JP3194152B2 - 表面とくに皮膚の輝きを評価するようにした評価装置 - Google Patents

表面とくに皮膚の輝きを評価するようにした評価装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入射ビームを試験表面
に投射することのできる光源と、偏光子方向及び検光子
方向の平行方位で又は前記各方向に直角を挟む方位で反
射を評価することのできる偏光子及び少なくとも１個の
検光子を持ち前記偏光子は前記の光源及び表面の間に位
置させるが、前記検光子は反射ビームの径路に位置させ
た手段と、前記表面により反射する光を検知する光検知
手段とを備えた、表面の輝きを評するようにした装置に
関する。
【０００２】本発明はことに皮膚の輝きを評価する装置
に関する。
【０００３】
【発明の背景】本出願人はこの種の装置について１９８
９年８月７日付仏国特許願８９−１０７０９号をすでに
出願している。実施した試験では、このような装置は、
満足のできる成績を得ているが、感度及び議別能力は比
較的低かった。
【０００４】本発明の目的は、感度及び識別性が一層高
く若干の種類の輝きをその指向性により区別することの
できる表面とくに皮膚の輝きを評価する装置を提供する
ことにある。又本装置は狭いほとんどピン先状の区域に
わたり色に関係なく測定することができる。
【０００５】本発明によれば前記したように表面とくに
皮膚の輝きを評価するようにした装置は、光源が指向性
を持ち、偏光ビームが限定するものではないが０゜ない
し９０°の入射角で試験表面に当たり、入射ビームの偏
光方向は入射面に直交し、前記表面に直交する方向に関
して主として入射方向に対称な１つの反射方向を含む少
なくとも２つの互いに異なる反射方向において反射を測
定するように配置し、各反射方向に対し又互いに平行な
偏光方向及び検光方向を持つ反射と直交する偏光方向及
び検光方向との差を定める手段を設け、このように定め
た差によりいわゆる鏡面状輝きといわゆる拡散輝きとの
評価を構成するようにしたことを特徴とする。
【０００６】表面に対する偏光ビームの入射角は法線に
対し約４５°を挟むのが有利である。
【０００７】考えている反射の第２の方向は、試験表面
への法線の各側に約１０°の範囲内に位置するのが有利
である。この第２の方向は前記表面に有効に直交するの
が有利である。この方向は一般に入射面に位置する。
【０００８】検光手段は、試験を行う各反射方向に対
し、入射面に平行な又直交する偏光光信号を角度方向に
分離することのできるシステムを備えている。各分離シ
ステムには２個の光検出素子を協働させこれ等の光信号
を同時に測定できるようにするのが有利である。
【０００９】各分離システムは偏光分離立方体により構
成するのが有利である。
【００１０】このような装置は、皮膚の輝きに影響する
生物学的現象たとえば皮脂分泌物の動力学を研究し、又
は化粧品を施したときに皮膚の輝きとくに皮脂により生
ずる皮膚の輝きを減らすマット基体製品の適性を研究す
るのに使う。
【００１１】前記したほかになお別の項目も含めて本発
明の実施例を添付図面について詳細に説明する。
【００１２】
【実施例】図１には表面Ｐことに皮膚の輝きを評価する
装置を線図的に示してある。
【００１３】本装置は非偏光光源１を備えている。この
図で非偏光光は中心に点を持ち直径に沿い二重矢印によ
り二等分した円により示してある。入射面に直交して偏
光する光は中心に点を持つ円により示してあるが、入射
面に平行に偏光した光は単に二重矢印により示してあ
る。
【００１４】光源１は、たとえば方向Ｄに沿い平行ビー
ムを生ずる光学系（図示してない）を備えた指向性白色
光源である。直線偏光子２は、その中央面を方向Ｄに直
交させて光源１及び表面Ｐの間に位置させ方向Ｄに沿い
皮膚に投下する光が偏光するようにしてある。
【００１５】入射ビームの方向Ｄと表面Ｐに直交する方
向Ｎとの間に挟まれた入射角Ａｉは０゜（直交入射）及
び９０゜（掃引入射）の間であるがこれに限定するもの
ではない。角度Ａｉは図に示すように４５°に等しいか
又はこの値に近いのがよい。
【００１６】偏光子２の通過後の入射ビーム偏光方向は
入射面に直交する。本装置は、２つの互いに異なる反射
方向Ｒｓ，Ｒｄに沿う反射を測定するようにしてある。
鏡面反射に対応する方向Ｒｓは法線Ｎに関して方向Ｄに
