WO2020080137A1 - 肌評価方法、及び肌評価装置 - Google Patents

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tactile sensation
spectrum
evaluation
frequency band
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直輝 齋藤
雄一郎 森
孝平 松森
めぐみ 関野
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株式会社資生堂
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons

Definitions

  • the present invention relates to a skin evaluation method and a skin evaluation device.
  • the tactile sensation of the skin that is, the sensation that occurs when the skin is touched, includes the tactile sensation associated with dryness / wetness of the skin (for example, whether the skin is moist) and the tactile sensation associated with roughness of the skin surface (for example Is it smooth or rough)?
  • Patent Document 1 by measuring the coefficient of friction of the skin on each of a plurality of flat plates having different surface roughness, and using the mutual relationship of the measured coefficient of friction as an index, the dry state of the skin and the like can be determined. It is disclosed to evaluate. In the cited document 1, the correlation between the skin condition and the correlation between the surface roughness and the change in the friction coefficient is obtained in advance, and the skin condition to be evaluated can be evaluated based on the correlation.
  • Patent Document 1 it is necessary to perform a plurality of tests using different flat plates in order to obtain data from the skin to be evaluated, which is troublesome. Further, in the evaluation of the skin condition in Patent Document 1, the relationship between a plurality of friction coefficients is used as an index, but the actual human sensation may not be reflected in the physical characteristics such as the friction coefficient. That is, the sensory evaluation score does not always change by the amount corresponding to the change in the physical characteristics. Therefore, the conventional method may not be able to accurately evaluate the skin condition.
  • one embodiment of the present invention provides a method capable of more easily and accurately evaluating the tactile sensation of the skin.
  • One aspect of the present invention detects a vibration generated by relative movement while contacting the skin and the contact body, frequency analysis is performed on the vibration to obtain a frequency spectrum, in a predetermined frequency band of the frequency spectrum.
  • a tactile sensation evaluation method wherein the tactile sensation of the skin is evaluated based on the relationship between the spectral intensity in the predetermined frequency band and the sensory evaluation of the tactile sensation, which has been obtained in advance based on the spectral intensity.
  • the tactile sensation of the skin can be evaluated more easily and accurately.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a skin evaluation device according to an aspect of the present invention. It is an example of signal data obtained from vibration. It is an example of the frequency spectrum obtained from FIG. 3A. It is a figure which shows the correlation coefficient of the sensory evaluation value of an independent evaluation item (smoothness), and power spectrum density for every frequency. It is a figure which shows the correlation coefficient of the sensory evaluation value of an independent evaluation item (smoothness), and power spectrum density for every frequency. It is a figure which shows the correlation coefficient of the sensory evaluation value of an independent evaluation item (bumpy), and power spectrum density for every frequency.
  • FIG. 6 is a diagram showing, for each frequency, a correlation between a principal component score and a power spectral density for a rough tactile sensation as a total tactile sensation.
  • FIG. 8 is a diagram showing, for each frequency, a correlation between a principal component score and a power spectrum density for a dry and wet touch as a comprehensive touch.
  • the tactile sensation of the skin that is, the sensation that occurs when the skin is touched (also referred to as touch or feel).
  • the present inventors have found that the tactile sensation of the skin has a correlation with the spectrum intensity in a predetermined frequency band in the frequency spectrum of the vibration generated by the relative movement while bringing the skin and the contact body into contact with each other. Based on this, it has been found that the tactile sensation of the skin, particularly the skin tactile sensation and / or the wet and dry sensation, can be evaluated well.
  • FIG. 1 a method for evaluating skin, which detects vibration generated by relative movement while bringing the skin and the contact body into contact with each other.
  • S1 the vibration is subjected to frequency analysis to obtain a frequency spectrum (S2), and based on the spectrum intensity in a predetermined frequency band of the frequency spectrum, the spectrum intensity and the tactile sensation in the predetermined frequency band, which are obtained in advance, are obtained.
  • S2 the vibration is subjected to frequency analysis to obtain a frequency spectrum
  • S2 the spectrum intensity and the tactile sensation in the predetermined frequency band, which are obtained in advance, are obtained.
  • This is a method of evaluating the tactile sensation of the skin (skin sensation) in light of the relationship with the evaluation (S3).
  • one embodiment of the present invention is an evaluation device 10 as shown in FIG. 2, in which a detection unit 20 that detects vibration generated by relative movement while bringing the skin and the contact body into contact with each other is used.
