JP2022055830A - 様々な化粧品層を有する皮膚上の日焼け止め剤を検出するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、様々な化粧品層が皮膚上に設けられているとしても、臨床検査の結果に基づいて、日焼け止め剤の効果を容易に正確に検出するための方法および装置を提供する。【解決手段】本発明は、光源と、光源と照射ターゲットとの間に設けられている紫外線通過フィルタと、可視光センサと、可視光センサと照射ターゲットとの間に設けられている偏光子とを含み、紫外線通過フィルタは、光源から放出される光の中で、紫外線範囲内の波長を有する光を通すように構成されており、照射ターゲットは、光照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含み、偏光子は、光源から放出され照射ターゲットにより反射される光の少なくとも一部を遮断するように構成されており、可視光センサが、偏光子を通過する蛍光の強度を判定するように構成されている、日焼け止め剤を検出するための装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、様々な化粧品層を有する皮膚上の日焼け止め剤を検出するための方法および装置に関する。

紫外線からの皮膚の保護（ＵＶ製品）が、皮膚の健康および美しさにとって重要である。しかしながら、紫外線が人間の目に見えないので、ＵＶ防護も目に見えない。言い換えれば、ＵＶ防護効果を有する製品すなわち日焼け止め剤が消費者の皮膚上に塗布されていたとしても、消費者は、製品が十分な防護を実現しかつ皮膚全体を覆うのに十分塗布されているか否かを視覚的に確認することができない。

様々な研究から、皮膚上のＵＶ防護の動態が報告されている。しかしながら、消費者は、日焼け止め剤の効果をリアルタイムで評価するための方法を持たないので、日焼け止め剤の効果を認識することができない。日焼け止め剤の最も一般的な評価方法は、ＳＰＦまたはＰＡである。しかしながら、これらの指標を決定するための方法のすべてが、効果を分析するために２４時間よりも長くかかる臨床評価を必要とする。

さらに、日焼け止め剤は、一般に、単独で使用されるよりもむしろ、ファンデーションなどの他の化粧品中に含まれるか、またはそれらと組み合わせて使用される。したがって、他の化粧品が日焼け止め剤とともに塗布されるとしても、日焼け止め剤の効果を評価する必要がある。

本発明は、様々な化粧品層が皮膚上に設けられているとしても、臨床検査の結果に基づいて、日焼け止め剤の効果を容易に正確に検出するための方法および装置を提供する。

本発明の第１の実施形態は、
光源と、
光源と照射ターゲットとの間に設けられている紫外線通過フィルタと、
可視光センサと、
可視光センサと照射ターゲットとの間に設けられている偏光子と
を含み、
紫外線通過フィルタは、光源から放出される光の中で、紫外線範囲内の波長を有する光を通すように構成されており、
照射ターゲットは、光照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含み、
偏光子は、光源から放出され照射ターゲットにより反射される光の少なくとも一部を遮断するように構成されており、
可視光センサは、偏光子を通過する蛍光の強度を判定するように構成されている、
日焼け止め剤を検出するための装置を提供する。

本発明の第１の実施形態では、紫外線通過フィルタは、３２０ｎｍと４００ｎｍとの間の範囲内の波長を有する紫外線を通すように構成され得る。

本発明の第１の実施形態では、紫外線通過フィルタは、２８０ｎｍと３２０ｎｍとの間の範囲内の波長を有する紫外線を通すように構成され得る。

本発明の第１の実施形態では、装置は、日焼け止め剤が照射ターゲットに塗布されている場合に可視光センサにより検出される蛍光の強度を、日焼け止め剤が照射ターゲットに塗布されていない場合に可視光センサにより事前に検出され記憶されている蛍光の強度と比較することによって、塗布された日焼け止め剤の紫外線防護効果を判定するようにさらに構成され得る。

本発明の第１の実施形態では、照射ターゲットに含まれる蛍光を放出する物質は、紫外線照射に応答して蛍光を放出する物質であり得る。

本発明の第１の実施形態では、照射ターゲットは、紫外線に応答して蛍光を放出する物質を含む模造サンプルであってもよく、物質はヒト皮膚内に含まれている。

本発明の第１の実施形態では、照射ターゲットはヒト皮膚であり得る。

本発明の第２の実施形態は、
光源から光を放出するステップと、
光源から放出される光を紫外線通過フィルタに通して、紫外線範囲内の波長を有する光が紫外線通過フィルタを透過することを可能にするステップと、
紫外線通過フィルタを通過する光での光照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含む照射ターゲットを照射するステップと、
照射に応答して照射ターゲットから蛍光を放出するステップと、
蛍光を偏光子に通すステップと、
可視光センサにより、偏光子を通過する蛍光の強度を検出するステップと
を含む、日焼け止め剤を検出するための方法を提供する。

