)其進(jìn)行光譜分析的光譜傳感器。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述光譜分析單元包括以下 組中的至少一個(gè)成員圖像傳感器、具有折射光柵的圖像傳感器與光 語(yǔ)傳感器陣列。
10. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，同時(shí)進(jìn)4亍所述傳感器的所 述各自照射。
11. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，連續(xù)進(jìn)行所述傳感器的所述各自照射。
12. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述成^f象單元還包括配置 用于顯示所述圖像的顯示組件。
13. 如權(quán)利要求2所述的裝置，還包括在所述分路元件與所述成 像單元之間的雙凹透鏡，其中，所述雙凹透鏡配置用于依照反射到所 述成像單元的圖像形成平面的所述光通量形成所述頭發(fā)樣品的圖像。
14. 如權(quán)利要求2所述的裝置，還包括所述分路元件與所述光i普 分析單元之間的光柵，其中，所述光柵配置用于將所述光通量散布到 所述光譜分析單元的圖像成像平面。
15. —種用于檢查頭發(fā)樣品的裝置。所述裝置包括 光譜傳感器；圖像傳感器；處理單元，與所述傳感器相關(guān)聯(lián)，配置用于通過(guò)處理來(lái)自所述光 譜傳感器的信號(hào)而對(duì)所述頭發(fā)樣品進(jìn)行分析，并配置用于依照所述圖 像傳感器生成顯示信號(hào)；以及分路元件，配置用于接收光的反射并用所述反射照射所述光譜分 析與圖像傳感器。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置，還包括配置用于朝所述頭發(fā)樣品 發(fā)射所述光的至少 一個(gè)發(fā)光元件。
17. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述分路元件配置用于將 所述反射分成反射與傳輸光通量，所述傳輸光通量由所述光譜傳感器 與圖像傳感器中之一接收，所述反射光通量由所述光譜傳感器與圖像 傳感器中另一個(gè)傳感器接收。
18. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述光譜傳感器包括以下 組中至少一個(gè)成員光譜傳感器、色度計(jì)、分光計(jì)及第一圖像傳感器。
19. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述圖像傳感器包括以下 組中至少一個(gè)成員電荷耦合器件(CCD)及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)。
20. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述分路元件為以下組中 一個(gè)成員半透明鏡、旋轉(zhuǎn)反射鏡及移動(dòng)反射鏡。
21. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，同時(shí)進(jìn)行所述照射。
22. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，連續(xù)進(jìn)行所述照射。
23. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)發(fā)光元件包 括以下組中至少一個(gè)成員發(fā)光二極管(LED)、閃爍光單元以及燈 泡。
24. 如權(quán)利要求15所述的裝置，還包括配置用于依照所述顯示信 號(hào)顯示圖像的顯示單元。
25. 如權(quán)利要求19所述的裝置，還包括在所述分路元件與所述圖 像傳感器之間的雙凹透鏡，所述雙凹透鏡配置用于依照所述反射在所 述圖像傳感器的圖像形成平面上形成所述頭發(fā)樣品的圖像。
26. —種用于分析頭發(fā)樣品的方法，所述方法包括a) 朝所述頭發(fā)樣品發(fā)射光通量；b) 接收所述光通量的反射；c) 將所述反射轉(zhuǎn)向到多個(gè)傳感器；以及d) 依照來(lái)自所述多個(gè)傳感器中至少之一的輸出分析所述頭發(fā)樣 品的屬性。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)向步驟(c)還包 括將所述反射分成反射與傳輸光通量的步驟，所述傳輸光通量由所述 多個(gè)傳感器中之一接收，所述反射光通量由所述多個(gè)傳感器中至少另 一個(gè)傳感器接收。
28. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述步驟(d)還包括依 照來(lái)自所述多個(gè)傳感器中至少之一的輸出顯示所述頭發(fā)樣品的圖像 的步驟。
29. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述多個(gè)傳感器中之一為 以下組中的成員光譜傳感器、色度計(jì)、分光計(jì)及第一圖像傳感器。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述步驟(d)還包括將 所述輸出用于分析所述反射的波長(zhǎng)的步驟。
31. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述傳感器之一為圖像傳 感器。
32. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述步驟(d)還包括將 所述圖像傳感器的輸出用于生成所述頭發(fā)樣品的圖像的步驟。
33. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)向步驟(c)還包 括用所述反射同時(shí)照射所述多個(gè)傳感器的步驟。
34. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)向步驟(c)還包 括用所述反射連續(xù)照射所述多個(gè)傳感器的步驟。
全文摘要
一種用于檢查頭發(fā)樣品的裝置。該裝置包括配置成容納頭發(fā)樣品的測(cè)試區(qū)以及用于接收從測(cè)試區(qū)反射的光通量的成像單元。該成像單元輸出定位在測(cè)試區(qū)的頭發(fā)樣品的圖像。該裝置還包括配置成接收光通量的光譜分析單元。該光譜分析單元依照所接收光通量輸出頭發(fā)樣品的光譜分析測(cè)量。
文檔編號(hào)G01J3/02GK101563589SQ200780042340
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者B·蘭達(dá), I·格羅辛格, M·默西爾, N·格羅辛格, V·舒爾曼 申請(qǐng)人:識(shí)穿有限公司