  • a detection unit 20 that detects vibration generated by relative movement while bringing the skin and the contact body into contact with each other is used.
  • the analyzing means 30 for analyzing and obtaining the frequency spectrum and the relationship between the spectrum strength in the predetermined frequency band and the sensory evaluation of the tactile sensation, which has been previously obtained based on the spectrum strength in the predetermined frequency band of the frequency spectrum.
  • an evaluation unit 40 for evaluating the tactile sensation of the skin.
  • tactile sensation means when touching the skin to be evaluated with a finger pad, a palm, or the like, or when the finger ball, palm, or the like is moved while touching, that is, the skin is rubbed or rubbed. It is a sensation that occurs when you lose weight.
  • This “feel” may be the feel of a single evaluation item or the total feel of a plurality of evaluation items. That is, the tactile sensation evaluated in the present embodiment may be the tactile sensation generally listed as one evaluation item of the tactile sensation of the skin, or the tactile sensation as a higher-level concept including a plurality of such tactile sensations. Good.
  • the skin condition can be comprehensively evaluated and used for determining the tendency of skin quality. can do.
  • this embodiment can particularly suitably evaluate the roughness and / or wet and dry feel of the skin.
  • “Rough texture” is a texture related to the roughness or fineness of the unevenness of the surface of the skin, and is expressed by terms such as bumpy, rough, rough, smooth, smooth, and fine (coarse) texture.
  • One or more tactile sensations of the evaluation items can be included.
  • “dry and wet touch” is a touch that is related to the degree of dryness or wetness of the skin, or related to the amount of water in the skin, and is, for example, an evaluation item represented by terms such as moistness, dryness, dryness, and dampness.
  • moistness, dryness, dryness, and dampness One or more tactile sensations can be included.
  • the “roughness tactile sensation” may be one of the tactile sensations related to the roughness of the skin listed above as an example, or may be the total tactile sensation of two or more evaluation items.
  • the “dry and wet touch” may be one of the touches related to the dryness and wetness of the skin listed above as examples, or may be a comprehensive touch of two or more evaluation items.
  • the evaluation of the “roughness touch feeling” or the “dry and wet touch feeling” is a comprehensive evaluation including the touch feeling evaluation of two or more evaluation items
  • the number and types of evaluation items included are not particularly limited.
  • the individual evaluation items for the tactile sensation given above as examples of the "roughness sensation” may be used for comprehensive evaluation of the "dry and wet sensation", and vice versa. There may be cases.
  • the skin evaluated according to this embodiment may be the skin that has not been subjected to any treatment (bare skin), or some treatment on the surface, such as cosmetics (especially basic makeup such as lotion or cream). Skin) after applying a cosmetic treatment such as application of cosmetics), washing, shaving or depilation, massage and application of stimulation.
  • the treatment itself can be evaluated by comparing the evaluation of the skin before and after the treatment.
  • FIG. 2 shows an example of generation and detection of vibration.
  • the vibration can be generated, for example, by reciprocating as shown by the double-headed arrow while contacting the cheek portion of the person and the ball of the finger.
  • the skin to be evaluated is the human cheek, but the evaluation target may be the skin on another part of the face such as the forehead, chin, or nose, or a part of the body other than the face.
  • the skin (skin) of the neck, the décolleté (the part from the neck to the chest), the back, the arms, the legs, etc. may be used.
  • the contact body is a finger, and the contact surface is in contact with the skin surface to be evaluated on the ventral side of the first joint of the finger, but the contact body may be the palm, the arm, the face, or the like. May be Furthermore, the contact body does not have to be a part of the body, and may be an object having a surface imitating the surface shape of human skin, such as an object covered with artificial skin. Further, the contact body may be a probe made of metal or resin, and may be integrated with the vibration detecting means 20 described later. However, when actually touching the skin, it is often the case that the person touches the skin on the ventral side of the finger or the palm. It is possible to generate vibration in a state close to the state of feeling the touch.
  • the vibration is generated by moving the skin and the contact body in relative contact with each other (hereinafter also referred to as contact relative movement), that is, by stroking or rubbing the skin with the contact body (sliding the contact body on the surface of the skin). By doing).
  • This relative movement can also be performed while pressing the contact body against the skin and applying some pressure. It is preferable to apply some pressure so that vibration can be generated in a state close to a state where a person actually feels the skin.