本発明の第２の実施形態では、紫外線通過フィルタは、３２０ｎｍと４００ｎｍとの間の範囲内の波長を有する紫外線を通し得る。

本発明の第２の実施形態では、紫外線通過フィルタは、２８０ｎｍと３２０ｎｍとの間の範囲内の波長を有する紫外線を通し得る。

本発明の第２の実施形態では、本方法は、日焼け止め剤が照射ターゲットに塗布されている場合に可視光センサにより検出される蛍光の強度を、日焼け止め剤が照射ターゲットに塗布されていない場合に可視光センサにより事前に検出され記憶されている蛍光の強度と比較することによって、塗布された日焼け止め剤の紫外線防護効果を判定するステップをさらに含み得る。

本発明の第２の実施形態では、照射ターゲットに含まれる蛍光を放出する物質は、紫外線照射に応答して蛍光を放出する物質であり得る。

本発明の第２の実施形態では、照射ターゲットは、ヒト皮膚内に含まれている、紫外線に応答して蛍光を放出する物質を含む模造サンプルであり得る。

本発明の第２の実施形態では、照射ターゲットはヒト皮膚であり得る。

本発明の実施形態による、日焼け止め剤を検出するための装置の概略図である。 本発明の実施形態による、日焼け止め剤を検出するための方法の流れ図である。

本発明のいくつかの実施形態による、日焼け止め剤を検出するための装置１は、図１に示されているように、光源２と、光源２と照射ターゲット１０との間に設けられている紫外線通過フィルタ４と、可視光センサ６と、可視光センサ６と照射ターゲット１０との間に設けられている偏光子８とを含み得る。光源２は、紫外線を含む光１６を放出し得る。紫外線通過フィルタ４は、光源２から放出される光１６の中で、紫外線範囲内の波長を有する光１６を透過させるように構成され得る。照射ターゲット１０は、光、詳細には紫外線の照射に応答して蛍光２０を放出する少なくとも１つの物質を含み得る。光源から放出される光の一部１８が、照射ターゲット１０により可視光センサ６に向かって反射され得る。しかしながら、反射光１８は、可視光センサ６と照射ターゲット１０との間に設けられている偏光子８により遮断され得る。したがって、反射光１８のほとんどが可視光センサ６に衝突しない。他方、照射ターゲット１０から放出される蛍光２０は、偏光子８を通過した後、可視光センサ６に衝突することができ、可視光センサ６は蛍光２０の強度を検出し得る。

光源２は、紫外線を含む光１６を放出し得る。たとえば、光源２は、紫外線、可視光、および赤外線を含む、広範囲の波長を有する光を放出し得る。あるいは、光源２は紫外線のみを放出する可能性がある。たとえば、光源２は、たとえば３６５ｎｍの波長を有する単色紫外線を放出する紫外線ＬＥＤであってもよい。紫外線ＬＥＤは、その小サイズ、低消費電力、および低コストに関して有利である。

紫外線通過フィルタ４は、たとえば、３２０ｎｍと４００ｎｍとの間の範囲内の波長を有する紫外線（ＵＶ－Ａ）および／または２８０ｎｍと３２０ｎｍとの間の範囲内の波長を有する紫外線（ＵＶ－Ｂ）を通すように構成され得る。紫外線通過フィルタ４は、紫外線以外の波長を有する光を通さないように構成され得る。紫外線通過フィルタ４は、たとえば、光源２の前に直接取り付けられ得る。あるいは、紫外線通過フィルタ４は、所定の距離の所に光源２から分離して配設され得る。光を焦点に合わせ誘導する、レンズ、コリメータ、および偏光子のような光学部品が、光源２と紫外線通過フィルタ４との間にまたは紫外線通過フィルタ４と照射ターゲット１０との間に配設され得る。

