JP2009287985A

JP2009287985A - 透明性の評価方法及び装置

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Publication number: JP2009287985A
Application number: JP2008138884A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Yoshida; 健一郎吉田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2028-05-28
Also published as: JP5087471B2

Abstract

【課題】測定領域の反射率にかかわらず、正しい透明性の評価を行える方法の提供。
【解決手段】本発明は、第１の照射領域と第１の照射領域を含む第２の照射領域とにそれぞれ光を照射して第１及び第２の照射領域から戻って来る射出光をそれぞれ受光し、第１及び第２の照射領域へのそれぞれの照射光量と、第１及び第２の照射領域から受光したそれぞれの前記射出光の射出光量とを求め、各照射領域についての前記照射光量と前記射出光量との比Ｏ１／Ｉ１及びＯ２／Ｉ２をα１及びα２としたときに、α２を反射率Ｒ、（１−α１／α２）を透明性Ｔとするか、又はα１を反射率Ｒ、（１−α２／α１）を透明性Ｔとして透明性を評価する。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体や液体の透明性を客観的に評価する方法、並びに該方法を実施するための装置に関する。

透明性の評価方法及び装置並びにこれらの利用した技術に関し、これまで、出願人は種々の提案を行っている（例えば、下記特許文献１、２参照）。

これらの技術は、測定対象の第１の照射領域と該第１の照射領域を含み且つ第１の照射領域よりも広い第２の照射領域とにそれぞれ光を照射し、両領域から戻ってくる射出光をそれぞれ受光し、両領域からの射出光量に基づいて、透明性の評価等を行っている。

特開２００４−３０５５５８号公報特開２００６−１０２３６５号公報

ところで、これらの技術においては、測定領域の反射率が低い場合には、反射率が高い場合に比べて相対的に反射率が低く見積もられてしまい、得られる透明性の値が負の値となってしまい、透明性がない状態の値を０としたいという目的が達成できないという不都合があった。

従って、本発明は、測定領域の反射率にかかわらず、正しい透明性の評価を行える透明性の評価方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明は、第１の照射領域と第１の照射領域を含む第２の照射領域とにそれぞれ光を照射して第１の照射領域及び第２の照射領域から戻って来る射出光をそれぞれ受光し、第１の照射領域及び第２の照射領域へのそれぞれの照射光量Ｉ１及びＩ２と、第１の照射領域及び第２の照射領域から受光したそれぞれの前記射出光の射出光量Ｏ１及びＯ２とを求め、各照射領域についての前記照射光量と前記射出光量との比Ｏ１／Ｉ１及びＯ２／Ｉ２をα１及びα２としたときに、α２を反射率Ｒ、（１−α１／α２）を透明性Ｔとするか、又はα１を反射率Ｒ、（１−α２／α１）を透明性Ｔとして透明性を評価する方法であって、明度の異なる複数の較正用グレーチャートに光を照射したときの、該光の波長ごとの反射率Ｒｃ（λ）及び透明性Ｔｃ（λ）を求め、透明性Ｔｃ（λ）を反射率Ｒｃ（λ）の対数に対して直線回帰させたときの切片Ｃ０及び傾きＣ１（λ）を予め求めておき、透明性評価の対象部における第１の照射領域及び第２の照射領域にそれぞれ光を照射して得られる前記反射率Ｒ及び前記透明性Ｔから、下記式（１）で補正される透明性Ｔ’に基づいて評価する透明性の評価方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。
Ｔ’（λ）＝（Ｔ（λ）−Ｔｂ（λ））／（１−Ｔｂ（λ））・・・（１）
ただし、Ｔｂ（λ）＝Ｃ０（λ）＋Ｃ１（λ）×ｌｏｇ（Ｒ（λ））である。

また、本発明は、前記の透明性の評価方法を実施するための装置であって、入射窓、照射窓及び受光窓を備えた積分球と、前記入射窓及び前記照射窓を介して照射領域に光を照射する光源と、前記受光窓を介して前記照射領域から戻って来る射出光を受光する受光器と、照射領域を変化させる絞りと、透明性を評価する評価処理部と、前記評価処理部の評価結果を出力する出力部とを備え、
第１の照射領域と第１の照射領域を含む第２の照射領域とに前記光源からそれぞれ光を照射して第１の照射領域及び第２の照射領域から戻って来る射出光を前記受光器でそれぞれ受光し、
前記評価処理部で、第１の照射領域及び第２の照射領域へのそれぞれの照射光量Ｉ１及びＩ２と、第１の照射領域及び第２の照射領域から受光したそれぞれの前記射出光の射出光量Ｏ１及びＯ２とを求め、
各照射領域についての前記照射光量と前記射出光量との比Ｏ１／Ｉ１及びＯ２／Ｉ２をα１及びα２としたときに、α２を反射率Ｒ、（１−α１／α２）を透明性Ｔとするか、又はα１を反射率Ｒ、（１−α２／α１）を透明性Ｔとして透明性を評価する装置であって、
前記評価処理部は、明度の異なる複数の較正用グレーチャートに前記光源から光を照射したときに求められる、該光の波長ごとの前記反射率Ｒｃ（λ）及び前記透明性Ｔｃ（λ）から、前記透明性Ｔｃ（λ）を前記反射率Ｒｃ（λ）の対数に対して直線回帰させたときの切片Ｃ０及び傾きＣ１（λ）を求め、透明性評価の対象部における前記第１の照射領域と前記第２の照射領域とにそれぞれ光を照射して得られる前記反射率Ｒ及び前記透明性Ｔから、下記式（１）で補正される透明性Ｔ’に基づいて評価する透明性の評価装置を提供するものである。
Ｔ’（λ）＝（Ｔ（λ）−Ｔｂ（λ））／（１−Ｔｂ（λ））・・・（１）
ただし、Ｔｂ（λ）＝Ｃ０（λ）＋Ｃ１（λ）×ｌｏｇ（Ｒ（λ））である。