  • the relative movement is a reciprocating movement of the contact body within a predetermined length range, but the direction of the movement is not particularly limited.
  • the contact body may be moved by repeatedly stroking a predetermined length of the surface of the skin in one direction, or may be moved so as to write an arbitrary figure such as a circle or an ellipse.
  • the generated vibration is detected by the vibration detecting means 20.
  • the magnitude of vibration can be measured as one or more changes in displacement, velocity, and acceleration.
  • the magnitude of vibration is preferably measured as a change in acceleration.
  • an acceleration sensor such as a triaxial acceleration sensor, an angular velocity sensor, an angular acceleration sensor, a PVDF film sensor, a strain gauge, a piezo sensor, a laser displacement meter, a photo reflector, a microphone or the like can be used.
  • the vibration detection means 20 is arranged on the side of the contact body (finger) opposite to the side in contact with the skin (the side of the fingernail), but vibrations that can be used for evaluation are
  • the location where the vibration detecting means 20 is arranged is not particularly limited as long as it can be detected.
  • the vibration detecting means 20 may be arranged at any place on the contact body, or may be arranged on the skin to be evaluated.
  • the detected vibration may be the vibration of the evaluation target (skin) and / or the contact body detected directly, or from the surface of the skin and / or the contact body via the surrounding medium (air). It may be one that has been propagated (sound).
  • the vibration detecting means 20 it becomes possible to detect a signal in a place close to the place where the vibration occurs, and it occurs due to other than the relative contact movement between the skin and the contact body. Mixing of vibration can be reduced. Therefore, as shown in the drawing, it is preferable to provide the contact body (finger) with the vibration detecting means 20 to detect the vibration, from the viewpoint of improving the detection accuracy.
  • the vibration detected by the vibration detecting means 20 is converted into an electrical signal and sent to the analyzing means 30 connected to the vibration detecting means 20 for analysis (FIG. 2). More specifically, the analysis unit 30 can perform frequency spectrum analysis on the acquired signal to generate a frequency spectrum.
  • the data detected by the vibration detecting means 20 is obtained as an acceleration signal waveform as shown in FIG. 3A.
  • the analyzing unit 30 performs the processing such as the Fourier transform and the wavelet transform on the data, so that the frequency spectrum as shown in FIG. 3B can be obtained.
  • the frequency spectrum represents the magnitude of various frequency components included in the vibration detection signal for each frequency.
  • the frequency spectrum is displayed as a graph in which the horizontal axis represents frequency (unit is Hz) and the vertical axis represents power spectrum density (power value per 1 Hz width, unit is dB / Hz). can do.
  • the spectrum intensity in the predetermined frequency band can be obtained from the obtained frequency spectrum.
  • the spectrum intensity in such a predetermined frequency band is specifically, the area component value of the power spectrum density in the predetermined frequency band, the area component value per unit frequency, the center of gravity value, the average value, the median value, and the maximum value.
  • Matlab registered trademark
  • MathWorks software such as Matlab (registered trademark) (manufactured by MathWorks) can be used for at least a part of the above-described processing of vibration analysis and skin evaluation.
  • the tactile sensation can be evaluated based on the spectrum intensity in the predetermined frequency band of the frequency spectrum acquired as described above. More specifically, the predetermined skin feel can be evaluated in light of the relationship between the spectrum intensity in a predetermined frequency band and the sensory evaluation of the predetermined skin feel, which has been obtained in advance.
  • the spectrum intensity in the predetermined frequency band is the area component value of the power spectrum density in the predetermined frequency band, the area component value per unit frequency, the center of gravity value, the average value, the median value, and the maximum value.
  • the relationship between such an index value and, for example, the sensory evaluation value is obtained in advance and the relationship is stored as a database. Also, a model formula may be constructed and stored for that relationship.
  • the tactile sensation of a single evaluation item evaluated according to this embodiment includes, for example, evaluation items such as “smoothness”, “roughness”, “smoothness”, “smoothness”, “roughness”, “moist”, and “bumpy”. One of them is the touch.
  • sensory evaluation by a specialized panel is performed on multiple objects (skins), and the sensory evaluation value for each object is recorded. That is, the frequency spectrum and the sensory evaluation value of each of a plurality of objects are recorded as a database.
  • a frequency band in which a high correlation is shown between the spectrum intensity and the sensory evaluation value is obtained.
  • the average value of the power spectral density is obtained every 10 Hz, and the correlation analysis between the average value and the sensory evaluation value is performed.
