JP2018054450A - Reflection spectrum measurement method - Google Patents

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俊希 市橋
Toshiki Ichihashi
俊希 市橋
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Satoshi Naito
智 内藤
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Sho Kikuchi
祥 菊池
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire the two-dimensional reflection spectrum of a test object with high accuracy utilizing interference spectroscopy.SOLUTION: Provided is a method for measuring each of the power spectrum A of multi-wavelength near-infrared light emitted from a light source L and reflected by a standard reflector and the power spectrum B of multi-wavelength near-infrared light emitted from the light source L and reflected by the skin of a human or a substance attached to the surface of the human skin as a test object 11 by interference spectroscopy, and finds a reflection spectrum of the test object 11 from the power spectra A and B. In measurement of the power spectrum A, a standard reflector having reflectance close to the human skin is used as the standard reflector. In measurement of the power spectra A and B, an optical path length difference and a sampling interval suitable for the acquisition of a spectrum of the wavelength region and wavelength resolution sufficient for the analysis of a skin surface composition are used, and the power spectra A and B are measured within a time in which human actions are restrictable.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、二次元フーリエ分光法を用いた反射スペクトルの測定方法に関する。   The present invention relates to a method for measuring a reflection spectrum using two-dimensional Fourier spectroscopy.

美容カウンセリングを行う場合、被験者の顔をカメラで撮影し、その画像を元に顔の輪郭、凹凸、肌の色等を評価することがしばしば行われている。このような顔の撮影においては、顔面の凹凸によって照明の当たり方にむらが生じ、画像に陰影が写り、皮膚表面のシミやソバカス等の正確な評価が妨げられることがある。そこで、被写体の顔等に最適な照明環境を提供するために、顔全体や体全体を筐体やエンクロージャー等によって覆い、その内部において光源を照射する装置が提案されている(特許文献1参照)。   When performing beauty counseling, it is often performed that a subject's face is photographed with a camera, and the contour of the face, unevenness, skin color, and the like are evaluated based on the image. When photographing such a face, unevenness of the face causes unevenness in the way the illumination is applied, shadows appear in the image, and accurate evaluation of spots, freckles, etc. on the skin surface may be hindered. Therefore, in order to provide an optimal illumination environment for the face of the subject, an apparatus has been proposed in which the entire face and the entire body are covered with a casing, an enclosure, and the like, and a light source is irradiated in the interior (see Patent Document 1). .

特許文献2にも、被験者の顔を撮影するために用いられる顔撮影装置が記載されている。この装置は、被写体の顔全体の部分を収容し略球状の空間が形成された筐体と、筐体の空間内に光を照射する少なくとも2つの光源と、光源による光が照射された顔全体の部分を撮影する撮像手段とを有するものである。光源は、球状の面において被写体の左右対称の位置にそれぞれ1又は複数配置されている。   Patent Document 2 also describes a face photographing apparatus used for photographing a subject's face. This apparatus includes a housing that accommodates a portion of the entire face of a subject and that has a substantially spherical space, at least two light sources that irradiate light into the space of the housing, and the entire face that is irradiated with light from the light source. And imaging means for photographing the portion. One or a plurality of light sources are arranged at symmetrical positions of the subject on the spherical surface.

これらの技術とは別に、生体成分を非侵襲で精度よく測定できる分光計測装置が提案されている(特許文献3参照)。同文献においては、手の平を測定対象として近赤外光を照射し、干渉分光法によって近赤外光スペクトルを二次元的に取得している。同文献に記載の装置によれば、例えば静脈パターンを認識することで、生体膜表層の血管領域の近赤外二次元分光像をより明確に取得できると、同文献には記載されている。   Apart from these techniques, a spectroscopic measurement device that can measure biological components non-invasively and with high accuracy has been proposed (see Patent Document 3). In this document, near infrared light is irradiated with a palm as a measurement object, and a near infrared light spectrum is acquired two-dimensionally by interferometry. According to the apparatus described in the same document, it is described in the same document that, for example, a near-infrared two-dimensional spectroscopic image of a blood vessel region on the surface of a biological membrane can be acquired more clearly by recognizing a vein pattern.

特開2004−251750号公報JP 2004-251750 A 特開2009−245393号公報JP 2009-245393 A 特開2008−309707号公報JP 2008-309707 A

特許文献1及び2に記載されているような肌の評価技術において、特許文献3に記載されている近赤外光二次元スペクトルを得ようとする場合、干渉分光法の測定条件によっては測定を正確に行えない場合がある。   In the skin evaluation technique described in Patent Documents 1 and 2, when trying to obtain a near-infrared light two-dimensional spectrum described in Patent Document 3, the measurement may be accurate depending on the measurement conditions of interference spectroscopy. May not be possible.

したがって本発明の課題は、干渉分光法を利用した近赤外二次元分光法の技術の改良にある。   Therefore, an object of the present invention is to improve the technique of near-infrared two-dimensional spectroscopy using interference spectroscopy.

前記の課題を解決すべく本発明者が鋭意検討した結果、反射スペクトルを得るために必要なレファレンスのパワースペクトルの測定条件をコントロールすることが有効であることを知見した。   As a result of intensive studies by the inventor to solve the above-mentioned problems, it has been found that it is effective to control the measurement conditions of the reference power spectrum necessary for obtaining the reflection spectrum.

本発明は前記の知見に基づきなされたものであり、光源から発せられ且つ標準反射板にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルA、及び光源から発せられ且つ被験体としてのヒトの皮膚又はヒト皮膚表面付着物にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルBを、それぞれ近赤外二次元フーリエ分光法によって測定し、パワースペクトルA及びBから該被験体の反射スペクトルを求める方法であって、
パワースペクトルAの測定において、前記標準反射板として、ヒト皮膚に近い反射率を持つ標準反射板を用い、
パワースペクトルA及びBの測定において、皮膚表面組成の解析に足る波長域及び波長分解能のスペクトルの取得に適した光路長差及びサンプリング間隔を用い、ヒトの動作を制限可能な時間内にパワースペクトルA及びBを測定する、反射スペクトルの測定方法を提供することにより前記の課題を解決したものである。
The present invention has been made on the basis of the above-mentioned findings. The power spectrum A of multi-wavelength near-infrared light emitted from a light source and reflected by a standard reflector, and the human spectrum as a subject emitted from the light source. The power spectrum B of multi-wavelength near-infrared light reflected by the skin or human skin surface deposit is measured by near-infrared two-dimensional Fourier spectroscopy, and the reflection spectrum of the subject is determined from the power spectra A and B. A method of seeking
In the measurement of the power spectrum A, a standard reflector having a reflectance close to that of human skin is used as the standard reflector.
In the measurement of the power spectra A and B, using the optical path length difference and the sampling interval suitable for acquiring the spectrum of wavelength range and wavelength resolution sufficient for the analysis of the skin surface composition, the power spectrum A within the time that can limit the human movement. And the above-mentioned subject is solved by providing the measuring method of a reflection spectrum which measures B and B.

本発明によれば、干渉分光法を利用した被験体の二次元反射スペクトルを高い精度において、所定の時間内で取得することが可能となる。   According to the present invention, a two-dimensional reflection spectrum of a subject using interference spectroscopy can be acquired within a predetermined time with high accuracy.

図1は、本発明の測定方法においてスペクトルを測定するための測定系を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a measurement system for measuring a spectrum in the measurement method of the present invention. 図2は、本発明で用いられる分光システムの概略的なシステム構成図である。FIG. 2 is a schematic system configuration diagram of the spectroscopic system used in the present invention. 図3は、固定ミラー部及び可動ミラー部の反射面における物体光の照射分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an irradiation distribution of object light on the reflection surfaces of the fixed mirror unit and the movable mirror unit. 図4(a)は、インターフェログラムを示す図であり、図4(b)は図4(a)に示すインターフェログラムをフーリエ変換したスペクトルの波形図である。4A is a diagram showing an interferogram, and FIG. 4B is a waveform diagram of a spectrum obtained by Fourier transforming the interferogram shown in FIG. 4A. 図5(a)ないし(c)はそれぞれ、インターフェログラムの生成原理を説明するための図である。FIGS. 5A to 5C are diagrams for explaining the generation principle of the interferogram. 図6(a)ないし(c)はそれぞれ、位相シフターの動作を示す説明図である。FIGS. 6A to 6C are explanatory diagrams showing the operation of the phase shifter. 図7は、実施例2で得られた反射スペクトル(吸光度表示)である。FIG. 7 is a reflection spectrum (absorbance display) obtained in Example 2. 図8は、比較例1で得られた反射スペクトル(吸光度表示)である。FIG. 8 is a reflection spectrum (absorbance display) obtained in Comparative Example 1. 図9は、実施例3において反射スペクトルを測定するための測定系を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a measurement system for measuring a reflection spectrum in the third embodiment. 図10は、実施例3で取得された反射スペクトルと角度θとの関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the reflection spectrum acquired in Example 3 and the angle θ. 図11(a)及び(b)はそれぞれ実施例3で取得された、波長と角度θとの関係を示す検量線である。FIGS. 11A and 11B are calibration curves showing the relationship between the wavelength and the angle θ acquired in Example 3, respectively. 図12(a)は、実施例3で得られた、角度補正後の水の吸光度の強度分布を示す画像であり、図12(b)は、角度補正前の水の吸光度の強度分布を示す画像である。12A is an image showing the intensity distribution of water absorbance after angle correction obtained in Example 3, and FIG. 12B shows the intensity distribution of water absorbance before angle correction. It is an image. 図13は、実施例4の測定方法においてスペクトルを測定するための測定系を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a measurement system for measuring a spectrum in the measurement method of Example 4. 図14は、実施例4で用いた光学フィルタの近赤外光透過特性を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the near-infrared light transmission characteristics of the optical filter used in Example 4. 図15は、実施例4で用いた光源の光が光学フィルタを透過した後のスペクトルを示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing a spectrum after the light of the light source used in Example 4 has passed through the optical filter. 図16は、実施例4で得られた近赤外光のパワースペクトルを示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the power spectrum of near-infrared light obtained in Example 4. 図17は、光学フィルタを用いて実施例4で得られた反射スペクトル(吸光度表示)である。FIG. 17 is a reflection spectrum (absorbance display) obtained in Example 4 using an optical filter. 図18は、光学フィルタを用いずに実施例4で得られた反射スペクトル(吸光度表示)である。FIG. 18 is a reflection spectrum (absorbance display) obtained in Example 4 without using an optical filter.