照射ターゲット１０は、たとえばヒト皮膚であり得る。ヒト皮膚は、光、詳細には紫外線の照射に応答して、たとえば可視光の範囲内の蛍光２０を放出する少なくとも１つの蛍光物質を含む。そのような蛍光物質は、たとえばコラーゲン、ＮＡＤＰＨ、またはアミノ酸であり得る。あるいは、照射ターゲット１０は、ヒト皮膚、たとえば豚の皮、培養されたヒト皮膚、またはゲルモデリングヒト皮膚、内に含まれるものに類似した、少なくとも１つの蛍光物質を含む模造サンプルであり得る。

日焼け止め剤１２が照射ターゲット１０上に塗布され得る。随意に、化粧品層１４が日焼け止め剤１２上に塗布され得る。あるいは、日焼け止め剤１２は、化粧品層１４内に含まれ得る。

可視光センサ６と照射ターゲット１０との間に設けられている偏光子８は、たとえば線形偏光子または円形偏光子であり得る。偏光子８は可視光センサ６の前に直接取り付けられ得る。あるいは、偏光子８は、所定の距離の所に可視光センサ６から分離して配設され得る。光を焦点に合わせ誘導するための、レンズ、コリメータ、および偏光子などの光学部品が、可視光センサ６と偏光子８との間にまたは偏光子８と照射ターゲット１０との間に配設され得る。

日焼け止め剤を検出するためのそのような装置１を使用して日焼け止め剤を検出するための方法１００が、図２を参照して検討される。

ステップ１０２では、光１６が光源２から放出される。放出された光１６は紫外線を含み得る。たとえば、放出された光１６は、紫外線、可視光、および赤外線を含む、広い範囲の波長を有し得る。あるいは、放出された光１６は紫外線のみである可能性がある。たとえば、光１６は、たとえば３６５ｎｍの波長を有する単色紫外線であり得る。

ステップ１０４では、光源から放出される光１６は、紫外線範囲内の波長を有する光が透過することを可能にする紫外線通過フィルタ４を通過する。紫外線通過フィルタ４は３２０ｎｍと４００ｎｍとの間の範囲内の紫外線（ＵＶ－Ａ）および／または２８０ｎｍと３２０ｎｍとの間の範囲内の紫外線（ＵＶ－Ｂ）を通し得る。

ステップ１０６では、光照射、詳細には紫外線照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含む照射ターゲット１０は、紫外線通過フィルタ４を通過する光１６で照射される。光照射に応答して蛍光を放出するそのような物質は、たとえばコラーゲン、ＮＡＤＰＨ、またはアミノ酸であり得る。そのような照射ターゲット１０は、たとえばヒト皮膚であり得る。あるいは、そのような照射ターゲット１０は、蛍光物質を含む、豚の皮、培養されたヒト皮膚、またはゲルモデリングヒト皮膚であり得る。

ステップ１０８では、照射ターゲット１０は、光照射、詳細には紫外線照射に応答して蛍光２０を放出する。蛍光２０は、たとえば可視光範囲内の、波長を有し得る。

ステップ１１０では、照射ターゲット１０から放出される蛍光２０は、偏光子８を通過する。偏光子８は、たとえば線形偏光子または円形偏光子であり得る。光源２から放出される光の一部１８が、照射ターゲット１０により可視光センサ６に向かって反射され得る。しかしながら、反射光１８は、可視光センサ６と照射ターゲット１０との間に配設されている偏光子８により遮断され得る。したがって、反射光１８のほとんどが可視光センサ６に衝突しない。

ステップ１１２では、偏光子８を通過する蛍光２０の強度が、可視光センサ６により検出され得る。

ステップ１１４では、可視光センサ６により検出される蛍光２０の強度は、日焼け止め剤が照射ターゲットに塗布されていない場合に事前に検出され記憶されている蛍光の強度と比較される。日焼け止め剤１２が照射ターゲット１０に塗布されている場合、照射ターゲット１０に到達する紫外線量は、日焼け止め剤１２が塗布されない場合と比較して減少する。紫外線照射により照射ターゲット１０から放出される蛍光２０の強度も低下減少する。したがって、日焼け止め剤１２の紫外線遮断効果は、蛍光２０の検出された強度を、日焼け止め剤１２が塗布されていない場合の蛍光２０の強度と比較することによって判定され得る。