対称である。方向ＲＤに沿って反射した光は、皮膚Ｐ内
に入り込んだ光の拡散反射により、又は表面反射が若干
の不規則性を示す場合はこの表面反射により得られる。
【００１７】測定のために選定した第２の反射方向Ｒｄ
は、方向Ｎと一体に又は方向Ｎに約１０°以内で近接す
るのがよい。方向Ｒｄは入射面に位置するのがよい。
【００１８】２方向Ｒｓ及びＲｄに沿い反射した光は、
入射光とは異なりもはや直線状には偏光しない。
【００１９】検光手段Ｃｓ及びＣｄは、各試験方向に対
し設けられ、ウオラストン（ｗｏｌｌａｓｔｏｎ）プリ
ズム形の偏光分離立方体３ｓ及び３ｄから成るのを有利
とする分離システムを備え、この考えている例では各反
射ビームＲｓ，Ｒｄに対し入射面に平行に又これに直交
して偏光した光信号の直角の角度分離を生じさせる。偏
光分離立方体３ｓは、反射方向Ｒｓを持つ反射光ビーム
を偏光させ、この結果生ずる偏光光ビームを２つの光ビ
ームに角度的に分離する。１つのビームは、入射面Ａ
（入射光線と法線とを含む平面）に平行な偏光方向Ｌ１
を持ち、他方のビームは入射面に直交する偏光方向Ｌ２
を持つ。これ等の偏光方向Ｌ１，Ｌ２は、検光手段Ｃｓ
の分離システムにより偏光させられる方向であって検光
子方向Ｌ１，Ｌ２と呼ばれる。直線偏光子２は、入射方
向を持つ入射ビームを偏光させ、入射ビームは、入射面
Ａに直交して偏光させられる。入射ビームの偏光方向Ｄ
は偏光子方向と呼ばれる。偏光子方向Ｄに平行な検光子
方向Ｌ２の方向に、又は、偏光子方向Ｄに直交する検光
子方向Ｌ１の方向に、光ビームは検光手段Ｃｓによって
偏光させられることは明らかである。検光子方向Ｌ
２と、偏光子方向Ｄとは平行な方位（ｏｒｉｅｎｔａｔ
ｉｏｎ）であり、検光子方向Ｌ１と、偏光子方向Ｄとは
直交する方位である。入射面に直交して偏光させられる
光は、円Ｘにより囲まれた点により表示され、入射面に
平行に偏光させられる光は単に二重矢印Ｆにより表示さ
れる。検光手段Ｃｄの偏光分離立方体３ｄは、反射方向
Ｒｄを持つ反射光ビームを偏光させ、この結果生ずる偏
光光ビームを２つのビームに角度的に分離する。１つの
ビームは、入射面Ａに平行な偏光方向Ｌ３を持ち、他方
のビームは、入射面Ａに直交する偏光方向Ｌ４を持つ。
検光手段Ｃｓ、Ｃｄから出る偏光光ビームは、入射ビー
ムの偏光子方向Ｄに平行な検光子方向Ｌ２，Ｌ４と、偏
光子方向Ｄに直交する検光子方向Ｌ１，Ｌ３とを持つ。
【００２０】２個の光検出素子４，５及び光検出素子
６，７は各分離システムと協働し光信号の同時測定がで
きる。各光検出素子は電子手段Ｅに結合され信号の処理
により所要の成績を得ることができる。
【００２１】光検出素子４は、入射面に直交して偏光す
る反射ビーム部分Ｒｓを受け信号Ｓ１を生ずる。
【００２２】光検出素子５は、入射面に平行に偏光する
反射ビーム部分Ｒｓを受け信号Ｓ２を生ずる。
【００２３】光検出素子６は、入射面に直交して偏光す
る反射ビーム部分Ｒｄを受け信号Ｓ３を生ずる。
【００２４】最後に光検出素子７は、入射面に平行に偏
光する反射ビーム部分Ｒｄを受け信号Ｓ４を生ずる。
【００２５】各反射方向Ｒｓ，Ｒｄに対しビームは、実
質的に表面の輝きによる強さ成分Ｉｂと考えている表面
の色を生ずる強さ成分Ｉｃとを持つ。この成分Ｉｃは、
光検出素子に戻るのに先だって回折現象を受ける環境に
入り込んだ光の一部から生ずる。実際上このことは数式
１として表わすことができる。鏡面反射を表わすビーム
Ｒｓに対する数式は次のとおりである。
【００２６】鏡面反射を表わすビームＲｓに対し Ｓ１＝（Ｉｂ＋1/2 Ｉｃ）ｓ、 Ｓ２＝（ 1/2 Ｉｃ）ｓ ここにｓは鏡面反射に特有の乗数である。
【００２７】拡散反射を示すビームＲｄに対し次のよう
に表わすことができる。
【００２８】 Ｓ３＝（Ｉｂ＋1/2 Ｉｃ）ｄ、 Ｓ４＝（ 1/2 Ｉｃ）ｄ ここにｄは拡散反射に特有の乗数である。
【００２９】２つの結果Ｓ１及びＳ２の間の差は方向Ｒ
ｓにおける輝きすなわち鏡面輝きＢｓと考えられる輝き
の測定値である値は次の式で与えられる。
【００３０】 Ｓ１−Ｓ２＝（Ｉｂ）ｓ ここにｓは鏡面反射に特有の乗数である。
【００３１】結果Ｓ３及びＳ４の間の差は、Ｒｄ方向に
おける輝きであり拡散輝きＢｄと考えられる輝きである
次の式で与えられる。
【００３２】 Ｓ３−Ｓ４＝（Ｉｂ）ｄ ここにｄは拡散反射に特有の乗数である。