本発明によれば、液体や固体の透明性を評価するものであって、透明性を評価する領域の反射率の高低に関わらず、当該透明性を客観的により正しく評価することができる。

以下、本発明を、その好ましい実施形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。

先ず、本発明の透明性の評価装置（以下単に評価装置ともいう。）を、その好ましい実施形態に基づいて説明する。図１は、本実施形態の評価装置を模式的に示すものである。図１において、符号１は評価装置を示している。

図１に示したように、評価装置１は、測定装置本体２と、該測定装置本体２に入出力インターフェース２０を介してケーブル２００で接続されたコンピュータシステム３とから構成されている。

測定装置本体２は、入射窓２１１、照射窓２１２及び受光窓２１３を備えた積分球２１と、入射窓２１１及び照射窓２１２を介して照射領域に光を照射する光源２２と、受光窓２１３を介して前記照射領域から戻って来る射出光を受光する受光器２３と、照射領域を変化させる絞り２４と、演算制御部２５とを備えている。

積分球２１は、内壁にＭｇＯ等の白色拡散反射塗料が塗工されたものであり、前記入射窓２１１を介して入射された光が拡散反射され、その一部が前記照射窓２１２を介して測定対象部の照射領域に照射され、該照射領域から戻って来る射出光を受光窓２１３を介して受光器２３で受光できるように設けられている。本実施形態の装置１では、これら入射窓２１１、照射窓２１２及び受光窓２１３は、ＪＩＳＺ８７２２での表記（照射角／受光角）でいうｄ／８°（ｄは拡散光）なる光学系の射出・受光条件を満たすように配置されている。

光源２２が放つ光の波長には特に制限はないが、測定を対象の外観に対応させる場合には、可視光領域（波長３６０〜７４０ｎｍ）を含む光を発光できるものであることが望ましく、さらに各波長のダイナミックレンジをそろえるためには白色光（可視光領域のすべての波長を概ね均等に含んだ光）を発光できるものが望ましい。光源２２には、例えばキセノンランプが用いられる。また、特定の波長成分に着目する場合には、光源２２と入射窓２１１との間に分光器を介在させ、その波長成分の光を入射できるようにすることができる。フォトクロミックな化粧品を塗布した肌を測定する等の場合は、光源に可視光に加え紫外線を含む光を発光できるものを用いてもよい。

受光器２３は、分光レンズと、分光器と、複数の受光素子が配列されたアレイセンサとを備えている。受光器２３は、受光窓２１３を介して入射される前記射出光を前記分光レンズで分光して前記分光器に導入し、前記アレイセンサの波長成分毎の射出光量の値を演算制御部２５に出力する。光源に発光ダイオードなどの単色光を点灯させたり、複数の単色光を順次点灯させたりする等して計測する場合には受光器に分光器を備えていなくてもよい。

図２（ａ）及び（ｂ）は、前記測定装置本体２における光学系の照射光及び射出光の照射・受光条件を模式的に示す図である。
絞り２４は、開口部２４０の大きさを変えて照射領域を変化させる。第１及び第２の照射領域のうち少なくとも一方は、後述するように受光領域Ｑに含まれていることが望ましい。このようにすることで、後述するように照射領域と測定領域を同じくすることができる。受光領域Ｑの中で照射領域に含まれない部分は、そこからの反射を抑えるために絞り２４は低反射率である黒色の材料にしておくことが好ましい。絞り２４には、図３（ａ）に示すような、摘みを回転させて照射領域を変化させる、いわゆるアイリス絞り（カメラ等で採用されているレンズの絞り機構）や、図３（ｂ）に示すような、プレートをスライドさせて照射領域を変化させるスライド絞りを用いることが好ましい。あるいは、絞り２４は開口部２４０の大きさが異なる複数の絞り部材を着脱して交換するものであってもよい。