  • a significant value is extracted at the significant level of the obtained correlation coefficient of 5%.
  • the predetermined frequency band showing a high correlation between the spectrum intensity in the frequency spectrum of vibration and the sensory evaluation value of tactile sensation can be 5 to 500 Hz and 10 to 400 Hz.
  • the predetermined frequency band showing high correlation may be 20 to 350 Hz.
  • the predetermined frequency band having a high correlation can be 50 to 400 Hz.
  • the frequency spectrum is acquired, and the frequency band with the high correlation
  • the sensory evaluation value can be estimated by comparing the power spectral density of the with the database.
  • “Roughness touch” and / or “dry / wet touch” as a comprehensive touch is, for example, a sensory evaluation for each of a plurality of general evaluation items for evaluating the condition (property) of the skin, and a plurality of data is obtained. It can be said that this is a new evaluation item obtained by aggregating. For such data aggregation, principal component analysis, factor analysis, etc. can be used.
  • the "roughness tactile feel” as the overall tactile feel and the “dry and wet tactile feel” as the overall tactile feel can be the first principal component and the second principal component, respectively. Therefore, if a frequency band having a high correlation between the spectrum intensity of the frequency spectrum obtained as described above and the score of the main component is obtained in advance and at least one frequency spectrum is obtained for the skin with an unknown tactile sensation, the correlation is obtained.
  • the principal component score can be estimated by comparing the spectrum intensities in the high frequency band with the database. Then, at least one of the tendency relating to roughness and the tendency relating to dryness and wetness can be evaluated for the skin condition of which tactile sensation is unknown.
  • a predetermined frequency band showing a high correlation between the spectrum intensity in the frequency spectrum of vibration and the sensory evaluation value of "roughness tactile sensation” as a total tactile sensation can be 160 to 290 Hz. Further, the predetermined frequency band exhibiting a high correlation between the spectrum intensity in the frequency spectrum of vibration and the sensory evaluation value of “dry and wet tactile sensation” as a total tactile sensation can be 60 to 200 Hz.
  • vibration was detected and analyzed, and the tactile sensation of the skin was evaluated.
  • the detected vibration was converted into an electrical signal and sent to the analysis means 30 (Fig. 2).
  • the analyzing means 30 analyzes the vibration signal and acquires the frequency spectrum as shown in FIG. 3B.
  • 4A to 4D are graphs showing the correlation coefficient between the power spectrum density and the sensory evaluation value for each frequency for the individual evaluation items of "smoothness”, “smoothness”, “bumpy”, and “roughness” for each frequency. Indicates. In this example, the significance test is performed and the significant correlation coefficient is displayed at the significance level of 5%.
  • the tactile sensations of each evaluation item have a correlation between the power spectrum density and the sensory evaluation value in each predetermined frequency band.
  • the correlation between the power spectral density and the sensory evaluation value is high in the frequency range of 100 to 370 Hz for the tactile sensation of “smoothness” (an independent evaluation item regarding skin roughness).
  • the tactile sensation of the evaluation item “smoothness” was high in the frequency band of 60 to 250 Hz.
  • the relationship between the frequency spectrum and the sensory evaluation value for the skin of a plurality of subjects is stored as a database, the frequency spectrum is obtained under the same conditions for the skin whose sensory evaluation is unknown, and checked against the database.
  • the power spectral densities in a predetermined frequency band it is possible to accurately evaluate the unknown tactile sensation of the skin, particularly the tactile sensation related to the roughness of the skin or the dryness and wetness.
  • FIG. 6A shows the coefficient (principal component loading amount) of each evaluation item when the first principal component score (roughness tactile score) is obtained
  • FIG. 6B shows the second principal component score (dry and wet tactile score).
  • the coefficient (principal component load) of each evaluation item at the time of obtaining is shown.
  • the evaluation items that have a large correlation with the first principal component are “smooth”, “rough”, “smooth”, “sharp” and “bumpy”. It can be seen that this is the main component that comprehensively represents the tactile sensation.
  • FIG. 6B since the evaluation items having a large correlation with the second principal component are “smoothness” and “moisturizing”, the second principal component is a principal component that comprehensively represents dry and wet feeling. I understand.
  • FIG. 7A shows a graph showing the correlation coefficient between the roughness tactile sensation (first principal component) and the power spectral density for each frequency. As shown in FIG. 7A, it was found that the correlation between the power spectral density and the score for the “rough feel” was particularly high in the frequency band of 160 to 290 Hz.