【００３３】各結果Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、電子手
段Ｅによりスクリーンに表示することができ、各差は手
動で得られる。
【００３４】他の例によれば電子手段Ｅは、一方では信
号Ｓ１及びＳ２間他方では信号Ｓ３及びＳ４間の差を直
接得てこれ等の差を表示しすなわち鏡面輝きＢｓ及び拡
散輝きＢｄを表示するようにしてある。
【００３５】本発明による装置は２種類の輝きＢｓ及び
Ｂｄを識別する著しい能力を持つ。皮膚の凹凸が著しい
場合には、輝きの指向性が低く、鏡面輝き値Ｂｓは拡散
輝きＢｄより幾分高いだけである。
【００３６】又皮膚表面が極めて平滑であると、たとえ
ば化粧品による処理後に輝きははるかに高い指向性を持
ち、鏡面輝き値Ｂｓは拡散輝きＢｄより著しく高い。
【００３７】図２には図１による装置の構造を示してあ
る。
【００３８】本装置は、それぞれ方向Ｄ，Ｒｄ，Ｒｓを
持つ軸線に沿い３つのくぼみ１０，１１，１２を持つ心
９を取りはずし自在に保持する基体８を備えている。こ
れ等のくぼみ軸線は、心９の下部部分のだ円形の穴１３
の中心を形成し試験中の表面Ｐに当てがう点Ｏに集ま
る。
【００３９】点Ｏの反射側でくぼみ１０は、スリーブ１
５を方向Ｄと同軸に位置させた一層大きい直径の室１４
内に延びている。スリーブ１５内には、たとえば指向性
ビームを生ずるレンズを取付けた電球１６を持つ光源１
を設けてある。光検出素子１７は、スリーブ１５の壁に
は電球１６から出る光のレベルで取付けられ光源の平均
の光強さを測定するようにしてある。素子１７は、光源
強さに従って光検出素子４〜７からの測定結果を調整す
るようにした電子手段（図２には示してない）に接続し
てある。
【００４０】くぼみ１１は点Ｏの反対側で室１８内に延
びている。室１８には、偏光分離立方体３ｄ及び協働す
る光検出素子６，７を備え単位１９を位置させてある。
【００４１】点Ｏに対向する側でくぼみ１２は同様に円
筒形の室２０内に延びている。室２０内には分離立方体
３ｓ及び光検出素子４，５を備えた単位２１を位置させ
てある。
【００４２】角度値Ａｉを４５°とし、法線に対し対称
方向をＲｓとし法線方向をＲｄとすると、光源、分離立
方体及び光検出素子の全体を最小の容積内に収めること
ができる。
【００４３】基体８は、その中央上部部分にカラー２２
により囲んだ穴を持つ。カラー２２には、扁平なカバー
２４により頂部を閉じた管状部品をねじ込みにより保持
してある。カバー２４の中心に、外部電気結線用の電気
コネクタ２５を持ち、とくにこのコネクタに結合した光
検出素子４，５，６，７，１７からの成績を送るように
してある。押しボタン２６は部品２３の壁に取付けてあ
る。押しボタン２６は、測定を記録する与えられた時限
にわたり光源１６を制御する。光は押しボタン２６によ
り手動で又は自動的に消される。測定ヘッドを形成する
アセンブリを手動で保持し当てがう手段も形成する基体
８及び管状部品２３内で種種の電気結線は例示してな
い。
【００４４】心９の下端部は円すい台形であり、その小
さい方の底部に穴１３を形成してある。測定ヘッドを表
面Ｐに十分確実に支えるように冠部２７を設け、その下
縁部を穴１３の平面に有効に位置させてある。
【００４５】図２に示した装置は次の手順に従って使
う。
【００４６】操作者は、本装置を管状部品２３の円筒形
部分により保持し、点Ｏを測定しようとする区域の中心
に当てがう。次いで押しボタン２６を押し、操作者はこ
の点で測定を始める。
【００４７】互いに異なる方向における輝き現象を空間
量子化することのできる本発明装置はとくに、表面の不
規則部が存在する皮膚の輝き測定にとくに有利である。
皮膚の表面により反射する光は、この光が最高値に留ま
る鏡面方向だけでなく種種の方向に拡散する。本発明に
よる装置はこの現象を考慮する。
【００４８】皮膚の輝きは、皮膚の固有の輝きとその表
面条件とから生ずる。
【００４９】偏光分離立方体３ｓ，３ｄによって偏光子
及び検光子の間に機械的運動を必要としなくて、本装置
の精度を向上し、入射面に平行に又直交して偏光した各
信号の同時測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明評価装置の線図的配置図である。