図１に示す演算制御部２５は、いわゆるマイクロコンピュータユニットで構成され、演算処理装置（ＣＰＵ）と、主記憶装置と、トリガー装置と、これらの装置を結ぶバスとを備えている。前記主記憶装置には、プログラムが記憶されている。演算制御部２５は、該プログラムが起動された状態で、前記トリガー装置からのトリガー信号を受信すると、前記アレイセンサから出力される各波長の射出光量を前記主記憶装置に取り込んで保持する。そして、後述するように、コンピュータシステム３の指令に応じて保持した射出光量を所定のフォーマットで本体３１に送信するように機能する。

コンピュータシステム３は、本体３１と、入力装置３２と、出力装置３３とを備えている。入力装置３２及び出力装置３３は、本体３１とインターフェース（図示せず）を介して接続されている。本実施形態では、後述するように、本体３１が評価処理部として機能し、出力装置３３が評価結果の出力部として機能する。

本体３１は、演算処理装置（ＣＰＵ）と、主記憶装置（ＲＡＭ）と、補助（外部）記憶装置と、入力装置及び出力装置との接続用のインターフェースと、これらを結ぶバスとを備えている。前記主記憶装置又は前記補助記憶装置には測定装置本体２から前記射出光量を取り込んで評価するプログラムが記憶されており、このプログラムが起動した状態では、以下に説明するように、本体３１は、透明性を評価する評価処理部として機能する。

本実施形態においては、被検体の代わりに標準白色板を対象とし、該被検体と同様にして照射領域を変えて光源２２から光を照射したときに、それぞれの照射領域から受光したそれぞれの射出光の受光量（射出光量）を、それぞれの照射領域への照射光量とみなして評価処理が行われる。この標準白色板を対象とした射出光量の測定はそれぞれの照射領域について複数回ずつ行うことが好ましいが、１回ずつでもよい。

また、本実施形態においては、透明性を評価するに当たって、明度の異なるｎ枚のグレーチャート（無彩色のチャート）を対象とし、被検体と同様にして照射領域を変えて光源２２から光を照射したときに、それぞれの照射領域から受光したそれぞれの射出光量に基づいて、測定対象となる被検体の反射率の違いによる影響を抑えるための較正処理が行われる。グレーチャートには、経時による反射特性の変化が小さく、不透明で、反射光量の角度依存性が完全拡散反射光とほぼ相似形となっており、各グレーチャート間でも該角度依存性が相似形となっていることが望ましい。このような条件を満たすものとして、例えば、マンセルカラーチェッカー（旧マクベスカラーチェッカー：ｘ‐Ｒｉｔｅ社製）中のグレーチャート（＃１９〜＃２４）が使用される。本質的には、測定する波長領域に渡って反射率の異なる複数の基準が用意できれば良い。この条件を満たす範囲で彩度を有していても良い。

本体３１の備える演算処理装置は、前記測定装置本体２の制御演算部２５から入出力インターフェース２０を介して情報が送信されてくると、絞り２４に応じて前記照射領域を変化させたときの波長成分（λ）毎の射出光量Ｏを、何れかの照射領域（Ａ）及び測定回数（Ｎ：何回目か）に関連づけ、Ｏ（λ、Ａ、Ｎ）として本体３１の備える主記憶装置又は補助記憶装置に記憶させる。前記較正処理用の係数算出のための射出光量測定の場合には、前記演算処理装置は、射出光量Ｏを、さらにグレーチャートの番号ｉ（明度）に関連づけ、Ｏ（λ、Ａ、Ｎ、ｉ）として前記主記憶装置又は補助記憶装置に記憶させる。そして、前記演算処理装置は、前記照射光量（標準白色板を対象とした前記射出光量）と、絞り２４を変化させたそれぞれの前記照射領域の複数回ずつの測定における前記射出光量との比較を統計的に処理して行う。ここで、統計的処理の具体的態様としては、複数のデータの平均値のほか、重み付き平均値、中央値、最大・最小を除いたデータの平均値等を求めるものが挙げられる。

なお、射出光量Ｏは、受光領域からの射出光量（Ｏ’）を、サンプルが無いときの射出光量（ＯＢ’）と白色板を測定したときの射出光量（ＯＷ’）とを用いて、Ｏ＝（Ｏ’−ＯＢ’）／（ＯＷ’−ＯＢ’）のように補正して用いることが好ましい。このようにすることで、受光領域が照射領域よりも大きいときに、受光領域の中で照射領域に含まれない部分（絞りによって遮られる部分）からの反射光を正確に取り除くことができ、照射領域からの射出光のみを測定することができる。

前記較正処理用の係数算出のための演算処理は、以下のようにして行われる。
まず、前記演算処理装置は、明度の異なるｎ枚のグレーチャートの照射領域についてＮ回測定された、それぞれの射出光量Ｏ（λ、Ａ１、１、ｉ）〜Ｏ（λ、Ａ１、Ｎ、ｉ）の平均Ｏａｖ（λ、Ａ１、ｉ）を求める。そして、このＯａｖ（λ、Ａ１、ｉ）と、前記標準白色板を対象として同条件で測定された射出光量Ｏｓ１（λ）とを比較し、それらの比Ｏａｖ（λ、Ａ１、ｉ）／Ｏｓ１（λ）からα１ａｖ（λ、ｉ）を求める。