  • FIG. 7B shows a graph showing the correlation coefficient between the dry and wet feel (second main component) score and the power spectral density for each frequency. As shown in FIG. 7B, regarding the “roughness touch”, it was found that the correlation between the power spectral density and the score was particularly high in the frequency band of 60 to 200 Hz.
  • the frequency spectrum can be acquired by detecting at least once the vibration generated by the relative movement while bringing the skin and the contact body into contact with each other.

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Abstract

肌触感評価方法において、肌と接触体とを接触させながら相対運動させることによって発生する振動を検出し、前記振動を周波数解析して周波数スペクトルを取得し、前記周波数スペクトルの所定の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき、予め求めておいた、前記所定の周波数帯域におけるスペクトル強度と触感の官能評価との関係に照らして、前記肌の触感を評価する。

Description

肌評価方法、及び肌評価装置
　本発明は、肌評価方法、及び肌評価装置に関する。
　肌の触感、すなわち肌に触れた時に生じる感覚としては、肌の乾燥・湿潤に関連する触感（例えば、肌がしっとりしているか）、及び肌表面の粗さに関連する触感（例えば、肌がなめらかであるか、ざらついているか）等がある。
　このような肌の触感は、従来、官能評価によって評価されることが多かった。しかし、近年、官能評価以外の方法による触感の評価方法も提案されている。例えば、特許文献１には、表面粗さの異なる複数の平板上における皮膚の摩擦係数をそれぞれ測定し、測定された複数の摩擦係数相互の関係を指標とすることにより、皮膚の乾燥状態等を評価することが開示されている。引用文献１では、皮膚状態と、表面粗さと摩擦係数の変化との相関関係との相関性を予め求めておき、その相関性に基づき評価対象の皮膚状態を評価することができる。
特開２０１７－２２５５８３号公報
　しかしながら、特許文献１に開示されているような方法では、評価対象の皮膚からデータを取得するために異なる平板を用いて複数回の試験を行う必要があり、手間がかかる。また、特許文献１における皮膚状態の評価は、複数の摩擦係数相互の関係を指標としているが、人の実際の感覚は、摩擦係数のような物理的な特性に反映されていないこともある。すなわち、物理的な特性が変化した分だけ官能評価のスコアが変化するとは限らない。そのため、従来の方法では、皮膚の状態の評価を的確に行うことができない場合があった。
　上記の点に鑑みて、本発明の一態様は、肌の触感を、より簡便に且つ的確に評価できる方法を提供する。
　本発明の一態様は、肌と接触体とを接触させながら相対運動させることによって発生する振動を検出し、前記振動を周波数解析して周波数スペクトルを取得し、前記周波数スペクトルの所定の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき、予め求めておいた、前記所定の周波数帯域におけるスペクトル強度と触感の官能評価との関係に照らして、前記肌の触感を評価する、肌触感評価方法である。
　本発明の一態様によれば、肌の触感を、より簡便に且つ的確に評価することができる。