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。本発明は、近赤外光を被験体に照射し、反射光のスペクトルを測定する方法に関するものである。近赤外光とは波長が約800nmから約2500nmまでの範囲の電磁波のことである。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The present invention relates to a method of irradiating a subject with near infrared light and measuring a spectrum of reflected light. Near-infrared light is an electromagnetic wave having a wavelength ranging from about 800 nm to about 2500 nm.

本発明における測定の対象である被験体はヒトの皮膚又は/及びヒト皮膚表面付着物である。皮膚の部位に特に制限はなく、測定に支障がない限り身体の任意の部位を被験体に供することができる。例えば、顔、腕、背中、脚などを測定対象とすることができるが、好ましくは顔である。ヒト皮膚表面付着物としては、例えば皮脂、汗、化粧料、及び汚れなどが挙げられる。   The subject to be measured in the present invention is human skin or / and human skin surface deposits. There is no particular limitation on the skin part, and any part of the body can be provided to the subject as long as the measurement is not hindered. For example, the face, arms, back, legs, etc. can be measured, but the face is preferred. Examples of human skin surface deposits include sebum, sweat, cosmetics, and dirt.

本発明の測定は非医療目的で行われる。非医療目的の具体例としては、美容カウンセリング、ユーザーの化粧品の選択、化粧品の開発、おむつや生理用品の開発、衣料の開発、皮膚用洗浄料の開発、及び顧客とのコミュニケーション用の情報交換手段の開発などが挙げられるが、これらに限られない。   The measurements of the present invention are performed for non-medical purposes. Specific examples of non-medical purposes include beauty counseling, selection of cosmetics for users, development of cosmetics, development of diapers and sanitary products, development of clothing, development of skin cleaning products, and information exchange means for communication with customers The development of such as, but not limited to.

被験体は、その測定対象面となる外面が平面(すなわち二次元形状)であってもよく、あるいは凹凸を有する三次元形状をしていてもよい。   The subject may have a flat surface (that is, a two-dimensional shape) as an outer surface to be measured, or a three-dimensional shape having irregularities.

本発明の測定方法は、被験体に照射された近赤外光の反射スペクトルを測定して、被験体における測定対象面における反射スペクトルを二次元的に取得することに係る。反射スペクトルを二次元的に取得するとは、例えば測定対象面(この面は完全な平面の二次元的な面でもよく、あるいは凹凸を有する三次元的な面でもよい。)の任意の位置での座標を(x、y)とし(iは測定対象面における座標の数を示し、1からnまでの数をとる。)、その座標(x、y)での近赤外光の波長域での反射スペクトルをPとしたとき、(x、y)から(x、y)までのすべての座標での反射スペクトルPからPまでを取得することをいう。したがって、単位面積に含まれる座標(x、y)の数が多いほど、解像度の高い測定が可能となる。 The measurement method of the present invention relates to measuring a reflection spectrum of near-infrared light irradiated on a subject and obtaining a reflection spectrum on a measurement target surface in the subject two-dimensionally. To obtain a reflection spectrum two-dimensionally means, for example, that a measurement target surface (this surface may be a perfect two-dimensional surface or a three-dimensional surface having irregularities) at an arbitrary position. The coordinates are (x i , y i ) (i is the number of coordinates on the surface to be measured and takes a number from 1 to n), and the near infrared light at the coordinates (x i , y i ) When the reflection spectrum in the wavelength region is P i , it means obtaining the reflection spectra P 1 to P n at all coordinates from (x 1 , y 1 ) to (x n , y n ). Therefore, the higher the number of coordinates (x i , y i ) included in the unit area, the higher the resolution can be measured.

本発明においては、光源から発せられ且つ標準反射板にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルA、及び光源から発せられ且つ被験体にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルBを、それぞれ干渉分光法である近赤外二次元フーリエ分光法によって測定する。被験体としては、上述のとおりヒトの皮膚が用いられる。そして、パワースペクトルA及びBから被験体の反射スペクトルを測定する。パワースペクトルA及びBから被験体の反射スペクトルを求める場合には、パワースペクトルB/パワースペクトルAの算出式を用いることができる。   In the present invention, the power spectrum A of the multi-wavelength near infrared light emitted from the light source and reflected by the standard reflector, and the power of the multi-wavelength near infrared light emitted from the light source and reflected by the subject. The spectrum B is measured by near-infrared two-dimensional Fourier spectroscopy, which is interferometry. As the subject, human skin is used as described above. Then, the reflection spectrum of the subject is measured from the power spectra A and B. When obtaining the reflection spectrum of the subject from the power spectra A and B, the formula for calculating the power spectrum B / power spectrum A can be used.

被験体は、光源から発せられた多波長の近赤外光照明下に配置される。光源としては、多波長の近赤外光の照射が可能なものであれば、その種類に特に制限はない。そのような光源の例としては、近赤外光の波長域に連続スペクトルを有するハロゲンランプなどが挙げられる。   The subject is placed under multi-wavelength near infrared light illumination emitted from a light source. The light source is not particularly limited as long as it can emit multi-wavelength near infrared light. An example of such a light source is a halogen lamp having a continuous spectrum in the near infrared wavelength region.

測定に際しては、光源とともに検出器を含む分光システムが配置され、これらと被験体とで測定系が構成される。測定系の一例を図1に示す。同図に示すとおり、分光システム10における検出器の配置位置は、光源Lから被験体11に照射された近赤外光の反射光を検出可能な位置であれば特に制限はない。一般的には、被験体11に対して、分光システム10を正面の位置に配置することが、正確な反射スペクトルの測定の点から好ましい。分光システム10に備えられる検出器としては、近赤外光の検出が可能な装置として、当該技術分野において知られているものを特に制限なく用いることができ、その例としてはInGaAsやPbSeなどが挙げられる、特にInGaAs/GaAsSb type-II量子井戸受光素子が好ましい。光源Lとしては、例えばリング状光源を用いることができる。この場合、被験体11はリング状光源Lの内部に位置するように、両者の位置関係を調整する。   At the time of measurement, a spectroscopic system including a light source and a detector is arranged, and these and a subject constitute a measurement system. An example of the measurement system is shown in FIG. As shown in the figure, the arrangement position of the detector in the spectroscopic system 10 is not particularly limited as long as it can detect the reflected light of the near infrared light irradiated from the light source L to the subject 11. In general, it is preferable to place the spectroscopic system 10 in front of the subject 11 in terms of accurate reflection spectrum measurement. As the detector provided in the spectroscopic system 10, a device known in the technical field can be used as a device capable of detecting near-infrared light, and examples thereof include InGaAs and PbSe. In particular, an InGaAs / GaAsSb type-II quantum well light-receiving element is preferable. As the light source L, for example, a ring-shaped light source can be used. In this case, the subject 11 adjusts the positional relationship so that the subject 11 is positioned inside the ring-shaped light source L.

なお図1においては、光源Lから発せられた近赤外光の照射位置に被験体11が配置されており、この配置状態においては、パワースペクトルBが測定される。一方、パワースペクトルAを測定する場合には、被験体11を配置する位置に、該被験体11に代えて標準反射板(図示せず)を配置すればよい。標準反射板は、被験体11にて反射した光に対するレファレンスの光を生じさせるために用いられるものであり、それによってレファレンスの標準反射板の反射率に対する被験体の相対反射率を求めることができる。   In FIG. 1, the subject 11 is arranged at the irradiation position of near-infrared light emitted from the light source L. In this arrangement state, the power spectrum B is measured. On the other hand, when the power spectrum A is measured, a standard reflector (not shown) may be disposed at the position where the subject 11 is disposed instead of the subject 11. The standard reflector is used to generate a reference light with respect to the light reflected by the subject 11, whereby the relative reflectance of the subject with respect to the reflectance of the reference standard reflector can be obtained. .

干渉分光法に用いられてきたこれまでの標準反射板は、一般に、照射する光の波長域において反射率が100%又はそれに近いものであった。これとは対照的に、本発明においては、標準反射板として、ヒトの皮膚に近い反射率を持つ反射率既知の標準反射板を用いている。ヒトの皮膚の反射率は、身体の部位や人種等によってある程度のばらつきはあるものの、通常3%以上30%以下の範囲である。したがって、本発明で用いる標準反射板はその反射率が3%以上30%以下であることが好ましく、10%以上20%以下であることが更に好ましい。標準反射板の反射率は、波長1000nm以上2500nm以下の範囲で測定された値であり、また、反射率の測定は、積分球を用いる、全光束測定システム等で測定された値である。   Conventional standard reflectors used so far for interference spectroscopy generally have a reflectivity of 100% or close to the wavelength range of the light to be irradiated. In contrast, in the present invention, a standard reflector with a known reflectance having a reflectance close to that of human skin is used as the standard reflector. The reflectance of human skin is usually in the range of 3% to 30%, although there is some variation depending on the body part, race, and the like. Therefore, the reflectance of the standard reflector used in the present invention is preferably 3% or more and 30% or less, and more preferably 10% or more and 20% or less. The reflectance of the standard reflector is a value measured in a wavelength range of 1000 nm to 2500 nm, and the reflectance is a value measured by an total luminous flux measurement system using an integrating sphere.