絞りを代えた照射領域についても同様に、それぞれ射出光量Ｏ（λ、Ａ２、１、ｉ）〜Ｏ（λ、Ａ２、Ｎ、ｉ）の平均Ｏａｖ（λ、Ａ２、ｉ）を求め、このＯａｖ（λ、Ａ２、ｉ）と、標準白色板を対象として同条件で測定された射出光量Ｏｓ２（λ）とを比較し、それらの比Ｏａｖ（λ、Ａ２、ｉ）／Ｏｓ２（λ）からα２ａｖ（λ、ｉ）を求める。そして、α２ａｖを反射率Ｒｃ（λ、ｉ）及び差分比（１−（α１ａｖ／α２ａｖ））を透明性Ｔｃ（λ、ｉ）として算出する。ここで、ｉは測定に使用したグレーチャートの番号である。

なお、反射率Ｒｃには、α１ａｖ、α２ａｖの何れも用いることができる。何れを用いるのが適当かについては、照射領域の大きさ及び照射領域と受光領域の大小関係に応じて決定する。確度良く測定するために選ばれた条件、例えば本実施形態のように、Ｏａｖ（λ、Ａ１、ｉ）の測定において測定領域と照射領域が等しくなるように光学系を設定した場合、α２ａｖを反射率Ｒｃとし、（１−（α１ａｖ／α２ａｖ））を透明性Ｔｃするのが好ましい。ただしＯａｖ（λ、Ａ１、ｉ）の測定において測定領域が照射領域より小さく、Ｏａｖ（λ、Ａ２、ｉ）の測定において測定領域が照射領域と等しくなるように光学系を設定した場合は、α１ａｖを反射率Ｒｃとし、（１−（α２ａｖ／α１ａｖ））を透明性Ｔｃすることが好ましくなることがあり得る。ここで前述した補正を行った場合、測定領域は、照射領域が受光領域よりも小さい場合は照射領域と等しくなり、照射領域が受光領域よりも大きい場合は受光領域と等しくなる。

前記演算処理装置は、上述のようにして算出した透明性Ｔｃ（λ、ｉ）及び反射率Ｒｃ（λ、ｉ）に基づいて、透明性Ｔｃ（λ、ｉ）を反射率Ｒｃ（λ、ｉ）の対数に対して直線回帰させたときの、透明性Ｔｃの軸の切片Ｃ０及び傾きＣ１（λ）を求め、これらを較正処理用の係数として前記主記憶装置又は補助記憶装置に記憶させる。

次に、評価の対象となる被検体の照射領域Ａ１について、それぞれ射出光量Ｏ（λ、Ａ１、１）〜Ｏ（λ、Ａ１、Ｎ）の平均Ｏａｖ（λ、Ａ１）を求め、このＯａｖ（λ、Ａ１）と、標準白色板を対象として被検体と同条件で測定された射出光量Ｏｓ１（λ）とを比較し、それらの比Ｏａｖ（λ、Ａ１）／Ｏｓ１（λ）からα１ａｖ（λ）を求める。照射領域Ａ２についても同様に、それぞれ射出光量Ｏ（λ、Ａ２、１）〜Ｏ（λ、Ａ２、Ｎ）の平均Ｏａｖ（λ、Ａ２）を求めるとともに、このＯａｖ（λ、Ａ２）と、標準白色板を対象として被検体と同条件で測定された射出光量Ｏｓ２（λ）とを比較し、それらの比Ｏａｖ（λ、Ａ２）／Ｏｓ２（λ）からα２ａｖ（λ）を求める。そして、これらα１ａｖとα２ａｖを用い、α２ａｖを反射率Ｒ、及び差分比（１−（α１ａｖ／α２ａｖ））を透明性Ｔとする。

前記演算処理装置は、さらに、前記係数Ｃ０及びＣ１、並びに上述のようにして求められた透明性評価の対象部における前記反射率Ｒ及び前記透明性Ｔから、下記式（１）で補正される透明性Ｔ’（λ）を再計算し、透明性を較正する。
Ｔ’（λ）＝（Ｔ（λ）−Ｔｂ（λ））／（１−Ｔｂ（λ））・・・（１）
ただし、Ｔｂ（λ）＝Ｃ０（λ）＋Ｃ１（λ）×ｌｏｇ（Ｒ（λ））である。ここで、ｌｏｇは常用対数を表す。
そして、その結果を前記主記憶装置又は補助記憶装置に記憶させるとともに、波長毎のスペクトログラム（分光特性のグラフ）として出力装置３３に出力させる。

上述のように処理して得られた出力結果を通して、前記演算処理装置は、較正処理を行った透明性Ｔ’が１に近い程被検体が透明であり、０に近い程不透明であるとする評価を出力する。なお、これらの一連の統計的な処理及び出力処理は、市販されている表計算ソフトウェアのスプレッドシート上において対話的に処理して行うこともできる。

