JPH01115342A

JPH01115342A - 皮膚のかたさ及びハリの測定表示方法

Info

Publication number: JPH01115342A
Application number: JP27442787A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Umeya; 梅屋　潤一郎
Original assignee: Shiseido Co Ltd
Current assignee: Shiseido Co Ltd
Priority date: 1987-10-29
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1989-05-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、皮膚の力学的特性、特に皮膚のかたさ並び
にハリを年令と関連づけて測定表示する方法に関する。

（従来の技術）従来、皮膚の力学的特性の測定は、切除した皮膚を用い
て、主に皮膚科臨床医により、異常肌を対象にして行な
われて来た。これらの肌は目で見ても形態の違いが明ら
かで測定対象としては差異が大きく測定は比軸的容易で
ある。これに対して、化粧品技術者が取り扱う肌は正常
な肌であり形邪の差異も小さく、又測定のために皮膚を
切除することは不可能である。

一方、化粧品と皮膚の生理学的特性は密接な関係があり
、皮膚は化粧品技術者にとって長年研究の対象となって
来た。今まで怒覚的に捉えられてきた化粧品の皮膚への
生理学的効果、すなわち「皮膚を滑らかにする」、「皮
膚をしなやかにする」、あるいは「皮膚にハリを与える
」といった効果をより正確にし、それを定量化し、効果
の実証を図る上で、皮膚の力学的性質を生体で測定する
ことが従来から要望されている。

皮膚の力学的性質、特に皮膚の粘弾性値を皮膚を切除す
ることなく生体で測定する方法は、従来、数種知られて
いるが、装置が大きく、被測定者の負担、再現性、測定
精度の点で十分ではなかった。

その中で比較的進んだ方法の一つとして、所謂二重円筒
法がある、二重円筒法は、外筒で皮膚表面を押さえつつ
内筒を一定方向に一定のトルクで回転させ、応力とトル
クが釣り合い回転が止まった時の回転角から、皮膚の粘
弾性値を求めるものである。又、他の方法としては吸引
カップ法があり、これは半球形のカップを測定部位に当
て、一定速度でカップ内を減圧吸引して持ち上がった皮
膚の高さから、粘弾性値を測定する方法である。

このような、従来の二重円筒法若しくは吸引カップ法は
生体で皮膚の力学的性質を測定する点において、切り取
った皮膚を用いる測定に比較して実際の肌の性質を知る
上できわめて進歩した方法ではあるが、いずれも皮膚に
一定方向のみの変位を与えて測定する静的測定である為
、皮膚に周期的な変位を付与する動的測定に比べて得ら
れる情報量が少なく今だ満足な測定結果を得ることが出
来なかった。

そこで、本発明者等は、測定部位の周辺を固定しつつ、
測定部位に周期的な力を付与し、該付与された周期的力
に対応する皮膚からの応力を測定し、付与した力の波形
と皮膚からの応力の波形とにより皮膚の力学的性質を測
定することにより、皮膚の動的測定を行い、皮膚の力学
的性質を測定する方法を先に提案した。

この動的測定においては、皮膚の測定部位に測定用セン
サーを一定の圧力で押し付けて、センサーによって付与
される周期的な力に対応する応力を測定して粘弾性値を
求めることになるものであるが、センサーを押し付ける
ことにより皮膚はその物性が変化すると共に、センサー
を一定の圧力で押し付けること自体がきわめて困難であ
るため、正確で再現性の良好な測定値を得ることが出来
ないと共に、大掛かりな機械装置が必要となる欠点があ
った。

そこで、本発明者等は更に測定センサーの押付圧雪での
皮膚の粘弾性値を測定可能として、測定センサーの押付
圧やセンサー押付に伴う皮膚の物性変化にかかわらず、
正確で再現性の良い測定値を求め得る方法を提案した。

この方法は、測定センサーをランダムな押付圧で皮膚表
面に押付けて、各押付圧に対応する複数の粘弾性値を測
定収集し、該収集された複数の粘弾性値と押付圧との関
係から押付正零の点の粘弾性値を算出するようにしたこ
とを特徴とするものである。