標準反射板としてはヒトの皮膚に近い反射率を持つ反射率既知の標準反射板を用いることで、反射率が100%又はそれに近い標準反射板を用いる場合に比べて、パワースペクトルBを一層精密に測定し得ることが本発明者の検討の結果判明した。皮膚の近赤外光の反射率が上述のとおり約3%〜約30%であるところ、反射率が同等の反射板を標準板として用いることで、皮膚計測に対して最適な光量でパワースペクトルA及びパワースペクトルBを取得することが可能となる。一方、反射率100%の反射板を用いた場合には、皮膚計測に適した光量で撮影を行った場合、検出器の検出範囲を超えてしまうため、パワースペクトルAを取得することができない場合がある。そのため、100%反射板の測定に適した光量での計測が必要となり、十分な光量での皮膚計測が困難であるため、パワースペクトルBのSN(シグナル/ノイズ比)が低下する傾向にある。   By using a standard reflector with known reflectance having a reflectance close to that of human skin as the standard reflector, the power spectrum B is more precise than when using a standard reflector having a reflectance of 100% or close to it. As a result of the study of the present inventor, it has been found that it is possible to measure the As described above, the reflectance of the near infrared light of the skin is about 3% to about 30%. By using a reflector with the same reflectance as the standard plate, the power spectrum with the optimum light quantity for skin measurement. A and power spectrum B can be acquired. On the other hand, when a reflector having a reflectance of 100% is used, the power spectrum A cannot be acquired because the detection range of the detector is exceeded when photographing is performed with a light amount suitable for skin measurement. There is. For this reason, measurement with a light amount suitable for the measurement of the 100% reflector is necessary, and skin measurement with a sufficient light amount is difficult, so that the SN (signal / noise ratio) of the power spectrum B tends to decrease.

上述の範囲の反射率を有する標準反射板を構成する物質としては、例えば樹脂、紙、カーボン紙、モデル皮膚、人工皮膚、プラスチック板、無機粒子を均一に塗布した板、ガラス板、金属メッシュなどが挙げられる。樹脂の中で特に、スペクトラロン(ラブスフィア社製)は、広い波長範囲で一定の反射率を有することから、特に望ましい。スペクトラロンはポリ四フッ化エチレンの粉末を押し固めベーキングした物品である。紙としては、黒及び灰色の画用紙などが好適に用いられる。カーボン紙としては、カーボン紙、プラスチックカーボン紙及びノーカーボン紙などが好適に用いられる。モデル皮膚としては、バイオスキン及び切除皮膚などが好適に用いられる。プラスチック板としては、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂並びに熱硬化性樹脂などが好適に用いられる。無機粒子を均一に塗布した板としては、硫酸バリウム、二酸化チタン、炭酸カルシウム、及び二酸化ケイ素などを均一に塗布した板が好適に用いられる。金属メッシュとしては、金、アルミ等の金属のワイヤを網目状に編んだものなどが好適に用いられる。   Examples of the material constituting the standard reflecting plate having the reflectance in the above range include resin, paper, carbon paper, model skin, artificial skin, plastic plate, plate uniformly coated with inorganic particles, glass plate, metal mesh, etc. Is mentioned. Among resins, Spectralon (manufactured by Labsphere) is particularly desirable because it has a constant reflectance over a wide wavelength range. Spectralon is an article obtained by pressing and baking polytetrafluoroethylene powder. As the paper, black and gray drawing paper and the like are preferably used. As the carbon paper, carbon paper, plastic carbon paper, carbonless paper and the like are preferably used. As model skin, bioskin, excised skin and the like are preferably used. As the plastic plate, thermoplastic resins such as polypropylene, polyethylene, and polyvinyl chloride, and thermosetting resins are preferably used. As the plate uniformly coated with inorganic particles, a plate uniformly coated with barium sulfate, titanium dioxide, calcium carbonate, silicon dioxide and the like is preferably used. As the metal mesh, a mesh of metal wires such as gold and aluminum is preferably used.

本発明において、パワースペクトルA及びパワースペクトルBを測定するには、干渉分光法を利用して、これらのスペクトルを二次元的に取得する。パワースペクトルA及びパワースペクトルBの二次元的な取得には、例えば図2に示す分光システム10を用いることができる。同図に示す分光システム10は、光源から標準反射板又は被験体に照射された近赤外光の反射光を、第1及び第2の光に分離する分割光学系と、第1及び第2の光をほぼ同一点に導き干渉像を形成する結像光学系と、第1及び第2の光の光学光路長差を伸縮する光路長差伸縮手段とを備えている。同図に示す分光システム10を用いた反射スペクトルの二次元的な取得方法は以下のとおりである。   In the present invention, in order to measure the power spectrum A and the power spectrum B, these spectra are acquired two-dimensionally using interference spectroscopy. For the two-dimensional acquisition of the power spectrum A and the power spectrum B, for example, the spectroscopic system 10 shown in FIG. 2 can be used. The spectroscopic system 10 shown in the figure includes a splitting optical system that separates reflected light of near-infrared light irradiated from a light source onto a standard reflector or a subject into first and second light, and first and second And an optical path length difference expansion / contraction means for expanding / contracting the optical path length difference between the first and second lights. The two-dimensional acquisition method of the reflection spectrum using the spectroscopic system 10 shown in the figure is as follows.

光源Lから標準反射板又は被験体11に対して光が照射されることにより該標準反射板又は被験体11の一輝点から多様な方向に向かって放射状に生じる散乱光や蛍光発光等の光線群(「物体光」ともいう)は、図2に示す分光システム10を構成する一部材である対物レンズ12に入射し、平行光束へ変換される。対物レンズ12は、レンズ駆動機構13によって光軸方向に移動可能に構成されている。レンズ駆動機構13は、対物レンズ12の合焦位置を走査するためのもので、例えばピエゾ素子により構成することができる。   A group of rays such as scattered light and fluorescent light emitted radially from various bright directions from a bright spot of the standard reflector or subject 11 when light is emitted from the light source L to the standard reflector or subject 11. 2 (also referred to as “object light”) is incident on the objective lens 12 which is one member constituting the spectroscopic system 10 shown in FIG. 2 and is converted into a parallel light beam. The objective lens 12 is configured to be movable in the optical axis direction by a lens driving mechanism 13. The lens driving mechanism 13 is for scanning the in-focus position of the objective lens 12 and can be constituted by, for example, a piezo element.

対物レンズ12を透過した後の光束は完全な平行光束である必要はない。対物レンズ12を透過した後の光束は、一つの輝点から生じた光線群を二分割又はそれ以上に分割できる程度に広げることができればよい。尤も、より高い分光計測精度を得るためにはできるだけ平行光束とすることが望ましい。   The light beam after passing through the objective lens 12 does not need to be a completely parallel light beam. The light beam after passing through the objective lens 12 only needs to be spread to such an extent that a light beam generated from one bright spot can be divided into two or more. However, in order to obtain higher spectroscopic measurement accuracy, it is desirable to use a parallel beam as much as possible.

対物レンズ12を透過してきた平行光束は位相シフター14に到達する。位相シフター14は光路長差伸縮手段として機能するものである。位相シフター14は、矩形板状の固定ミラー部15と、その中央の開口部(図示せず)に挿入された円柱状の可動ミラー部16とを備えている。固定ミラー部15及び可動ミラー部16の表面は光学的に平坦であり、且つ分光システム10が計測対象とする光の波長域を反射可能な光学鏡面となっている。   The parallel light beam that has passed through the objective lens 12 reaches the phase shifter 14. The phase shifter 14 functions as an optical path length difference expansion / contraction means. The phase shifter 14 includes a rectangular plate-like fixed mirror portion 15 and a columnar movable mirror portion 16 inserted into an opening (not shown) at the center thereof. The surfaces of the fixed mirror unit 15 and the movable mirror unit 16 are optically flat, and are optical mirror surfaces that can reflect the wavelength range of light to be measured by the spectroscopic system 10.

以下の説明では、位相シフター14に到達した光束のうち固定ミラー部15の反射面に到達して反射される光束を固定光線群、可動ミラー部16の反射面に到達して反射される光束を可動光線群ともいう。これらの部材によって、光源から標準反射板又は被験体に照射された近赤外光の反射光を、第1及び第2の光に分離する分割光学系が構成される。   In the following description, among the light beams that reach the phase shifter 14, the light beams that reach the reflection surface of the fixed mirror unit 15 and are reflected are the fixed light beam groups, and the light beams that reach the reflection surface of the movable mirror unit 16 and are reflected. It is also called a movable ray group. These members constitute a split optical system that separates the reflected light of the near infrared light irradiated from the light source onto the standard reflector or the subject into the first and second lights.

固定ミラー部15及び可動ミラー部16は、駆動ステージ(図示せず)上に設置されている。駆動ステージは、例えば静電容量センサーを具備する圧電素子から構成されており、制御部17からの制御信号を受けて矢印A方向に沿って進退可能になっている。これにより、可動ミラー部16は光の波長に応じた精度で矢印A方向に沿って移動する。   The fixed mirror unit 15 and the movable mirror unit 16 are installed on a drive stage (not shown). The drive stage is composed of, for example, a piezoelectric element having a capacitance sensor, and can advance and retract along the direction of arrow A in response to a control signal from the control unit 17. Thereby, the movable mirror part 16 moves along the arrow A direction with an accuracy according to the wavelength of light.