日焼け止め剤を検出するためのそのような装置１および方法１００は、詳細には、ファンデーションなどの他の化粧品１４が日焼け止め剤１２に加えて塗布される場合、および日焼け止め効果を組み込んでいる化粧品１４が塗布される場合、著しく有利であり得る。いくつかの化粧品が、外見上でキラキラ光る効果を加える機能も有し得る。キラキラ光る効果を有するそのような化粧品は、環境光を著しく散乱させかつ／または反射する非吸収フィルタ、散乱物質、または反射物質を含み得る。そのような反射化粧品が日焼け止め剤の層上に塗布されている場合、たとえば可視光センサと照射ターゲットとの間に偏光子を含まない従来の検出装置が、照射ターゲット上で反射されかつ可視光センサに衝突する照射光に起因するノイズに因り、蛍光量を正確に検出することができない可能性がある。他方、本発明のように偏光子８が可視光センサ６と照射ターゲット１０との間に設けられた場合、照射ターゲット１０上で反射される照射光は偏光子８により遮断され得る。したがって、照射光は照射ターゲット１０上で反射され、可視光センサ６に衝突し、したがってノイズは著しく減少し得る。これは、結果的に、照射ターゲット１０から放出される蛍光２０の強度の正確な測定をもたらす。

日焼け止め剤１２を検出するためのそのような方法を実施する装置１がたとえば簡単な構造を用いて日焼け止め剤１２の量を正確に検出し得るので、装置１は携帯小型デバイス内に組み込まれて、短時間の内に日焼け止め剤の量を検出し得る。したがって、また、たとえば皮膚の複数の部分で測定を実施することによって、日焼け止め剤が皮膚全体に一様に塗布されているか否かを容易に判定することも可能である。

Ｔａｂｌｅ １（表１）が、日焼け止め剤または化粧品が塗布されていない素肌と比較して、日焼け止め剤および／または化粧品が塗布されている皮膚からの光の強度の低下を示し、光は、本発明の実施形態による紫外線通過フィルタと偏光子とを含む検出装置、紫外線通過フィルタと偏光子のどちらか１つを含む検出デバイス、および紫外線通過フィルタも偏光子も含まない検出デバイス、の可視光センサにより検出される。サンプル１は、ＳＰＦ５０日焼け止め剤の１ｍｇ／ｃｍ^２が塗布されているヒト皮膚である。サンプル２は、ＳＰＦ５０日焼け止め剤の２ｍｇ／ｃｍ^２が塗布されているヒト皮膚である。サンプル３は、ＳＰＦ５０日焼け止め剤の２ｍｇ／ｃｍ^２およびファンデーションが塗布されているヒト皮膚である。サンプル４は、皮膚にキラキラ光る効果を加える機能を有する化粧品が塗布されているヒト皮膚である。

サンプル１および２に関して、ＳＰＦ５０日焼け止め剤の１ｍｇ／ｃｍ^２および２ｍｇ／ｃｍ^２の塗布は、本発明の実施形態による紫外線通過フィルタと偏光子とを含む検出装置の可視光センサにより検出される光の強度を、それぞれ６２．５４％および６３．７５％だけ低下させた。他方、紫外線通過フィルタのみを含む装置、偏光子のみを含む装置、および紫外線通過フィルタも偏光子も含まない装置により検出される光の強度の低下は小さかった。したがって、照射ターゲットにより反射される光に起因するノイズが減少したこと、および照射ターゲットから放出される蛍光の減少が正確に測定されたことがわかる。

サンプル３においてファンデーションが日焼け止め剤層を覆って塗布されたが、サンプル２に類似した蛍光の減少は、本発明の実施形態による、日焼け止め剤を検出するための装置により測定された。しかしながら、紫外線通過フィルタおよび偏光子のうちの１つのみを含む検出装置と紫外線通過フィルタも偏光子も含まない検出装置により検出される光の強度の低下は小さかった。したがって、本発明の実施形態による、日焼け止め剤を検出するための装置はファンデーションにより照射光の反射を効果的に遮断したこと、および照射ターゲットから放出される蛍光の減少は正確に測定されたことがわかる。

さらに、環境光を反射しかつ皮膚にキラキラ光る効果を加える機能を有するサンプル４の化粧品の場合には、本発明の実施形態による検出装置は、検出された光の強度の低下を測定し、一方、紫外線通過フィルタと偏光子のうちの１つのみを含む装置および紫外線通過フィルタも偏光子も含まない装置により検出された光の強度は非常に小さく低下した。したがって、本発明の実施形態による、日焼け止め剤を検出するための装置は、環境光を反射しかつ皮膚にキラキラ光る効果を加える機能を有する化粧品が塗布された場合にも、照射ターゲットから放出される蛍光の減少を正確に測定したことがわかる。