この方法によれば、ランダムな押付圧で測定センサーを
皮膚に押し付けて、各押付圧に対応する複数の粘弾性値
を測定し、測定された複数の粘弾性値から押付圧が零の
点での粘弾性値を算出するようにしであるので、測定セ
ンサーを一定の押付圧で維持しておく必要がなく、波形
解析により異常押付圧や測定センサーのスベリ等に基づ
く異常な測定データを除去することが出来、正確で再現
性の良い粘弾性値を測定することが出来る利点が認めら
れる。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、皮膚の性状をＲ３により知得する肌のハリや
かたさの如き官能値と、いわゆる皮膚の年令（肌年令）
とを関連づけて議論することは化粧品の効果を実証する
上で有用である。

先に本発明者等が提案した皮膚の粘弾性値測定方法によ
って得られる粘弾性値は、官能値と良く一致しきわめて
有益な測定方法ではあるが、表現方法が字間的過ぎて、
一般消費者には理解され凡いという問題点があった。

又、得られた粘弾性値を年令と関連づけて表示していな
い為、肌のかたさが年令の増加に比例し、肌のハリは逆
に反比例する肌年令を明確に意識させる上でも充分なも
のではなかった。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために、この発明が採った手段は
、測定センサーをランダムな押は圧で皮膚表面に押し付
けて、各押ｆ寸圧に対応する複数の粘弾性値を測定収集
し、該収集された複数の粘弾性値と押付圧との関係から
求められる押付圧が雰の点の粘弾性値を用いて、肌のか
たさ、肌のハリを下式により算出し、肌のかたさ一弾性値肌のハリ−弾性値／粘性値年令と対応させて表示するようにしたことを特徴とする
。

（作用及び発明の効果）この発明によれば、皮膚のかたさ及びハリをかたさ一弾
性値、ハリ−弾性値／粘性値により求めて年令と対応さ
せるようにしであるので、得られた測定値は皮に７のか
たさ、ハリという官能値と良く一致しており、しかも多
数の測定者から得られたデータをプロットしてグラフ化
したものに特定の測定者の測定データを合わせれば、世
間−最の同年代の者の平均と比較して自己の肌が若いの
か老化しているのかを視覚的に知ることが出来る。

（実施例）以下に図面を参照しつつ、この発明の好ましい実施例を
詳細に記述する。

測定センサーをランダムな押付圧で皮膚表面に押し付け
て、各押付圧に対応する複数の粘弾性値を測定収集し、
該収集された複数の粘弾性値と押付圧との関係から押付
圧が雰の点の粘弾性値を算出し、このようにして算出さ
れた粘性値及び弾性値を基にして、次のような表現値を
定義する。

肌のかたさ一弾性値肌のハリ−弾性値／粘性値このように定義した値は、肌のかたさ、ハリを示す官能
的表現と良く一致する。多数の測定データに基づく表現
値を収集し、グラフ化したものが第１図である。第１図
から理解出来るように、加令によって肌のかたさは増加
し、ハリは低下しており、このことは一般消費者の実感
とよく一致するものである。

そこで、実際の被測定者の粘弾性値を前記方法によって
測定し、この測定値を基にした表現値を水平線（１）で
第１図に表示する。被測定者は、自分の年令軸と交わる
点の値と実際の測定値とを比較することにより、自分の
肌年令を知ることが出来る。

次にこの発明の皮膚のかたさ及びハリの測定に用いる前
記粘弾性値を測定する方法及び装置について説明する。

第２図に粘弾性値を測定する装置の測定アタッチメント
が概念的に図示されており、図において（２）は固定ア
タッチメントであって、測定者が手で保持する固定側部
分を構成する。（３）は該固定アタッチメント（２）に
対して可動に配置され、皮膚表面に押し付けられる可動
アタッチメントを示す。固定及び可動のアタッチメント
（２＞（３）は軸方向に相対的に可動なシリンダー形状
をなし、固定アタッチメント（２）内を可動アタッチメ
ント（３）が軸方向に移動自在に配置されていると共に
、可動アタッチメント（３）の移動量すなわち皮膚への
押付圧力が固定アタッチメント（２）内の圧力ゲージ（
４）によって測定可能である。可動アタッチメント（３
）の先端は摩擦係数の高い表面に形成され、押付けられ
るとき皮膚の測定部位の周辺を固定し、被測定面積を規
定する。