位相シフター14は、対物レンズ12からの平行光束の光軸に対して固定ミラー部15及び可動ミラー部16の反射面が45度傾くように配置されている。駆動ステージ(図示せず)は、可動ミラー部16の反射面の光軸に対する傾きを45度に維持した状態で可動ミラー部16を移動させる。このような構成により、可動ミラー部16の光軸方向の移動量は、駆動ステージの移動量の1/√2となる。また、固定光線群と可動光線群の二光束間の相対的な位相変化を与える光路長差は、可動ミラー部16の光軸方向の移動量の2倍となる。   The phase shifter 14 is disposed so that the reflecting surfaces of the fixed mirror unit 15 and the movable mirror unit 16 are inclined by 45 degrees with respect to the optical axis of the parallel light flux from the objective lens 12. The drive stage (not shown) moves the movable mirror unit 16 while maintaining the inclination of the reflecting surface of the movable mirror unit 16 with respect to the optical axis at 45 degrees. With such a configuration, the amount of movement of the movable mirror unit 16 in the optical axis direction is 1 / √2 of the amount of movement of the drive stage. Further, the optical path length difference that gives a relative phase change between the two light beams of the fixed light beam group and the movable light beam group is twice the amount of movement of the movable mirror unit 16 in the optical axis direction.

このように固定ミラー部15及び可動ミラー部16を斜めに配置すれば、光線を分岐するためのビームスプリッタが不要となるため、物体光の利用効率を高くすることができる。また、可動ミラー部16を傾けたことにより、駆動ステージの移動量に対する可動ミラー部16の光軸方向の移動量が小さくなるため、ステージ移動誤差の分光計測精度への劣化の影響を小さくできる。   If the fixed mirror unit 15 and the movable mirror unit 16 are arranged obliquely in this way, a beam splitter for branching the light beam is not necessary, and the utilization efficiency of the object light can be increased. In addition, since the movable mirror unit 16 is tilted, the amount of movement of the movable mirror unit 16 in the optical axis direction with respect to the amount of movement of the drive stage is reduced, so that the influence of deterioration of the stage movement error on the spectral measurement accuracy can be reduced.

位相シフター14に到達し、固定ミラー部15及び可動ミラー部16の反射面にて反射した固定光線群及び可動光線群は、それぞれ結像レンズ22により収束されて検出部18の結像面に入る。この部分が、第1及び第2の光をほぼ同一点に導き干渉像を形成する結像光学系を構成する。検出部18は例えば複数の画素からなる受光素子を備えた二次元CCDカメラから構成されている。この受光素子が、干渉像の光強度を検出する手段として機能する。受光素子は平面内にわたり二次元的に配置されており、それによって被験体の表面における反射スペクトルの二次元分布が取得可能になっている。固定ミラー部15の反射面と可動ミラー部16の反射面は、検出部18の結像面で2つの光線群の集光位置がずれない程度の精度で平行に構成されている。   The fixed ray group and the movable ray group that reach the phase shifter 14 and are reflected by the reflecting surfaces of the fixed mirror unit 15 and the movable mirror unit 16 are converged by the imaging lens 22 and enter the imaging plane of the detection unit 18. . This portion constitutes an imaging optical system for guiding the first and second lights to substantially the same point to form an interference image. The detection unit 18 is composed of, for example, a two-dimensional CCD camera provided with a light receiving element composed of a plurality of pixels. This light receiving element functions as means for detecting the light intensity of the interference image. The light receiving elements are two-dimensionally arranged in a plane, whereby a two-dimensional distribution of the reflection spectrum on the surface of the subject can be acquired. The reflecting surface of the fixed mirror unit 15 and the reflecting surface of the movable mirror unit 16 are configured in parallel with an accuracy that does not deviate the focusing positions of the two light beam groups on the imaging surface of the detecting unit 18.

前記構成を有する分光システム10の光学的作用について説明する。まず、蛍光や散乱光など初期位相が必ずしも揃っていない光線群が、対物レンズ12と結像レンズ22を経て検出部18の結像面で位相が揃った波として一つの点に集光し、輝点像(干渉像)を形成する光学モデルに基づいて説明する。   The optical action of the spectroscopic system 10 having the above configuration will be described. First, a group of light rays whose initial phases are not necessarily aligned, such as fluorescence and scattered light, are focused on one point as a wave whose phases are aligned on the imaging surface of the detection unit 18 via the objective lens 12 and the imaging lens 22. Description will be made based on an optical model for forming a bright spot image (interference image).

前述したように、標準反射板又は被験体11の一輝点にて反射した光線群は、対物レンズ12を経て位相シフター14の固定ミラー部15及び可動ミラー部16の表面に到達する。このとき、図3に示すとおり、固定ミラー部15の表面及び可動ミラー部16の表面に光線群が二分割されて到達する。なお、固定ミラー部15の表面に到達した光線群、すなわち固定光線群と、可動ミラー部16の表面に到達した光線群、すなわち可動光線群の光量がほぼ等しくなるように、可動ミラー部16の表面の面積は設定されているが、固定光線群及び可動光線群の一方あるいは両方の光路に減光フィルタを設置して相対的な光量差を調整し、光量の均等化を行うことも可能である。   As described above, the light beam reflected by the standard reflector or one bright spot of the subject 11 reaches the surfaces of the fixed mirror portion 15 and the movable mirror portion 16 of the phase shifter 14 via the objective lens 12. At this time, as shown in FIG. 3, the light beam group reaches the surface of the fixed mirror unit 15 and the surface of the movable mirror unit 16 in two parts. It should be noted that the light beam group that has reached the surface of the fixed mirror unit 15, that is, the fixed light beam group, and the light beam group that has reached the surface of the movable mirror unit 16, that is, the light amount of the movable light beam group is substantially equal. Although the surface area is set, it is possible to equalize the light quantity by adjusting the relative light quantity difference by installing a neutral density filter in the light path of one or both of the fixed ray group and the movable ray group. is there.

固定ミラー部15及び可動ミラー部16の表面にて反射した光線群は、それぞれ固定光線群及び可動光線群として結像レンズ22に入射し、検出部18の結像面において干渉像を形成する。このとき、標準反射板又は被験体11にて反射した光線群には様々な波長の光が含まれる(且つ各波長の光の初期位相が必ずしも揃っていない)ことから、可動ミラー部16を移動させて固定光線群と可動光線群との光路長差を変化させることにより、図4(a)に示すようなインターフェログラムと呼ばれる結像強度変化(干渉光強度変化)の波形が得られる。つまり、干渉分光法によるインターフェログラムが、検出部18に備えられた画素ごとに取得される。図4(a)は検出部18の一つの画素におけるインターフェログラムである。なお、図4(a)において、横軸は可動ミラー部16の移動に伴う固定光線群と可動光線群間の光路長差を示し、縦軸は結像面上の一点における結像強度を示す。   The light beam groups reflected on the surfaces of the fixed mirror unit 15 and the movable mirror unit 16 enter the imaging lens 22 as a fixed beam group and a movable beam group, respectively, and form an interference image on the imaging surface of the detection unit 18. At this time, the light beam group reflected by the standard reflector or the subject 11 includes light of various wavelengths (and the initial phase of the light of each wavelength is not necessarily aligned), so the movable mirror unit 16 is moved. By changing the optical path length difference between the fixed light beam group and the movable light beam group, a waveform of an imaging intensity change (interference light intensity change) called an interferogram as shown in FIG. 4A is obtained. That is, an interferogram obtained by interference spectroscopy is acquired for each pixel provided in the detection unit 18. FIG. 4A is an interferogram in one pixel of the detection unit 18. In FIG. 4A, the horizontal axis indicates the optical path length difference between the fixed light beam group and the movable light beam group as the movable mirror unit 16 moves, and the vertical axis indicates the imaging intensity at one point on the imaging surface. .

取得された各インターフェログラムをフーリエ変換することにより、標準反射板又は被験体11の一輝点にて反射した光の波長ごとの相対強度である分光特性を画素ごとに取得することができる(図4(b)参照)。そして検出部18のすべての画素において分光特性を得ることで、光源Lから発せられ且つ標準反射板にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルA、及び被験体11にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルBの二次元分光計測が行われる。前記のインターフェログラムの生成、及び該インターフェログラムのフーリエ変換によるスペクトルの取得は、処理部としての制御部17で行われるか、又は制御部17に接続された演算部(図示せず)によって行われる。   By performing Fourier transform on each acquired interferogram, it is possible to acquire, for each pixel, spectral characteristics that are relative intensities for each wavelength of light reflected by a standard reflection plate or one bright spot of the subject 11 (FIG. 4 (b)). Then, by obtaining spectral characteristics in all the pixels of the detection unit 18, the power spectrum A of multi-wavelength near infrared light emitted from the light source L and reflected by the standard reflector, and the multiple reflected by the subject 11. Two-dimensional spectroscopic measurement of the power spectrum B of near-infrared light having a wavelength is performed. The generation of the interferogram and the acquisition of the spectrum by Fourier transform of the interferogram are performed by the control unit 17 as a processing unit, or by an arithmetic unit (not shown) connected to the control unit 17. Done.

ここで、インターフェログラムの生成原理について説明する。まず、測定波長が単一波長の光の場合の光路長差と干渉光強度との関係について図5(a)ないし(c)を参照しながら説明する。図5(a)ないし(c)において、横軸は可動ミラー部の移動に伴う固定光線群と可動光線群間の相対的な光路長差を示し、縦軸は検出部の一つの画素における結像強度を示している。   Here, the principle of generating the interferogram will be described. First, the relationship between the optical path length difference and the interference light intensity when the measurement wavelength is a single wavelength will be described with reference to FIGS. 5A to 5C, the horizontal axis indicates the relative optical path length difference between the fixed light beam group and the movable light beam group accompanying the movement of the movable mirror unit, and the vertical axis indicates the connection in one pixel of the detection unit. The image intensity is shown.