【図２】図１の装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 光源 ２ 偏光子 ４，５，６，７ 光検出素子 Ｐ 表面 Ｃｓ，Ｃｄ 検光手段 Ｒｓ，Ｒｄ 反射方向 Ｄ 入射方向 Ａｉ 入射角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェラール、オバディヤ フランス国モンルージュ92120、 ヴィ ラ・デュ・カドラン・ソレール １番 (72)発明者 エルヴェ、シャルドロン フランス国ロンジュモー91160、 リュ ー・ドゥ・ラ・タヌリー ５番 (56)参考文献 実開 昭57−114956（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/103 - 5/107

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面（Ｐ）、とくに皮膚の輝きを評価す
    るようにした評価装置であって、 試験しようとする前記表面上で反射させられるように入
    射ビームを放出するようにした指向性の光源（１）と、 前記光源（１）と、前記表面（Ｐ）との間に配置され、
    前記入射ビームを偏光させるように設計した偏光子
    （２）を含む偏光子手段と、 前記表面上で反射させられる反射方向（Ｒｓ，Ｒｄ）の
    ビームの径路内に配置された少なくとも２つの検光手段
    （Ｃｓ，Ｃｄ）であって、偏光子方向（Ｄ）及び検光子
    方向（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）に関する平行な方位
    （Ｄ，Ｌ２，Ｌ４）において又は前記偏光子方向及び検
    光子方向に関する直交する方位（Ｄ，Ｌ１，Ｌ３）にお
    いて反射方向（Ｒｓ，Ｒｄ）のビームの評価のできる少
    なくとも２つの検光手段（Ｃｓ，Ｃｄ）と、 前記表面（Ｐ）によって反射される光に高感度の光検出
    素子手段（４，５，６，７）と、 を備え、 前記偏光させた入射ビームを、限定するものではないが
    ０゜ないし９０゜の間の入射角（Ａｉ）に従って前記表
    面（Ｐ）に衝突させ、 前記入射ビームの偏光方向を、入射面に直交させて成る
    評価装置において、 前記表面（Ｐ）への法線（Ｎ）に対して前記入射ビーム
    の偏光子方向（Ｄ）に実質的に対称である第１の反射方
    向（Ｒｓ）を持つ少なくとも２つの互いに異なる反射方
    向（Ｒｓ，Ｒｄ）に沿う反射を測定するように、前記評
    価装置を設計し、 前記検光手段（Ｃｓ，Ｃｄ）と、前記光検出素子手段
    （４，５，６，７）、とを、前記表面（Ｐ）から前記２
    つの各反射方向（Ｒｓ，Ｒｄ）に反射されるビームをさ
    えぎるように配置し、前記光検出素子手段が、前記各検
    光子方向に対応する信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を
    提供し、前記検光手段と前記光検出素子手段とを、前記
    平行な方位においての反射と、前記直交する方位におい
    ての反射との差［（Ｓ１−Ｓ２）；（Ｓ３−Ｓ４）］
    を、前記各反射方向に対して前記信号から提供するよう
    に配置し、 この結果前記差［（Ｓ１−Ｓ２）；（Ｓ３−Ｓ４）］に
    より、鏡面輝きと拡散輝きとの評価を表示するようにし
    て成る評価装置。
  2. 【請求項２】 第２の反射方向Ｒｄを前記表面に有効に
    直交させたことを特徴とする請求項１に記載の評価装
    置。
  3. 【請求項３】 考えている各反射方向Ｒｓ，Ｒｄに対
    し、入射面に平行に又直交して偏光させられる各光信号
    を角度的に分離できる分離システムを前記検光手段に設
    けたことを特徴とする前記各請求項のいずれか１項に記
    載の評価装置。
  4. 【請求項４】 ２個の光検出素子（４，５）、（６，
    ７）を前記分離システムに協働させ各光信号を同時に測
    定できるようにしたこと特徴とする請求項３に記載の評
    価装置。
  5. 【請求項５】 前記分離システムを偏光分離立方体（３
    ｓ，３ｄ）により構成したことを特徴とする請求項３又
    は４に記載の評価装置。
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