本発明の一形態による肌評価方法のフロー図である。 本発明の一形態による肌評価装置の概略図である。 振動から得られる信号データの例である。 図３Ａから得られる周波数スペクトルの例である。 単独評価項目（すべすべ）の官能評価値とパワースペクトル密度との相関係数を周波数ごとに示す図である。 単独評価項目（サラサラ）の官能評価値とパワースペクトル密度との相関係数を周波数ごとに示す図である。 単独評価項目（でこぼこ）の官能評価値とパワースペクトル密度との相関係数を周波数ごとに示す図である。 単独評価項目（ざらつき）の官能評価値とパワースペクトル密度との相関係数を周波数ごとに示す図である。 複数の評価項目について得られたデータを主成分分析した結果を示す図である。 図５に示す主成分分析における第１主成分についての、各評価項目の主成分負荷量を示す図である。 図５に示す主成分分析における第２主成分についての、各評価項目の主成分負荷量を示す図である。 総合的な触感としての粗さ触感についての主成分スコアとパワースペクトル密度との相関関係を周波数ごとに示す図である。 総合的な触感としての乾湿触感についての主成分スコアとパワースペクトル密度との相関関係を周波数ごとに示す図である。
　美容分野を含む様々な技術分野において、肌の触感、すなわち肌に触れた時に生じる感覚（手触り又は触り心地ともいう）を、簡便に、的確に評価することが求められている。本発明者らは、肌の触感が、肌と接触体とを接触させながら相対運動させることによって生じる振動の周波数スペクトルにおける所定の周波数帯域でのスペクトル強度と相関があることを見出し、その相関に基づき、肌の触感、特に、肌の粗さ触感及び／又は乾湿触感を良好に評価できることを見出した。
　上記の知見に鑑みてなされた本発明の一形態は、図１に示すように、肌の評価方法であって、肌と接触体とを接触させながら相対運動させることによって発生する振動を検出し（Ｓ１）、振動を周波数解析して周波数スペクトルを取得し（Ｓ２）、周波数スペクトルの所定の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき、予め求めておいた、前記所定の周波数帯域におけるスペクトル強度と触感の官能評価との関係に照らして、肌の触感（肌触感）を評価する（Ｓ３）方法である。
　また、本発明の一形態は、図２に示すような評価装置１０であって、肌と接触体とを接触させながら相対運動させることによって発生する振動を検出する検出手段２０と、振動を周波数解析して周波数スペクトルを取得する解析手段３０と、周波数スペクトルの所定の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき、予め求めておいた、前記所定の周波数帯域におけるスペクトル強度と触感の官能評価との関係に照らして、肌の触感を評価する評価手段４０とを備えた装置である。
　本明細書において、「触感」とは、評価対象である肌に指の腹や掌等を接触させた時、又は指の腹や掌等を接触させつつ動かした時、すなわち肌を撫でたり擦ったりした時に生じる感覚である。この「触感」は、ある単独の評価項目の触感であってもよいし、複数の評価項目の総合的な触感であってもよい。すなわち、本形態で評価される触感は、一般に肌の触感の一評価項目として掲げられる触感であってもよいし、そのような触感が複数含まれる、より上位の概念としての触感であってもよい。
　単独の評価項目の触感でなく、２以上の評価項目の総合的な触感を評価した場合は、肌の状態（性状）を総合的に評価することができ、肌質の傾向の判定等に利用することができる。
　上記触感のうち、本形態は、特に肌の粗さ触感及び／又は乾湿触感を好適に評価することができる。「粗さ触感」とは、肌の表面の凹凸の粗さ又は細かさに関連する触感であり、例えば、でこぼこ、ざらつき、かさつき、すべすべ、なめらか、肌理が細かい（粗い）といった用語で表される評価項目の触感を１以上含むことができる。また、「乾湿触感」とは、肌の乾燥又は湿潤の度合いに関連する、或いは肌の水分量に関連する触感であり、例えば、しっとり、サラサラ、乾いた、湿っぽいといった用語で表される評価項目の触感を１以上含むことができる。
　そして、「粗さ触感」は、上に例示列記した肌の粗さに関連する触感のうち１つであってもよいし、２以上の評価項目の総合的な触感であってもよい。同様に「乾湿触感」も、上に例示列記した肌の乾湿に関連する触感のうち１つであってもよいし、２以上の評価項目の総合的な触感であってもよい。なお、「粗さ触感」又は「乾湿触感」の評価が、２以上の評価項目の触感についての評価を含む総合的な評価である場合、含まれる評価項目の数及び種類は特に限定されない。例えば、上記にて「粗さ触感」の例として挙げられた触感についての個々の評価項目が、「乾湿触感」の総合的な評価のために利用されることもあり得るし、またその逆の場合もあり得る。
　なお、本形態により評価される肌は、何も処置をしていない状態の肌（素肌）であってもよいし、表面に何等かの処置、例えば化粧料（特にローション、クリーム等の基礎化粧料）の塗布、洗浄、剃毛や脱毛、マッサージや刺激の付与等の美容的処置を行った後の肌であってもよい。本形態によって、処置前及び処置後の肌の評価を比較することで、処置自体を評価することもできる。