本実施形態の評価装置１によれば、絞り２４で照射領域を二段階に変更させてそれぞれの照射領域について照射光量及び射出光量を求め、それらの比較を統計的処理によって行うだけで、後述するように被検体の性状変化の影響を除いた透明性の評価を簡単に精度よく行うことができる。また、その評価に際して、前述のような透明性の較正処理を行っているため、測定領域の反射率にかかわらず、正しい透明性の評価を行うことができる。

次に、本発明の透明性の評価方法を、その好ましい実施形態として前記評価装置１を用いた実施形態に基づいて説明する。なお、以下に本発明の透明性の評価方法において説明される照射光量は、評価装置１を用いた実施形態においては、前述のように、被検体の代わりに標準白色板を対象として該被検体と同様にして照射領域を変えて前記光源から光を照射したときに、それぞれの照射領域から受光したそれぞれの射出光の受光量（射出光量）である。この標準白色板を対象とした射出光量の測定はそれぞれの照射領域について複数回ずつ行うことが好ましいが、１回ずつでもよい。

まず、上述のように較正処理用の係数算出のための射出光量の測定を行うため、図２（ａ）及び（ｂ）に示したように、前記評価装置１を用い、照射領域を絞り２４によって変更し、明度の異なるｎ枚のグレーチャートにおける第１の照射領域Ａ１と、第１の照射領域Ａ１を含む第２の照射領域Ａ２とに、それぞれ光源２２から光を照射し、第１の照射領域Ａ１及び第２の照射領域Ａ２から戻って来る射出光を受光器２３で受光し、前記第１の照射領域Ａ１及び前記第２の照射領域Ａ２へのそれぞれの射出光量を測定する。そして、測定された射出光量を本体３１に取り込んで、前述のように、較正処理用の係数Ｃ０及びＣ１を算出する。周囲からの光のまわり込みを防止するために、各グレーチャートは、開口部２４０の周縁部の全周にわたり該周縁部と密接させる。

次に、前記評価装置１を用い、較正処理用の係数算出のための射出光量測定と同様に照射領域を絞り２４によって変更し、透明性評価の対象部における第１の照射領域Ａ１と、第１の照射領域Ａ１を含む第２の照射領域Ａ２とに、それぞれ光源２２から光を照射し、第１の照射領域Ａ１及び第２の照射領域Ａ２から戻って来る射出光を受光器２３で受光し、標準白色板を対象として被検体と同条件で測定された射出光量と、第１の照射領域Ａ１及び第２の照射領域Ａ２から受光したそれぞれの射出光量Ｏ１、Ｏ２に基づいて、反射率Ｒ及び透明性Ｔを算出する。周囲からの光のまわり込みを防止するために、被検体は、開口部２４０の周縁部の全周にわたり該周縁部と密接させる。

その際、人の皮膚のように状態が刻々と変わるような被検体を測定する場合には、前記光の照射及び前記射出光の受光の操作（測定）を前記両照射領域について交互に複数回（本実施形態では５回）ずつ行い、本体３１において、前記照射光量と前記射出光量との比較を、該複数回ずつの操作について統計的に処理して行う。両照射領域について交互に行う操作間隔（測定間隔）は、短い程好ましいが、被験者の心理的な緊張などに伴う皮膚の性状の変化が起こる前に一連の測定を完了するためには、１５秒以下、特に１０秒以下が好ましい。また、両照射領域についての操作回数（測定回数）は、多い程より精度が高くなるが、実用性、回数に対する効果の度合い、皮膚の性状の変化が起こる前に一連の測定を完了することを考慮すると、３〜１０回程度が好ましい。

次に、本体３１によって、前記複数回ずつの操作について、標準白色板を対象として被検体と同条件で測定された射出光量Ｏｓ１と前記第１の照射領域から受光した前記射出光量の平均Ｏ１（＝Ｏａｖ（λ、Ａ１））との比α１ａｖ（＝Ｏ１／Ｏｓ１）と、標準白色板を対象として被検体と同条件で測定された射出光量Ｏｓ２と該第２の照射領域から受光した前記射出光量の平均Ｏ２（＝Ｏａｖ（λ、Ａ２））との比α２ａｖ（＝Ｏ２／Ｏｓ２）とを求める。そして、前記比α２ａｖを反射率Ｒ、差分比（１−（α１ａｖ／α２ａｖ））を透明性Ｔとして演算処理し、前記主記憶装置又は外部記憶装置に記憶させるとともに、前記出力装置３３に出力させる。

さらに、前記係数Ｃ０及びＣ１、並びに前記反射率Ｒ及び前記透明性Ｔから、前記式（１）で補正される透明性Ｔ’（λ）を再計算し、透明性Ｔを較正し、その結果を前記主記憶装置又は補助記憶装置に記憶させ、波長毎のスペクトログラム（分光特性のグラフ）として出力装置３３に出力させ、透明性Ｔ’が１に近い程透明であると評価させる。