可動アタッチメント（３）は、皮膚表面に周期的なａ械
的歪を付与する測定センサー（５）と、該測定センサー
（５）を駆動する駆動部（６）並びに測定センサー（５
）が皮膚から受ける応力を測定するトルクゲージ（７）
とを有する。測定センサー（５）と駆動部（６）は、皮
膚の測定部位に機械的歪を付与する手段を構成し、トル
クゲージ（７）は付与された機械的歪によって発生する
皮膚の応力を検知する手段を構成する。

第２図に示す測定センサー（５）は皮膚表面に円形な面
積で摩擦的に接触し、周期的に一定角度往復回転して、
皮膚表面を振動させる円板状の部材からなるが第３図に
示すように周期的に直線方向へ往復運動して皮膚表面を
振動させるアーム状の部材で構成しても良い。

測定は、可動アタッチメント（２）の先端面を皮膚表面
に押付けつつ、測定センサー（５）を駆動部（６）によ
り一定周期で振動させて、皮膚表面に周期的な機械的歪
を付与する。該機械的歪による皮膚の応力をトルクゲー
ジで測定する。

可動アタッチメント（３）の皮膚への押付圧は、測定者
の押付圧、被測定者の挙動、測定部位等の種々の条件に
応じて変動し、一定の測定時間中押伸圧はランダムに変
動する。そこで、各押付圧に対応する皮膚の応力なトル
クゲージ（７）で測定し、多数の測定データを収血する
。実際には、第４図に示すように、入力される駆動用振
動を基準波（８）として、測定時間の経過に伴う押付圧
の変動データ（９）とトルクの変動データ（１０）をそ
れぞれグラフ化し、基準波（８）の−周期毎の圧力デー
タとトルクデータとを測定データとして収集する。これ
により、短時間の測定で多数の測定データを収集するこ
とが可能となり被測定者への負担を軽減出来る。基準波
−波形毎のトルクデータの波形の振幅により粘性値を計
算し、基準波との位相差により弾性値を計算し、各トル
クデータを対応する圧力データと関連させて、第５図に
示すように圧力−粘弾性値グラフ上にプロットする。該
グラフにおいて（１１）は弾性値を、（１２）は粘性値
を示す。そして、該グラフから圧力が零の外挿点での粘
性値と弾性値を求める。

このように、測定アタッチメントをランダムな圧力で皮
膚に押し付け、各押付圧に対応する皮膚の粘弾性値を多
数測定して、得られた測定データから押付圧が零のとき
の粘弾性値を算出するようにしであるので、押付圧を一
定に保持する必要がなく、簡単な装置で測定が可能であ
ると共に、押付圧が零の点での、皮膚の粘弾性値を測定
することが出来るので、正確で再現性の良い粘弾性値を
得ることが出来る。

以上の測定において、測定アタッチメントの押付圧が限
定されていないので、極端に押付圧が大きい場合や、小
さい場合には正確な測定値を得ることが出来ず、これら
の数値を除去する必要がある。すなわち、押付圧が大き
すぎる場合には、皮膚表面ではなく皮膚内部や骨格の圧
力を測定してしまうおそれがあり、又押付圧が小さすぎ
る場合には、測定センサー（５）が皮膚表面を滑ってし
まうおそれがある。

第４図において、Ａ及びＢ部分は、圧力が急激に増減し
た場合であり、この部分の測定データはカットする。又
、Ｃ部分は、測定センサー（５）が皮膚表面を滑った場
合のトルク波形であり、このような異常波形（１４）は
、第８図に示すように正常な波形（１３）に比べ頂部が
平坦である為、微分処理することにより第８図下側のよ
うな微分波形（１５）となる。そこでこの微分波形にお
いて直線部分の長さが一定以上である場合には、異常デ
ータとして除去する。

第６図のグラフは、前記異常データを含む測定データを
圧力と関連してプロットしたものであるが、異常データ
の存在により正確な粘弾性値を得ることが不可能となっ
ている。そこで、前記のような処理を行って異常データ
を除去し、正常データのみをプロットしたものが第７図
のグラフであり、粘弾性値を正確に算出することが可能
となっている。尚、第７図においてＸ印の点は除去され
た異常データを示す。