　＜振動の検出（Ｓ１）＞
　本形態では、評価対象である肌と、接触体とを接触させながら相対運動させることによって発生する振動を検出する（Ｓ１）。図２に、振動の発生及び検出の例を示す。図２に示すように、振動は、例えば人の頬の部分と指の腹とを接触させながら、両方向矢印に示すように往復運動させることによって発生させることができる。
　図示の例では、評価対象である肌は人の頬であるが、評価対象は、額、顎、鼻等の顔の別の部分の肌であってもよいし、顔以外の身体の一部、例えば、首、デコルテ（首元から胸元の部分）、背中、腕、脚等の肌（皮膚）であってもよい。
　図示の例では、接触体は指であり、指の第１関節の腹側で評価対象である肌表面に接触させているが、接触体は、掌であってもよいし、腕や顔等であってもよい。さらに、接触体は身体の一部でなくてもよく、人の肌の表面形状を模した表面を有した物体、例えば人工皮膚等を被覆した物体等であってもよい。また、接触体は、金属製や樹脂製のプローブであってよく、後述の振動検出手段２０と一体化されたものであってもよい。但し、肌に実際に触れる場合、通常は指の腹側又は掌で触れる場合が多いことから、接触体を身体の一部、特に指の腹又は掌とすることで、実際に人が肌の触感を感じる状態に近い状態で振動を発生させることができる。
　振動の発生は、肌と接触体とを接触させながら相対運動させること（以下、接触相対運動ともいう）、すなわち、接触体で肌を撫でること又は擦ること（接触体を肌の表面上で滑らせること）によって行う。この相対運動は、接触体を肌に押し付けて多少の圧力をかけながら行うこともできる。多少の圧力をかけることで、実際に人が肌の触感を感じる状態に近い状態で振動を発生させることができ、好ましい。また、図示の例では、相対運動は、所定の長さ範囲での接触体の往復運動であるが、その運動の方向等は特に限定されない。例えば、接触体を、肌の表面の所定の長さを一方向で繰り返し撫でるように動かしてもよいし、円や楕円等の任意の図形を書くように動かしてもよい。
　発生させた振動は、振動検出手段２０によって検出する。その際、振動の大きさを、変位、速度、加速度の１以上の変化として測定することができる。振動の大きさは、加速度の変化として測定することが好ましい。振動検出手段２０としては、例えば、３軸加速度センサ等の加速度センサ、角速度センサ、角加速度センサ、ＰＶＤＦフィルムセンサ、ひずみゲージ、ピエゾセンサ、レーザー変位計、フォトリフレクタ、マイク等を用いることができる。
　図示の例では、振動検出手段２０を、接触体（指）の、肌と接触させる側と反対の側（指の爪の側）に配設しているが、評価に用いることができる振動を検出することができれば、振動検出手段２０を配置する場所は特に限られない。振動検出手段２０は、接触体の任意の場所に配置することもできるし、また評価対象である肌に配置してもよい。
　また、検出される振動は、評価対象（肌）及び／又は接触体の振動を直接検出したものであってもよいし、肌及び／又は接触体の表面から周囲の媒質（空気）を介して伝播してきたもの（音）であってもよい。但し、肌及び／又は接触体の振動を直接検出する場合は、振動の発生箇所に近い場所での信号の検出が可能となり、また肌と接触体との接触相対運動以外に起因して発生する振動が混ざることを低減できる。そのため、図示のように、接触体（指）に振動検出手段２０を設けて、振動を検出することは、検出精度を向上させる観点から好ましい。
　＜振動の解析（Ｓ２）＞
　上述のように振動検出手段２０によって検出された振動は電気的な信号に変換され、振動検出手段２０に接続された解析手段３０に送られ、解析される（図２）。より具体的には、解析手段３０は、取得した信号を周波数スペクトル解析し、周波数スペクトルを生成することができる。
　より具体的には、振動検出手段２０によって検出されるデータは、図３Ａに示すような加速度の信号波形として得られる。そして、解析手段３０が上記データをフーリエ変換、ウェーブレット変換等の処理を行うことにより、図３Ｂに示すような周波数スペクトルを得ることができる。
　周波数スペクトルは、振動の検出信号に含まれる様々な周波数成分の大きさを、周波数ごとに表したものである。図３Ｂに示すように、周波数スペクトルは、例えば、横軸に周波数（単位はＨｚ）を、縦軸にパワースペクトル密度（１Ｈｚ幅当たりのパワー値、単位はｄＢ／Ｈｚ）を表したグラフとして表示することができる。