照射領域に含まれない領域からの反射を補正するためにサンプルのない（照射領域に入った光が戻ってこない）状態で受光量を測定しておき、射出光量Ｏ１、Ｏ２を求める際には、実測値から前記の測定値を差し引いて補正を行うことが好ましい。

好ましい第１の照射領域、測定領域、及び第２の照射領域、測定領域の面積は、被検体の大きさ、形状、透明性などに依存するが、被検体として人の皮膚を選んだ場合、前記第１の照射領域と前記第２の照射領域との面積比（Ａ１／Ａ２）は、０．０３〜０．４、特に０．０７〜０．２が好ましい。該面積比を斯かる範囲とすることで、第１の照射領域の測定での受光量をある程度確保しつつ、第１の照射領域の測定と第２の照射領域の測定との受光量の差異を得ることができ、皮膚の透明性を客観的に精度よく評価することができる。

前記第１の照射領域は、被検体の大きさ、形状、透明性などに応じて適する面積は異なるが、人の皮膚を被検体とする場合には、１〜３０ｍｍ²、特に４〜１５ｍｍ²が好ましい。前記第２の照射領域の面積は、同じく人の皮膚を被検体とする場合には、３０〜１５０ｍｍ²、特に４０〜１００ｍｍ²が好ましい。前記第１の測定領域の面積は、１〜３０ｍｍ²、特に４〜１５ｍｍ²が好ましい。前記第２の測定領域の面積は、１〜１２０ｍｍ²、特に４〜８０ｍｍ²が好ましい。斯かる範囲とすることで、絞り２４を皮膚に密着させることができ、また受光量に対する回り込みの光の量をより正確に検出することができるので、皮膚の透明性を客観的に精度よく評価することができる。
なお、各照射領域の形状は略円形が好ましいが、他にも楕円形、矩形、正方形、菱形等で設計することができる。円形の場合、前記第１の照射領域の直径は、１〜６ｍｍ、特に２〜４ｍｍが好ましい。前記第２の照射領域の直径は、６〜１４ｍｍ、特に７〜１１ｍｍが好ましい。

前記第２の照射領域は、前記第１の照射領域より大きいことが好ましく、さらに前記第１の照射領域を全て含んでいることが好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲において、部分的に含んでいてもよい。また、前記第２の照射領域は、前記第１の照射領域と同心であることが好ましい。さらには、顔料を充分均質に分散させた後硬化させたシリコーン樹脂のように、測定対象が光学的に充分に均質であり、反射率及び透明性が部位によらず一定であり、部位によらず同じ測定値が得られる場合は、第１の照射領域と第２の照射領域が全く異なっていても構わない。

前記第１の照射領域及び前記第２の照射領域に照射する前記光は、前述のように、測定を被検体の外観に対応させるためには、可視光領域（波長３６０〜７４０ｎｍ）を含むものであれば、特に制限はないが、ダイナミックレンジをそろえるためには白色光が望ましい。また、特定の波長に着目する場合には、その波長を含む光であればよい。また、フォトクロミックな化粧品を塗布した肌を測定する等の場合は、照射する光に紫外線を含ませてもよい。

前記第１の照射領域及び前記第２の照射領域から射出された前記光のうち受光する該光の波長は３６０〜７４０ｎｍが好ましい。受光する該光の波長を斯かる範囲とすることで、人間が認識できる全ての波長がカバーされるので、透明性を客観的に評価することができる。小型化、低コストのためには、光源を発光ダイオードに、受光器をモノクロにすることもできる。

受光器のダイナミックレンジはより大きいほうが好ましい。また、照射光量は、標準白色板を測定したときに受光する光の強度が受光器のダイナミックレンジを越えない範囲で大きいことが好ましい。

本実施形態による透明性の評価方法は、照射光に対する回り込み（前述の微小な光の回り込み）のほとんどが検出されるため、得られる評価結果は、被検体の透明性をより正確に反映したものである。また、その評価に際して、前述のような透明性の較正処理を行っているため、測定領域の反射率にかかわらず、正しい透明性の評価を行うことができる。また、該評価方法では、被検体の反射率も測定することができ、従来法ではできなかった、表面反射も含めた測定誤差の少ない正確な評価を行えるほか、透明性に与える色の影響を取り除くことができ、精度の高い評価を行うことができる。

本発明は、前記実施形態に何ら制限されない。
前記第１の照射領域及び前記第２の照射領域に照射する前記光の照射条件及び前記射出光の受光条件に特に制限はなく、前記実施形態のｄ／８°なる光学系の射出・受光条件の他、ＪＩＳＺ８７２２（２０００）に準拠した照射・受光条件で照射し受光する条件であればよい。特に外部からの光を遮断した照射・受光条件で照射し受光することが好ましい。

また、前記実施形態では、何れも被検体の代わりに標準白色板を対象として該被検体と同様にして照射領域を変えて前記光源から光を照射したときに、それぞれの照射領域から受光したそれぞれの射出光の受光量（射出光量）を照射光量としたが、被検体に照射された照射光量として直接測定した値を用いる場合には、本体の演算処理装置による照射光量と射出光量との比較に基づく評価を行うときの比較の統計的な処理は、例えば以下のようにして行われる。