図5(a)ないし(c)は波長の長さが異なる3種類の単色光(λa>λb>λc)の光路長差と干渉光強度との関係を示している。図5の中央付近に示す位相シフト原点(図中、一点鎖線で示す)は、図6(b)に示す可動ミラー部16の反射面が固定ミラー部15の反射面と一致している状態をいう。可動ミラー部16と固定ミラー部15の反射面が一致しているときは、固定光線群と可動光線群に相対的な位相差が生じていない。つまり、これら二光線群の光線は結像面において位相が揃って到達するため、互いに強め合う。このため、結像面には明るい輝点が形成され、結像強度が大きくなる。   FIGS. 5A to 5C show the relationship between the optical path length difference of three types of monochromatic light (λa> λb> λc) having different wavelength lengths and the interference light intensity. The phase shift origin shown in the vicinity of the center in FIG. 5 (indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 5) indicates that the reflecting surface of the movable mirror unit 16 shown in FIG. 6B matches the reflecting surface of the fixed mirror unit 15. Say. When the reflecting surfaces of the movable mirror unit 16 and the fixed mirror unit 15 are coincident, there is no relative phase difference between the fixed light beam group and the movable light beam group. That is, the light beams of these two light beam groups reach each other in phase on the imaging plane, and thus strengthen each other. For this reason, bright bright spots are formed on the imaging surface, and the imaging intensity is increased.

これに対して、可動ミラー部16を図6(b)に示す位置から移動して固定光線群と可動光線群との間に相対的な光路長差を生じさせると、この光路長差が半波長(λ/2)の奇数倍になった時点で弱め合う干渉条件となるため結像強度は小さくなる。また、光路長差が1波長の整数倍になると、二光束間の干渉条件が強め合う状態となり、結像強度が大きくなる。したがって、可動ミラー部16を図6(a)から(b)を経て(c)の状態へと移動させて光路長差を順次変化させていくと、二光束間の干渉現象による結像強度は周期的に変化することになる。この結像強度変化の周期は、図5(a)ないし(c)に示すように、波長が長い光の場合は長く、波長が短い光の場合は短くなる。   On the other hand, when the movable mirror unit 16 is moved from the position shown in FIG. 6B to cause a relative optical path length difference between the fixed light beam group and the movable light beam group, the optical path length difference is reduced by half. When the wavelength (λ / 2) becomes an odd number multiple, the destructive interference condition is satisfied, so that the imaging intensity is reduced. When the optical path length difference is an integral multiple of one wavelength, the interference condition between the two light beams is intensified, and the imaging intensity increases. Therefore, when the movable mirror unit 16 is moved from FIG. 6A to FIG. 6B to the state of FIG. 6C and the optical path length difference is sequentially changed, the imaging intensity due to the interference phenomenon between the two light beams is It will change periodically. As shown in FIGS. 5A to 5C, the cycle of the imaging intensity change is long for light having a long wavelength, and is short for light having a short wavelength.

多波長の光を測定する分光システムでは、多様な長さの波長の干渉光強度変化が足し合わされた輝度値変化として検出されることになる。これが図6(a)に示すインターフェログラムである。固定光線群と可動光線群の相対的な光路長差がない位相シフト原点では、波長に依存せずに2光束は強め合うため、多波長の強度変化を足し合わせた測定値においても高い結像強度となる。しかし、光路長差が大きくなると、各波長の強度変化の周期が合わないため、多波長の強度変化を足し合わせても結像強度は大きくならない。このため、インターフェログラムは、光路長差が大きくなるに従い徐々に輝度値が小さくなっていく結像強度変化が観察される。このようにインターフェログラムは、単一波長の単周期結像強度変化が足し合わされた波形であることから、この波形データをフーリエ変換することにより波長ごとの相対強度である分光特性を取得することができる。   In a spectroscopic system that measures multi-wavelength light, changes in the intensity of interference light having various lengths of wavelengths are detected as a change in luminance value. This is the interferogram shown in FIG. At the phase shift origin where there is no relative optical path length difference between the fixed beam group and the movable beam group, the two light beams intensify without depending on the wavelength. It becomes strength. However, when the optical path length difference is increased, the period of intensity change of each wavelength does not match, so that the imaging intensity does not increase even when the intensity changes of multiple wavelengths are added. For this reason, in the interferogram, a change in imaging intensity is observed in which the luminance value gradually decreases as the optical path length difference increases. In this way, since the interferogram is a waveform in which single-wavelength imaging intensity changes of a single wavelength are added, spectral characteristics that are relative intensities for each wavelength can be obtained by Fourier transforming this waveform data. Can do.

このようにして、パワースペクトルA及びBが二次元的に取得されたら、被験体11の表面における個々の位置における反射スペクトルを算出する。反射スペクトルの測定には、上述のとおり、パワースペクトルB/パワースペクトルAの算出式を用いることができる。これによって、反射スペクトルが二次元的に取得される。この操作は、例えば図2に示す分光システム10に備えられた制御部17において行われるか、又は制御部17に接続された演算部(図示せず)において行われる。   Thus, when the power spectra A and B are acquired two-dimensionally, the reflection spectrum at each position on the surface of the subject 11 is calculated. As described above, the calculation formula of power spectrum B / power spectrum A can be used for the measurement of the reflection spectrum. Thereby, a reflection spectrum is acquired two-dimensionally. This operation is performed, for example, in the control unit 17 provided in the spectroscopic system 10 illustrated in FIG. 2 or in an arithmetic unit (not shown) connected to the control unit 17.

以上の測定方法におけるパワースペクトルBの測定では、光路長差を増大することで、近赤外光の波長域における波長分解能を高めることが有利である。二次元フーリエ分光法において、例えば被験体であるヒトの皮膚表面組成の解析のために、皮膚に含まれる水分の量やその分布を、本発明の方法に従い二次元的に取得する場合には、該解析に用いる近赤外光の波長域における水の吸収帯に着目することが一般的である。そのような吸収帯は水のOH伸縮倍音を含む1450nm付近、及び水のOH伸縮結合音を含む1950nm付近がある。これらの吸収帯における吸収を正確に測定するためには、100nm以下の波長分解能が必要とされる。ところで波長分解能は以下の式(1)で表される。
波長分解能=(波長)/最大光路長差 ・・・(1)
したがって、皮膚表面組成の解析に足る波長域の一例である、1000nm以上2000nm以下の測定波長範囲において100nm以下の波長分解能を得るためには、光路長差を40μm以上に設定することが好ましく、80μm以上に設定することが更に好ましい。なお、この光路長差は、先に述べた可動ミラー部16の移動量(ストローク長)に√2を乗じた値である。これは可動ミラー部が45度に設置されているためであり、可動ミラー部の設置角によって変わり得る。
In the measurement of the power spectrum B in the above measuring method, it is advantageous to increase the wavelength resolution in the near infrared light wavelength region by increasing the optical path length difference. In two-dimensional Fourier spectroscopy, for example, when analyzing the amount of moisture contained in the skin and its distribution two-dimensionally according to the method of the present invention for the analysis of the skin surface composition of a human subject, It is common to pay attention to the absorption band of water in the wavelength range of near infrared light used for the analysis. Such absorption bands are near 1450 nm containing OH stretching harmonics of water and 1950 nm containing OH stretching and coupling sounds of water. In order to accurately measure the absorption in these absorption bands, a wavelength resolution of 100 nm or less is required. Incidentally, the wavelength resolution is expressed by the following equation (1).
Wavelength resolution = (wavelength) 2 / maximum optical path length difference (1)
Therefore, in order to obtain a wavelength resolution of 100 nm or less in a measurement wavelength range of 1000 nm or more and 2000 nm or less, which is an example of a wavelength range sufficient for analysis of the skin surface composition, the optical path length difference is preferably set to 40 μm or more, and 80 μm It is more preferable to set the above. This optical path length difference is a value obtained by multiplying the previously described movement amount (stroke length) of the movable mirror section 16 by √2. This is because the movable mirror unit is installed at 45 degrees, and may vary depending on the installation angle of the movable mirror unit.

またパワースペクトルBの測定においては、測定するスペクトルの波長の半分以下のサンプリング間隔でインターフェログラムを測定することが好ましい。具体的には、測定範囲である1000nm以上2000nm以下の波長範囲のパワースペクトルを取得するには、最も短波長の1000nmの半分に相当する、500nmより狭い間隔でインターフェログラムをサンプリングすることが好ましい。   In measuring the power spectrum B, it is preferable to measure the interferogram at a sampling interval that is half or less of the wavelength of the spectrum to be measured. Specifically, in order to obtain a power spectrum in the wavelength range of 1000 nm to 2000 nm, which is the measurement range, it is preferable to sample the interferogram at an interval narrower than 500 nm, corresponding to half of the shortest wavelength of 1000 nm. .

以上のように、パワースペクトルBの測定においては、光路長差は40μm以上、インターフェログラムのサンプリング間隔は500nm以下で取得することが好ましいが、むやみな光路長差の増大やサンプリング間隔の短縮は、インターフェログラムを構成するポイント数の増大、すなわち撮影する画像の枚数の増大につながり、結果的に測定時間の増大をもたらす。この測定時間中に被験体が動くと測定の精度は大きく低下する。従って測定の精度を高めるためには、測定中にわたり被検体は静止状態であることが望ましい。しかし測定対象である被検体がヒトである場合、被検体であるヒトが自身の動作を制限可能な時間(以下、この時間のことを「静止可能時間」という。)は有限であるため、長い測定時間を設定することは測定の精度を悪化させることにつながる。   As described above, in the measurement of the power spectrum B, it is preferable to obtain an optical path length difference of 40 μm or more and an interferogram sampling interval of 500 nm or less. However, an increase in the optical path length difference or a shortening of the sampling interval is not possible. This leads to an increase in the number of points constituting the interferogram, that is, an increase in the number of images to be taken, resulting in an increase in measurement time. If the subject moves during this measurement time, the accuracy of the measurement is greatly reduced. Therefore, in order to increase the accuracy of the measurement, it is desirable that the subject is stationary during the measurement. However, when the subject to be measured is a human subject, the time during which the subject human subject can limit his / her movement (hereinafter, this time is referred to as “quiescible time”) is finite, so it is long. Setting the measurement time leads to deterioration of measurement accuracy.