本発明の実施形態を記載したが、本発明の技術的な精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、修正、および改良が可能であることを、当業者は容易に理解すると考えられる。

１ 日焼け止め剤を検出するための装置
２ 光源
４ 紫外線通過フィルタ
６ 可視光センサ
８ 偏光子
１０ 照射ターゲット
１２ 日焼け止め剤
１４ 化粧品層
１６ 光
１８ 反射光
２０ 蛍光

Claims (14)

1. 光源と、
   前記光源と照射ターゲットとの間に設けられている紫外線通過フィルタと、
   可視光センサと、
   前記可視光センサと前記照射ターゲットとの間に設けられている偏光子と
   を含み、
   前記紫外線通過フィルタは、前記光源から放出される光の中で、紫外線範囲内の波長を有する光を通すように構成されており、
   前記照射ターゲットは、光照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含み、
   前記偏光子は、前記光源から放出され前記照射ターゲットにより反射される光の少なくとも一部を遮断するように構成されており、
   前記可視光センサは、前記偏光子を通過する前記蛍光の強度を検出するように構成されている、
   日焼け止め剤を検出するための装置。
2. 前記紫外線通過フィルタは、３２０ｎｍと４００ｎｍとの間の範囲内の波長を有する紫外線を通すように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記紫外線通過フィルタは、２８０ｎｍと３２０ｎｍとの間の範囲内の波長を有する紫外線を通すように構成されている、請求項１に記載の装置。
4. 前記日焼け止め剤が前記照射ターゲットに塗布されている場合に前記可視光センサにより検出される前記蛍光の強度を、前記日焼け止め剤が前記照射ターゲットに塗布されていない場合に前記可視光センサにより事前に検出され記憶されている前記蛍光の強度と比較することによって、前記塗布された日焼け止め剤の紫外線防護効果を判定するように構成されている、請求項１に記載の装置。
5. 前記照射ターゲットに含まれる、前記蛍光を放出する前記少なくとも１つの物質は、紫外線照射に応答して前記蛍光を放出する物質である、請求項１に記載の装置。
6. 前記照射ターゲットは、紫外線に応答して前記蛍光を放出する物質を含む模造サンプルであり、前記物質はヒト皮膚内に含まれている、請求項１に記載の装置。
7. 前記照射ターゲットはヒト皮膚である、請求項１に記載の装置。
8. 光源から光を放出するステップと、
   前記光源から放出される前記光を紫外線通過フィルタに通して、紫外線範囲内の波長を有する光が前記紫外線通過フィルタを透過することを可能にするステップと、
   前記紫外線通過フィルタを通過する光での光照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含む照射ターゲットを照射するステップと、
   前記照射に応答して前記照射ターゲットから前記蛍光を放出するステップと、
   前記蛍光を偏光子に通すステップと、
   可視光センサにより、前記偏光子を通過する前記蛍光の強度を検出するステップと
   を含む、日焼け止め剤を検出するための方法。
9. 前記紫外線通過フィルタは、３２０ｎｍと４００ｎｍとの間の範囲内の波長を有する紫外線を通す、請求項８に記載の方法。
10. 前記紫外線通過フィルタは、２８０ｎｍと３２０ｎｍとの間の範囲内の波長を有する紫外線を通す、請求項８に記載の方法。
11. 前記日焼け止め剤が前記照射ターゲットに塗布されている場合に前記可視光センサにより検出される前記蛍光の強度を、前記日焼け止め剤が前記照射ターゲットに塗布されていない場合に前記可視光センサにより事前に検出され記憶されている前記蛍光の強度と比較することによって、前記塗布された日焼け止め剤の紫外線防護効果を判定するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
12. 前記照射ターゲットに含まれる前記蛍光を放出する前記少なくとも１つの物質は、紫外線照射に応答して前記蛍光を放出する物質である、請求項８に記載の方法。
13. 前記照射ターゲットは、ヒト皮膚内に含まれている、紫外線に応答して前記蛍光を放出する物質を含む模造サンプルである、請求項８に記載の方法。
14. 前記照射ターゲットはヒト皮膚である、請求項８に記載の方法。

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