即ち、照射領域Ａ１の測定について、照射光量Ｉ（λ、Ａ１、１）〜Ｉ（λ、Ａ１、Ｎ）の平均Ｉａｖ（λ、Ａ１）及び射出光量Ｏ（λ、Ａ１、１）〜Ｏ（λ、Ａ１、Ｎ）の平均Ｏａｖ（λ、Ａ１）を求め、それらの比Ｏａｖ（λ、Ａ１）／Ｉａｖ（λ、Ａ１）からα１ａｖ（λ）を求める。Ｉａｖ（λ）及びＯａｖ（λ）を求める際のＮは同じであってもよいし、異なっていてもよい。照射領域Ａ２の測定についても同様に、Ｉ（λ、Ａ２、１）〜Ｉ（λ、Ａ２、Ｎ）の平均Ｉａｖ（λ、Ａ２）及びＯ（λ、Ａ２、１）〜Ｏ（λ、Ａ２、Ｎ）の平均Ｏａｖ（λ、Ａ２）を求め、それらの比Ｏａｖ（λ、Ａ２）／Ｉａｖ（λ、Ａ２）からα２ａｖ（λ）を求める。この場合もＩａｖ（λ）及びＯａｖ（λ）を求める際のＮは同じであってもよいし、異なっていてもよい。そして、これらα１ａｖとα２ａｖとを比或いは差分比として比較する。

また、前記実施形態では、装置本体からの測定値を別体のコンピュータシステムで処理するようにしたが、装置本体に出力装置を付設するとともに装置本体の備えるマイクロコンピュータユニットに前記コンピュータシステムにおける評価処理を行わせることもできる。

本発明の透明性の評価方法及び装置は、測定対象に特に制限はない。固体、粉体、液体などの製造過程又は完成品に対して用いることで、プロセス管理、品質管理などを行うことができる。

本発明の透明性の評価方法及び装置は、人の皮膚に対しても用いることができ、その場合、素肌は勿論、各種基礎化粧料の使用後における肌、メイクアップ化粧料を施した肌、日焼け肌等の透明性評価にも適用することができる。さらに顔（唇を含む）は勿論、手足（爪を含む）や人体の各部位の肌の透明性を評価することができる。

また、本発明の透明性の評価方法は、美容分野、特に、各種基礎化粧料、メイクアップ化粧料、洗顔料若しくは日焼け止め等の推奨、開発、効能の評価、タンニングの評価、化粧方法の推奨等に適用することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は本実施例に何ら制限されない。

〔実施例〕
＜透明性の評価＞
下記の装置本体を使用し、色較正用の標準白色板、下記のグレーチャート及びサンプルについて、下記のように絞りを変更して照射領域を変え、５回ずつ（Ｎ＝５）射出光量を測定した。光源として、白色光を用いた。次いで、該装置本体に接続した市販のパーソナルコンピュータシステムにおいて、分光測色計ＣＭシリーズ用色彩管理ソフトウェア「ＣＭ−Ｓ９ｗ」を起動し、これら測定した射出光量を測定装置からＣＳＶ形式で該コンピュータシステムに取り込んだ。そして、市販のスプレッドシート（米国マイクロソフト社製「Ｅｘｃｅｌ」）上で、これらの射出光量について前記実施形態において説明したように統計的な処理を行った後、反射率Ｒ、透明性Ｔ及び較正処理用の係数を求めた。

＜測定条件＞
装置本体：ミノルタ（株）製、分光測色計「ＣＭ−２６００ｄ」
照射・受光条件：ｄ／８°（ＪＩＳＺ８７２２）
第１の照射領域：Ｌ１（直径）＝４．８ｍｍの円形
第１の測定領域：Ｍ１（測定径：直径）＝４．８ｍｍの円形
第２の照射領域：第１の照射領域と略同心でＬ２（直径）＝１１ｍｍの円形
第２の測定領域：第１の照射領域と略同心でＭ２（測定径：直径）＝８ｍｍの円形
測定：各領域について５回ずつの測定を、３度行った。
各測定の間隔：約１０秒
グレーチャート：マンセルカラーチェッカー（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）中のグレーチャート（＃１９〜＃２４の計６枚）

次に、較正検証用サンプルとして、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製のグレーチャート以外のカラーチャート（有彩色のチャート：＃１８、＃１７、＃１６、＃１５、＃１４、＃１３、＃２、＃１））について上述のサンプルと同様の方法で反射率Ｒ、透明性Ｔを求めた後、グレーチャートを用いて上述のように求めた較正処理用の係数を用いて透明性Ｔ’を再計算した。その結果を図４に示した。