静止可能時間について本発明者が検討したところ、静止可能時間の上限は5秒程度であることが判明した。計測時間は以下の式(2)で表させる。
計測時間=光路長差/サンプリング間隔/検出器サンプリング周波数・・(2)
式(2)より、計測時間が所定の静止可能時間よりも小さくなるように、検出器のサンプリング周波数、光路長差、サンプリング間隔を設定することができる。具体的には、現在、近赤外領域で入手できる最もサンプリング周波数が高い検出器(サンプリング周波数320Hz)を用いた場合の、光路長差、サンプリング間隔と、計測時間との関係を計算した結果を表1に示す。光路長差の下限に相当する40μm、及びサンプリング間隔の上限に相当する500nmに相当する境界を太線で示した。更に、計測時間が5秒以内となるセルの背景を灰色で示した。光路長差の下限、サンプリング間隔の上限、及び計測時間の上限をすべて満たす領域を表1より探すことにより、好ましい光路長差域を40μm以上800μm以下、好ましいサンプリング間隔を25nm以上500nm以下、に設定することが必要であることが判明した。更に好ましくは、上記、光路長差、サンプリング間隔、検出器サンプリング周波数の関係式において、計測時間5秒以内、サンプリング周波数320Hzの条件では、式(2)より、以下の式(3)を満たすことが必要である。
サンプリング間隔(nm)≧光路長差(μm)/1.6 ・・・(3)
ここで、光路長差域は40μm以上、サンプリング間隔は500nm以下である。
When the present inventor examined the resting time, the upper limit of the resting time was found to be about 5 seconds. The measurement time is expressed by the following formula (2).
Measurement time = optical path length difference / sampling interval / detector sampling frequency (2)
From equation (2), the sampling frequency, optical path length difference, and sampling interval of the detector can be set so that the measurement time is shorter than the predetermined restable time. Specifically, the results of calculating the relationship between the optical path length difference, the sampling interval, and the measurement time when using the detector with the highest sampling frequency (sampling frequency 320 Hz) currently available in the near-infrared region. Table 1 shows. The border corresponding to 40 μm corresponding to the lower limit of the optical path length difference and 500 nm corresponding to the upper limit of the sampling interval is indicated by a bold line. Furthermore, the background of the cell whose measurement time is within 5 seconds is shown in gray. By searching Table 1 for a region that satisfies all of the lower limit of the optical path length difference, the upper limit of the sampling interval, and the upper limit of the measurement time, a preferable optical path length difference region is set to 40 to 800 μm and a preferable sampling interval is set to 25 to 500 nm. It turned out to be necessary. More preferably, in the relational expression of the optical path length difference, the sampling interval, and the detector sampling frequency, the following expression (3) is satisfied from the expression (2) under the condition that the measurement time is within 5 seconds and the sampling frequency is 320 Hz. is necessary.
Sampling interval (nm) ≧ optical path length difference (μm) /1.6 (3)
Here, the optical path length difference region is 40 μm or more, and the sampling interval is 500 nm or less.

以上のとおりの条件でパワースペクトルBが測定されたら、パワースペクトルBと同一の光路長差、サンプリング間隔で別途に測定されたパワースペクトルAと、パワースペクトルBとを用いて上述のとおりの操作によって反射スペクトルを算出する。このとき、算出に先立ち、パワースペクトルAの測定に用いた標準反射板の反射率の逆数をパワースペクトルAに乗じることで、仮想的に反射率が100%の反射板のパワースペクトルCを算出する追加のステップを行うことが好ましい。具体的には、標準反射板の反射率が10%でる場合は、0.1の逆数である10をパワースペクトルAに乗じ、パワースペクトルCを算出する。そして、このようにして得られたパワースペクトルCとパワースペクトルBとの比率から、反射スペクトルを算出することが好ましい。この追加のステップを行うことで、最終的に得られる反射スペクトルを更に一層高精度なものとすることができる。   When the power spectrum B is measured under the above-described conditions, the power spectrum A separately measured at the same optical path length difference and sampling interval as the power spectrum B and the power spectrum B are used as described above. Calculate the reflection spectrum. At this time, prior to the calculation, by multiplying the power spectrum A by the reciprocal of the reflectance of the standard reflector used for the measurement of the power spectrum A, the power spectrum C of the reflector having a reflectance of 100% is virtually calculated. It is preferred to perform additional steps. Specifically, when the reflectance of the standard reflector is 10%, the power spectrum C is calculated by multiplying the power spectrum A by 10 which is the reciprocal of 0.1. And it is preferable to calculate a reflection spectrum from the ratio of the power spectrum C and the power spectrum B obtained in this way. By performing this additional step, the finally obtained reflection spectrum can be made even more accurate.

以上のとおりの本発明の測定方法は、例えば、ヒト皮膚又はヒト皮膚表面付着物を被験体として、非医療の目的で、皮膚表面付着物又は皮膚水分の分布状態の評価のために、皮膚の反射スペクトルを測定する場合に有用なものである。ヒト皮膚表面付着物としては、例えばヒトの皮膚の表面に施された化粧料などが挙げられるが、これに限られない。   The measurement method of the present invention as described above is used to evaluate the distribution of skin surface deposits or skin moisture for non-medical purposes using, for example, human skin or human skin surface deposits as a subject. This is useful when measuring a reflection spectrum. Examples of human skin surface deposits include, but are not limited to, cosmetics applied to the surface of human skin.

以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態では、近赤外光の光源としてリング状の光源を用いたが、光源の形状はこれに限られない。また、近赤外光の照射は直接的であっても、間接的であってもよい。例えば、先に述べた特許文献1及び2に記載の光源を用いることができる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable embodiment, this invention is not restrict | limited to the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, a ring-shaped light source is used as the near-infrared light source, but the shape of the light source is not limited to this. Moreover, near infrared light irradiation may be direct or indirect. For example, the light sources described in Patent Documents 1 and 2 described above can be used.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「%」は「質量%」を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited to such examples. Unless otherwise specified, “%” means “mass%”.

〔実施例1〕
図1及び図2に示す装置を用い、近赤外光の波長域でのヒトの顔の反射スペクトルを二次元的に測定した。測定装置は以下のとおりである。
・装置:結像型二次元フーリエ分光システム(アオイ電子株式会社製)
・光源:リング照明(ハロゲン電球×20(三菱電機)、リング径φ350mm)
・対物レンズ:固定焦点レンズ(F1.4、16mm、エドモンドオプティクス)
・分光系:
共役面格子:開口幅30μm、遮光幅30μm
分光ユニット内のレンズ:φ25mm、焦点距離:100mm
可動ミラーのストローク長:50μm(光路長差:70.7μm)
取得枚数:320枚
サンプリング間隔:220.97nm
・検出系:
カメラ:CV−N800(住友電気工業(株)、320×256pixel)
露光時間:2.5msec、フレームレート:320Hz
積算回数:1回
計測時間:1秒
[Example 1]
Using the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the reflection spectrum of a human face in the near-infrared light wavelength range was measured two-dimensionally. The measuring device is as follows.
・ Apparatus: Imaging type 2D Fourier spectroscopy system (Aoi Electronics Co., Ltd.)
・ Light source: Ring illumination (halogen bulb x 20 (Mitsubishi Electric), ring diameter φ350mm)
Objective lens: Fixed focus lens (F1.4, 16mm, Edmund Optics)
・ Spectroscopic system:
Conjugate plane lattice: aperture width 30 μm, light shielding width 30 μm
Lens in spectroscopic unit: φ25mm, focal length: 100mm
Stroke length of movable mirror: 50 μm (Optical path length difference: 70.7 μm)
Acquisition number: 320 Sampling interval: 220.97nm
・ Detection system:
Camera: CV-N800 (Sumitomo Electric Industries, Ltd., 320 x 256 pixels)
Exposure time: 2.5 msec, Frame rate: 320 Hz
Integration count: 1 time Measurement time: 1 second

分光システム、光源、及び被験体の位置に標準反射板を図1に示すとおりに配置し、撮影を行い、光源から発せられ且つ標準反射板にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルAを干渉分光法によって測定した。標準反射板としては反射率が10%であるラブスフィア社製のスペクトラロンを用いた。次いで、標準反射板を取り除き、それに代えて標準反射板を配置した位置にヒトの顔を配置し、顔にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルBを、干渉分光法によって測定した。顔は、あご台と額台で固定し、1秒ごとに10回連続で計測を行った。得られたパワースペクトルA及びパワースペクトルBから求められた反射スペクトルは、測定開始から5秒を超えた時点で鮮明度が低下した。これはヒトの動きの影響と考えられた。この結果から、被験者が静止可能な時間の上限は5秒であると結論づけられた。   A standard reflector is arranged at the position of the spectroscopic system, light source, and subject as shown in FIG. 1, and the image is taken, and the power spectrum of multi-wavelength near infrared light emitted from the light source and reflected by the standard reflector A was measured by interferometry. As the standard reflector, Spectralon manufactured by Labsphere with a reflectance of 10% was used. Next, the standard reflector is removed, a human face is placed at the position where the standard reflector is placed instead, and the power spectrum B of multi-wavelength near-infrared light reflected by the face is measured by interference spectroscopy. . The face was fixed with a chin stand and a forehead stand, and measurement was performed 10 times every second. The reflection spectrum obtained from the power spectrum A and the power spectrum B obtained had a sharpness that fell when it exceeded 5 seconds from the start of measurement. This was considered to be the effect of human movement. From this result, it was concluded that the upper limit of the time during which the subject can rest is 5 seconds.