次に第９図のフロチャートを参照しつつ、粘弾性値の測
定の手順を説明する。

測定アタッチメントを測定部位に押付けて、測定を開始
する。駆動部（６）の駆動用振動を基準波データ、トル
クゲージ（７）により測定されるデータを応力波データ
、又圧力ゲージ（４）からのデータを圧力波データとし
てデータの入力を行う。次に入力された応力波及び圧力
データをｒ＆準波の周期に合わせて一周期毎に区切る。

区切られた基準波及び応力波−波形分の周期と位相の計
算、並びに基準波−波形分の圧力平均値をそれぞれ計算
する。計算された基準波及び応力波の一波形分の周期と
位相から基準波−波形分の振幅、応力波−波形分の振幅
並びに基準波と応力波の位相差をそれぞれ計算し、これ
から−波形分の粘性値と弾性値を計算する。

次に、この−波形分の粘弾性値について、圧力データが
正常か否かの判断を行い、異常な圧力データのものであ
る場合には、カットし、正常な圧力データのものである
場合には、応力波データが測定センサーのスベリ等によ
る異常なものでないかどうかを判断し、異常なものであ
る場合には同様にカッ１〜する。このようにして各基準
データー波形分毎について全てのデータ処理を行い、正
常な圧力波及び応力波データに基づく基準波−波形分毎
の多数の粘弾性値をＮ積する。

次に蓄積された多数の粘弾性値を全測定波形で圧力平均
と粘弾性値の関係の計算を行い、第５図に示すようなグ
ラフを作成する。この作成されたグラフに基づいて圧力
零の外挿点での粘弾性値の計算を行い、その値を出力す
る。

このようにして得られた多数の粘弾性値を年齢毎にプロ
ットしてｆｆｆ成したグラフが第１図に示すものであり
、同一年令においてかたさ、ハリともにある幅を有した
分布を示し、且かたさは年令に比例し、ハリは年令に反
比例して増減していることが視覚的に確認することが出
来る。

又、特定の被測定者の測定データを前記表現値処理し、
第１図のグラフ上にプロットすれば自己の肌のハリ、か
たさを平均値と比較して知得することが出来、自己の肌
年令を知ることが出来るのである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る好ましい実施例を示すものであっ
て、第１図はこの発明に係る肌のかたさ、ハリをグラフ
化した図、第２．３図は装置を概念的に示す図、第４図
は基準波、トルク及び応力の出力波形を示す図、第５図
は粘弾性値と圧力との関係を示すグラフ、第６図は異常
データを含む第５図と同様のグラフ、第７図は異常デー
タを除去し修正した第５図と同様のグラフ、第８図は異
常応力波とその微分波形を示す図、第９図は測定の手順
を示すフロチャート図である。（１）・・・水平線（２）・・・固定アタッチメント（３）・・・可動アタッチメント（４）・・・圧力ゲージ　　（５）・・・測定センサー
（６）・・・駆動部　　　　（７）・・・トルクゲージ
（８）・・・基準波　　　　（９）・・・圧力データ（
１０）・・・トルクデータ　（１１）・・・弾性値（１
２）・・・粘性値　　　　（１３）・・・正常波形（１
４）・・・異常波形　　　り１５）・・・微分波形第ｑ
図？第亡図手続祁１正書（方式）昭和６３年２月１５日昭和６２年特　許　願第２７４４２７号２、発明の名称皮１ａのかたさ及びハリの測定表示方法３、補正をする
者事件との関係　　特許出願人住所　東京都中央区銀座七丁目五番五号名称　（１９５
）株式会社　資　生　堂４、代　理　人住所　東京都千代田区麹町４丁目１番地西脇ビル　（２
６４）７７９２６、補正の対象図　　面７、補正の内容（１）図面の第６．７．９図につき図中の文字を鮮明に
描いたものを別紙のとおり補正する。但し、第８図については内容に変更なし。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）測定センサーをランダムな押付圧で皮膚表面に押
し付けて、各押付圧に対応する複数の粘弾性値を測定収
集し、該収集された複数の粘弾性値と押付圧との関係か
ら求められる押付圧が零の点の粘弾性値を用いて、肌の
かたさ、肌のハリを下式により算出し、肌のかたさ＝弾性値肌のハリ＝弾性値／粘性値年令と対応させて表示するようにしたことを特徴とする
皮膚のかたさ及びハリの測定表示方法。