〔比較例〕
実施例１について、透明性の較正処理による再計算を行わなかった場合を比較例とした。その結果を図５に示した。

図４、５に示したように、実施例では、比較例に比べて透明性が負の値となることが格段に改善されることがわかった。

本発明によれば、透明性を簡便に反射率の影響を抑えて客観的で精度よく評価することができる方法及び装置が提供される。

本発明の透明性の評価装置の一実施形態を模式的に示す図である。本発明の透明性の評価装置における照射光及び射出光の照射・受光条件を模式的に示す図であり、（ａ）は第１の照射領域での照射・受光条件を示す図、（ｂ）は第２の照射領域での照射・受光条件を示す図である。本発明の透明性の評価装置における絞りの機構を模式的に示す図であり、（ａ）はアイリス絞りを示す図、（ｂ）はスライド式絞りを示す図である。実施例によるサンプルの透明性の算出結果を示す図である。比較例によるサンプルの透明性の算出結果示す図である。

符号の説明

１透明性の評価装置
２測定装置本体
２１積分球
２２光源
２３受光器
２４絞り
３コンピュータシステム
３１本体（評価処理部）
３３出力装置

Claims

第１の照射領域と第１の照射領域を含む第２の照射領域とにそれぞれ光を照射して第１の照射領域及び第２の照射領域から戻って来る射出光をそれぞれ受光し、
第１の照射領域及び第２の照射領域へのそれぞれの照射光量Ｉ１及びＩ２と、第１の照射領域及び第２の照射領域から受光したそれぞれの前記射出光の射出光量Ｏ１及びＯ２とを求め、
各照射領域についての前記照射光量と前記射出光量との比Ｏ１／Ｉ１及びＯ２／Ｉ２をα１及びα２としたときに、α２を反射率Ｒ、（１−α１／α２）を透明性Ｔとするか、又はα１を反射率Ｒ、（１−α２／α１）を透明性Ｔとして透明性を評価する方法であって、明度の異なる複数の較正用グレーチャートに光を照射したときの、該光の波長ごとの前記反射率Ｒｃ（λ）及び前記透明性Ｔｃ（λ）を求め、
透明性Ｔｃ（λ）を反射率Ｒｃ（λ）の対数に対して直線回帰させたときの切片Ｃ０及び傾きＣ１（λ）を予め求めておき、
透明性評価の対象部における前記第１の照射領域及び前記第２の照射領域にそれぞれ光を照射して得られる前記反射率Ｒ及び前記透明性Ｔから、下記式（１）で補正される透明性Ｔ’に基づいて評価する透明性の評価方法。
Ｔ’（λ）＝（Ｔ（λ）−Ｔｂ（λ））／（１−Ｔｂ（λ））・・・（１）
ただし、Ｔｂ（λ）＝Ｃ０（λ）＋Ｃ１（λ）×ｌｏｇ（Ｒ（λ））である。
前記各照射光量として、実際の照射光量に代えて標準白色板を対象として光を照射したときの射出光量を用いる請求項１に記載の透明性の評価方法。
入射窓、照射窓及び受光窓を備えた積分球と、前記入射窓及び前記照射窓を介して照射領域に光を照射する光源と、前記受光窓を介して前記照射領域から戻って来る射出光を受光する受光器と、照射領域を変化させる絞りと、透明性を評価する評価処理部と、前記評価処理部の評価結果を出力する出力部とを備え、
第１の照射領域と第１の照射領域を含む第２の照射領域とに前記光源からそれぞれ光を照射して第１の照射領域及び第２の照射領域から戻って来る射出光を前記受光器でそれぞれ受光し、
前記評価処理部で、第１の照射領域及び第２の照射領域へのそれぞれの照射光量Ｉ１及びＩ２と、第１の照射領域及び第２の照射領域から受光したそれぞれの前記射出光の射出光量Ｏ１及びＯ２とを求め、
各照射領域についての前記照射光量と前記射出光量との比Ｏ１／Ｉ１及びＯ２／Ｉ２をα１及びα２としたときに、α２を反射率Ｒ、（１−α１／α２）を透明性Ｔとするか、又はα１を反射率Ｒ、（１−α２／α１）を透明性Ｔとして透明性を評価する装置であって、
前記評価処理部は、明度の異なる複数の較正用グレーチャートに前記光源から光を照射したときに求められる、該光の波長ごとの前記反射率Ｒｃ（λ）及び前記透明性Ｔｃ（λ）から、前記透明性Ｔｃ（λ）を前記反射率Ｒｃ（λ）の対数に対して直線回帰させたときの切片Ｃ０及び傾きＣ１（λ）を求め、透明性評価の対象部における前記第１の照射領域と前記第２の照射領域とにそれぞれ光を照射して得られる前記反射率Ｒ及び前記透明性Ｔから、下記式（１）で補正される透明性Ｔ’に基づいて評価する透明性の評価装置。
Ｔ’（λ）＝（Ｔ（λ）−Ｔｂ（λ））／（１−Ｔｂ（λ））・・・（１）
ただし、Ｔｂ（λ）＝Ｃ０（λ）＋Ｃ１（λ）×ｌｏｇ（Ｒ（λ））である。