〔実施例2〕
図1及び図2に示す装置を用い、近赤外光の波長域でのヒトの手の平の反射スペクトルを二次元的に測定した。測定装置は以下のとおりである。
・装置:結像型二次元フーリエ分光システム(アオイ電子株式会社製)
・光源:リング照明(ハロゲン電球×20(三菱電機)、リング径φ350mm)
・対物レンズ:固定焦点レンズ(F1.4、16mm、エドモンドオプティクス)
・分光系:
共役面格子:開口幅30μm、遮光幅30μm
分光ユニット内のレンズ:φ25mm、焦点距離:100mm
可動ミラーのストローク長:50μm(光路長差:70.7μm)
取得枚数:640枚
サンプリング間隔:110.49nm
・検出系:
カメラ:CV−N800(住友電気工業(株)、320×256pixel)
露光時間:2.5msec、フレームレート:320Hz
積算回数:1回
計測時間:2秒
[Example 2]
Using the apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 2, the reflection spectrum of the palm of the human in the near-infrared light wavelength range was measured two-dimensionally. The measuring device is as follows.
・ Apparatus: Imaging type 2D Fourier spectroscopy system (Aoi Electronics Co., Ltd.)
・ Light source: Ring illumination (halogen bulb x 20 (Mitsubishi Electric), ring diameter φ350mm)
Objective lens: Fixed focus lens (F1.4, 16mm, Edmund Optics)
・ Spectroscopic system:
Conjugate plane lattice: aperture width 30 μm, light shielding width 30 μm
Lens in spectroscopic unit: φ25mm, focal length: 100mm
Stroke length of movable mirror: 50 μm (Optical path length difference: 70.7 μm)
Acquisition number: 640 sheets Sampling interval: 110.49 nm
・ Detection system:
Camera: CV-N800 (Sumitomo Electric Industries, Ltd., 320 x 256 pixels)
Exposure time: 2.5 msec, Frame rate: 320 Hz
Integration count: 1 time Measurement time: 2 seconds

具体的には分光システム、光源、及び標準反射板を被験体の位置に図1に示すとおりに配置し、撮影を行い、光源から発せられ且つ標準反射板にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルAを干渉分光法によって測定した。標準反射板としては反射率が10%であるラブスフィア製のスペクトラロン(SRS-10-020)を用いた。次いで、標準反射板に代えてヒトの手の平を配置し、手の平にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルBを、干渉分光法によって測定した。手の平にはその一部に化粧水(花王株式会社製のソフィーナボーテ(登録商標)化粧水 しっとりタイプ)を塗布しておき、塗布部についてのパワースペクトルB1、及び非塗布部についてのパワースペクトルB2をそれぞれ測定した。測定時間は5秒以下とした。得られたパワースペクトルA並びにパワースペクトルB1及びB2から求められた任意の一画素における反射スペクトル(吸光度表示)を図7に示す。反射スペクトル(吸光度表示)は、A=−log10(パワースペクトルB1/(パワースペクトルA*10))、A=−log10(パワースペクトルB2/(パワースペクトルA*10))の関係より算出した。同図に示すとおり、水のOH伸縮倍音を含む1450nm付近での吸収ピークが、化粧水の塗布部と非塗布部とで相違しており、本発明の測定方法によって、皮膚表面組成の解析が可能であることが判る。 Specifically, a spectroscopic system, a light source, and a standard reflector are arranged at the position of the subject as shown in FIG. 1, and imaging is performed. The multi-wavelength near infrared light emitted from the light source and reflected by the standard reflector is obtained. The light power spectrum A was measured by interferometry. As a standard reflector, Spectralon (SRS-10-020) manufactured by Labsphere with a reflectance of 10% was used. Next, a human palm was placed in place of the standard reflector, and the power spectrum B of multi-wavelength near-infrared light reflected by the palm was measured by interference spectroscopy. A lotion (Sophina Beaute (registered trademark) lotion moist type manufactured by Kao Corporation) is applied to a part of the palm, and a power spectrum B1 for the application part and a power spectrum B2 for the non-application part are applied. Each was measured. The measurement time was 5 seconds or less. FIG. 7 shows a reflection spectrum (absorbance display) at an arbitrary pixel obtained from the obtained power spectrum A and power spectra B1 and B2. The reflection spectrum (absorbance display) was calculated from the relationship of A = −log 10 (power spectrum B1 / (power spectrum A * 10)), A = −log 10 (power spectrum B2 / (power spectrum A * 10)). . As shown in the figure, the absorption peak around 1450 nm including the OH stretching overtone of water is different between the applied part and the non-applied part of the lotion, and the skin surface composition can be analyzed by the measurement method of the present invention. It turns out that it is possible.

〔比較例1〕
実施例1において、標準反射板として、反射率が99%であるスペクトラロン(SRS-99-020)を用いた。これ以外は実施例1と同様にして、手の平における化粧水の塗布部及び非塗布部の反射スペクトル(吸光度表示)を得た。その結果を図8に示す。同図に示すとおり、水のOH伸縮倍音を含む1450nm付近での吸収ピークの頂点がつぶれた形状になり、化粧水の塗布部と非塗布部との識別が困難であることが判る。
[Comparative Example 1]
In Example 1, Spectralon (SRS-99-020) having a reflectance of 99% was used as the standard reflector. Except this, it carried out similarly to Example 1, and obtained the reflection spectrum (absorbance display) of the application part and non-application part of the lotion in the palm. The result is shown in FIG. As shown in the figure, the peak of the absorption peak in the vicinity of 1450 nm including the OH stretching overtone of water is crushed, and it can be seen that it is difficult to distinguish between the application part and the non-application part of the lotion.

〔実施例3〕
図1及び図2に示す装置を用いて、ヒトの顔面の皮膚の水分率を測定した。測定は、波長1450nmでの水の吸光度を二次元的に測定し、測定結果を画像化することで行った。測定装置は以下のとおりである。
・装置:結像型二次元フーリエ分光システム(アオイ電子株式会社製)
・光源:リング照明(ハロゲン電球×20(三菱電機)、リング径φ350mm)
・対物レンズ:固定焦点レンズ(F1.4、16mm、エドモンドオプティクス)
・分光系:
共役面格子:開口幅30μm、遮光幅30μm
分光ユニット内のレンズ:φ25mm、焦点距離:100mm
可動ミラーのストローク長:50μm(光路長差:70.7μm)
サンプリング間隔:110.49nm
・検出系:
カメラ:CV−N800(住友電気工業(株)、320×256pixel)
露光時間:2.5msec、フレームレート:320Hz
積算回数:1回
計測時間:2秒
Example 3
Using the apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 2, the moisture content of the skin of the human face was measured. The measurement was performed by measuring the absorbance of water at a wavelength of 1450 nm two-dimensionally and imaging the measurement result. The measuring device is as follows.
・ Apparatus: Imaging type 2D Fourier spectroscopy system (Aoi Electronics Co., Ltd.)
・ Light source: Ring illumination (halogen bulb x 20 (Mitsubishi Electric), ring diameter φ350mm)
Objective lens: Fixed focus lens (F1.4, 16mm, Edmund Optics)
・ Spectroscopic system:
Conjugate plane lattice: aperture width 30 μm, light shielding width 30 μm
Lens in spectroscopic unit: φ25mm, focal length: 100mm
Stroke length of movable mirror: 50 μm (Optical path length difference: 70.7 μm)
Sampling interval: 110.49 nm
・ Detection system:
Camera: CV-N800 (Sumitomo Electric Industries, Ltd., 320 x 256 pixels)
Exposure time: 2.5 msec, Frame rate: 320 Hz
Integration count: 1 time Measurement time: 2 seconds

具体的には、分光システム、光源、モデル被験体としてのヒトの手の甲を図9のように設置した。図9のように、平面部Sとしての手の甲の皮膚を分光システムに対して、0°以上90°以下の間で10°ずつ回転させ、撮影を行った。各角度θに対する、反射スペクトル(吸光度表示)を図10に示した。角度θは、光軸Xの法線Nと平面部Sとのなす角度である。水の吸収のない1000nm、水の吸収のある1450nmにおける角度に対する反射スペクトル(吸光度表示)を図11(a)及び(b)に示した。図11(a)及び(b)に示す結果から、1000nmでは角度に対して、単調に吸光度が増大することが判った。一方、1450nmでは60°付近に極大を有した。また、どちらも三次の多項式でフィッティング可能であった。1000nmでの多項式及び1000nmでの吸光度に基づき、皮膚の角度の推定が可能である。更に、そのようにして得られた角度と、1450nmでの多項式の関係から、角度に起因する吸光度の変化を補正することが可能となる。   Specifically, a spectroscopic system, a light source, and the back of a human hand as a model subject were installed as shown in FIG. As shown in FIG. 9, the skin of the back of the hand as the plane portion S was rotated by 10 ° between 0 ° and 90 ° with respect to the spectroscopic system, and photographing was performed. The reflection spectrum (absorbance display) for each angle θ is shown in FIG. The angle θ is an angle formed between the normal line N of the optical axis X and the plane portion S. FIGS. 11A and 11B show reflection spectra (absorbance display) with respect to angles at 1000 nm with no water absorption and 1450 nm with water absorption. From the results shown in FIGS. 11A and 11B, it was found that the absorbance increased monotonously with respect to the angle at 1000 nm. On the other hand, at 1450 nm, it had a maximum near 60 °. Both of them could be fitted with a cubic polynomial. Based on the polynomial at 1000 nm and the absorbance at 1000 nm, the skin angle can be estimated. Furthermore, it is possible to correct the change in absorbance due to the angle from the relationship between the angle thus obtained and the polynomial at 1450 nm.

分光システム、光源、被験体の位置に標準反射板を図1に示すとおりに配置し、撮影を行い、光源から発せられ且つ標準反射板にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルAを干渉分光法によって測定した。標準反射板としては反射率が10%であるラブスフィア製のスペクトラロンを用いた。次いで、標準反射板に代わり、ヒトの顔面を置いて撮影を行った。得られた各ピクセルの1000nmの吸光度から、前記1000nmの多項式に基づき、各ピクセルの角度を算出した。得られた各ピクセルの角度から、前記1450nmの多項式に基づき、1450nmの吸光度の補正を行った。1450nmと1000nmの吸光度の差を算出し、強度画像を作成した(図12(a))。角度補正なし(図12(b))と比較すると、角度補正によって、鼻などの凹凸のある場所での強度のむらが解消されたことが判る。   A standard reflector is arranged at the position of the spectroscopic system, the light source, and the subject as shown in FIG. 1, and photographing is performed. A power spectrum A of multi-wavelength near infrared light emitted from the light source and reflected by the standard reflector. Was measured by interferometry. As the standard reflector, Spectralon made by Labsphere having a reflectance of 10% was used. Next, a human face was placed in place of the standard reflector, and photographing was performed. From the obtained absorbance at 1000 nm of each pixel, the angle of each pixel was calculated based on the 1000 nm polynomial. Based on the 1450 nm polynomial, the absorbance at 1450 nm was corrected from the angle of each pixel obtained. The difference in absorbance between 1450 nm and 1000 nm was calculated, and an intensity image was created (FIG. 12 (a)). Compared with no angle correction (FIG. 12 (b)), it can be seen that the unevenness of the intensity at the uneven portion such as the nose has been eliminated by the angle correction.

〔実施例4〕
図2及び図13に示す装置を用いて、化粧水を塗布した後のヒトの顔面の皮膚における水分率を測定した。図13中、符号Fは光学フィルタを表す。測定は、近赤外光の波長域での水の反射スペクトル(吸光度表示)を二次元的に測定し、測定結果を画像化することで行った。測定装置は以下のとおりである。
・装置:結像型二次元フーリエ分光システム(アオイ電子株式会社製)
・光源:リング照明(ハロゲン電球×20)、光源のスペクトルを図9に示す。
・光学フィルタ:図14に示す透過特性を有するもの(誘電多層膜、朝日分光株式会社製)、光学フィルタを透過後の光源のスペクトルを図15に示す。
・対物レンズ:固定焦点レンズ(F1.4、16mm、エドモンドオプティクス)
・分光系:
共役面格子:開口幅30μm、遮光幅30μm
分光ユニット内のレンズ:φ25mm、焦点距離:100mm
可動ミラーのストローク長50μm(光路長差:70.7μm)
サンプリング間隔:110.49nm
・検出系:
カメラ:CV−N800(住友電気工業(株)、320×256pixel)
露光時間:2.5msec、フレームレート:320Hz
積算回数:1回
計測時間:2秒
Example 4
Using the apparatus shown in FIGS. 2 and 13, the moisture content in the skin of the human face after applying the skin lotion was measured. In FIG. 13, symbol F represents an optical filter. The measurement was performed by two-dimensionally measuring the water reflection spectrum (absorbance display) in the near-infrared light wavelength region and imaging the measurement result. The measuring device is as follows.
・ Apparatus: Imaging type 2D Fourier spectroscopy system (Aoi Electronics Co., Ltd.)
Light source: Ring illumination (halogen bulb × 20), spectrum of light source is shown in FIG.
Optical filter: one having the transmission characteristics shown in FIG. 14 (dielectric multilayer film, manufactured by Asahi Spectroscopic Co., Ltd.), and the spectrum of the light source after passing through the optical filter is shown in FIG.
Objective lens: Fixed focus lens (F1.4, 16mm, Edmund Optics)
・ Spectroscopic system:
Conjugate plane lattice: aperture width 30 μm, light shielding width 30 μm
Lens in spectroscopic unit: φ25mm, focal length: 100mm
Stroke length of movable mirror 50μm (Optical path length difference: 70.7μm)
Sampling interval: 110.49 nm
・ Detection system:
Camera: CV-N800 (Sumitomo Electric Industries, Ltd., 320 x 256 pixels)
Exposure time: 2.5 msec, Frame rate: 320 Hz
Integration count: 1 time Measurement time: 2 seconds

分光システム、光源、及び被験体の位置に標準反射板を図13に示すとおりに配置し、撮影を行い、光源から発せられ且つ標準反射板にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルAを干渉分光法によって測定した。標準反射板としては反射率が10%であるラブスフィア製のスペクトラロンを用いた。次いで、標準反射板に代えて化粧水塗布直後のヒト顔面を配置し、ヒト顔面にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルBを、干渉分光法によって測定した。任意の一画素における結果を図16に示す。得られたパワースペクトルA及びBから求められた反射スペクトル(吸光度表示)を図17に示す。また、光学フィルタを用いずに得られた反射スペクトル(吸光度表示)を参考例として図18に示す。図17と図18との対比から明らかなとおり、光学フィルタを用いた図17においては、水に特徴的な吸収帯である1450nm付近及び1950nm付近の双方に吸収ピークが観察される。これに対して、光学フィルタを用いていない図18においては、1950nm付近に観察されるべき吸収ピークが観察されていない。   A standard reflector is arranged as shown in FIG. 13 at the position of the spectroscopic system, the light source, and the subject, the image is taken, and the power spectrum of multi-wavelength near-infrared light emitted from the light source and reflected by the standard reflector. A was measured by interferometry. As the standard reflector, Spectralon made by Labsphere having a reflectance of 10% was used. Subsequently, the human face immediately after the application of the skin lotion was placed in place of the standard reflector, and the power spectrum B of the multi-wavelength near infrared light reflected on the human face was measured by interference spectroscopy. The result for any one pixel is shown in FIG. The reflection spectrum (absorbance display) obtained from the obtained power spectra A and B is shown in FIG. Further, a reflection spectrum (absorbance display) obtained without using an optical filter is shown in FIG. 18 as a reference example. As is clear from the comparison between FIG. 17 and FIG. 18, in FIG. 17 using the optical filter, absorption peaks are observed both in the vicinity of 1450 nm and 1950 nm, which are characteristic absorption bands of water. On the other hand, in FIG. 18 in which no optical filter is used, an absorption peak to be observed around 1950 nm is not observed.

10 分光システム
11 被験体
12 対物レンズ
13 レンズ駆動機構
14 位相シフター
15 固定ミラー部
16 可動ミラー部
17 制御部
18 検出部
22 結像レンズ
L 光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spectroscopic system 11 Subject 12 Objective lens 13 Lens drive mechanism 14 Phase shifter 15 Fixed mirror part 16 Movable mirror part 17 Control part 18 Detection part 22 Imaging lens L Light source

Claims (6)

光源から発せられ且つ標準反射板にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルA、及び光源から発せられ且つ被験体としてのヒトの皮膚又はヒト皮膚表面付着物にて反射した多波長の近赤外光のパワースペクトルBを、皮膚表面組成の解析に足る波長域及び波長分解能のスペクトルの取得に適した光路長差及びサンプリング間隔、及びヒトの動作を制限可能な時間内に近赤外二次元フーリエ分光法によって測定し、パワースペクトルA及びBから該被験体の反射スペクトルを求める方法。   Power spectrum A of multi-wavelength near-infrared light emitted from a light source and reflected by a standard reflector, and multi-wavelength light emitted from a light source and reflected by human skin or a human skin surface deposit as a subject The near-infrared light power spectrum B is converted into a near-infrared light within a wavelength range and a sampling interval suitable for acquiring a spectrum having a wavelength range and wavelength resolution sufficient for analysis of the skin surface composition, and within a time that can limit human movement. A method of obtaining the reflection spectrum of the subject from the power spectra A and B by measuring by two-dimensional Fourier spectroscopy. 前記標準反射板として反射率が3%以上30%以下のものを用いる請求項1に記載の反射スペクトルの測定方法。   The method for measuring a reflection spectrum according to claim 1, wherein the standard reflecting plate has a reflectance of 3% to 30%. 前記光路長差が40μm以上800μm以下であり、且つ前記サンプリング間隔が25nm以上500nm以下である、請求項1又は2に記載の反射スペクトルの測定方法。   The method for measuring a reflection spectrum according to claim 1 or 2, wherein the optical path length difference is 40 µm or more and 800 µm or less, and the sampling interval is 25 nm or more and 500 nm or less. 前記標準反射板の反射率の逆数をパワースペクトルAに乗じることで、パワースペクトルCを算出するステップを更に有し、
パワースペクトルCとパワースペクトルBとの比率から前記被験体の反射スペクトルを求める請求項1ないし3のいずれか一項に記載の反射スペクトルの測定方法。
A step of calculating a power spectrum C by multiplying the power spectrum A by a reciprocal of the reflectance of the standard reflector;
The method for measuring a reflection spectrum according to any one of claims 1 to 3, wherein a reflection spectrum of the subject is obtained from a ratio between a power spectrum C and a power spectrum B.
前記ヒトの動作を制限可能な時間が5秒である、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の反射スペクトルの測定方法。   The method of measuring a reflection spectrum according to any one of claims 1 to 4, wherein the time during which the human movement can be restricted is 5 seconds. 前記被験体が顔である、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の反射スペクトルの測定方法。   The method for measuring a reflection spectrum according to any one of claims 1 to 5, wherein the subject is a face.
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