　よって、振動の解析（Ｓ２）においては、得られた周波数スペクトルから、所定の周波数帯域におけるスペクトル強度を求めることができる。このような所定の周波数帯域におけるスペクトル強度は、具体的には、所定の周波数帯域におけるパワースペクトル密度の面積分値、単位周波数当たりの面積分値、重心値、平均値、中央値、及び最大値の１以上から得られる指標値として表すことができる。
　なお、上記の振動の解析及び肌の評価における処理の少なくとも一部は、Ｍａｔｌａｂ（登録商標）（ＭａｔｈＷｏｒｋｓ社製）等のソフトウェアを用いることもできる。
　＜肌の評価（Ｓ３）＞
　本形態では、上述のようにして取得された周波数スペクトルの、所定の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき、肌触感を評価することができる。より具体的には、所定の肌触感は、予め求めておいた、所定の周波数帯域におけるスペクトル強度とその所定の肌触感の官能評価との関係に照らして評価することができる。その場合、所定の周波数帯域におけるスペクトル強度は、上述のように、所定の周波数帯域におけるパワースペクトル密度の面積分値、単位周波数当たりの面積分値、重心値、平均値、中央値、及び最大値の１以上から得られる指標値として表すことができる。よって、そのような指標値と、例えば官能評価値との関係を予め求めておいて、その関係をデータベースとして保存しておくことが好ましい。また、その関係についてモデル式を構築して保存しておいてもよい。
　（１．単独の評価項目の触感の評価）
　本形態により評価される、単独の評価項目の触感とは、例えば、「すべすべ」、「ざらつき」、「なめらか」、「サラサラ」、「かさつき」、「しっとり」、「でこぼこ」といった評価項目のうち一の触感である。
　評価を行うには、上述の「振動の検出（Ｓ１）」及び「振動の解析（Ｓ２）」で説明したように、肌と接触体とを接触させながら相対運動させて発生する振動を検出して解析し、周波数スペクトルを得る。この工程を、複数の対象（異なる肌）について行い、各周波数スペクトルを記録する。
　一方、評価したい具体的な一の項目（触感）について、専門パネルによる官能評価を複数の対象（肌）について行い、各対象についての官能評価値を記録しておく。すなわち、複数の対象について、それぞれの周波数スペクトルと官能評価値とを、データベースとして記録しておく。
　そして、周波数スペクトルにおいて、スペクトル強度と官能評価値との間に高い相関が示される周波数帯域を求める。その場合、例えば、１０Ｈｚ毎にパワースペクトル密度の平均値を求め、この平均値と上記の官能評価値との相関分析を行う。そして、得られた相関係数が５％の有位水準で有位な値を抽出する。
　振動の周波数スペクトルにおけるスペクトル強度と、触感の官能評価値との間で高い相関を示す所定の周波数帯域は、５～５００Ｈｚとなり得、１０～４００Ｈｚとなり得る。触感が「粗さ触感」である場合、高い相関を示す所定の周波数帯域は、２０～３５０Ｈｚとなり得る。触感が「乾湿触感」である場合、高い相関を示す所定の周波数帯域は、５０～４００Ｈｚとなり得る。
　このように所定の触感の官能評価値とパワースペクトル密度との間の相関が高い周波数帯域を予め求めておけば、触感が未知の肌について、周波数スペクトルを取得して、その相関の高い周波数帯域のパワースペクトル密度をデータベースと比較することで、官能評価値の推定を行うことができる。
　（２．複数の評価項目の総合的な触感の評価）
　２以上の評価項目を総合した総合的な触感を評価する場合、従来の方法では、多数の評価項目を評価する必要があり、さらにそれらの複数の評価から得られる評価値に対して演算処理を行う等、手間がかかるものであった。これに対し、本発明者は、総合的な触感としての「粗さ触感」及び「乾湿触感」が、肌と接触体とによって発生させた振動の所定の周波数帯域における大きさと相関があることを見出し、しかも、「粗さ触感」の官能評価と相関の高い周波数帯域と、「乾湿触感」の官能評価と相関の高い周波数帯域とが異なることを見出した。
　総合的な触感としての「粗さ触感」及び／又は「乾湿触感」は、例えば、肌の状態（性状）を評価するための一般的な複数の評価項目についてそれぞれ官能評価を行い、複数のデータを集約して得られる新たな評価項目であるということができる。このようなデータの集約には、主成分分析、因子分析等を利用することができる。
　例えば、データを主成分分析した場合、総合的な触感としての「粗さ触感」、及び総合的な触感としての「乾湿触感」はそれぞれ、第１主成分、及び第２主成分となり得る。よって、上述のようにして取得した周波数スペクトルのスペクトル強度と主成分のスコアとの相関が高い周波数帯域を予め求めておき、触感が未知の肌について少なくとも１つの周波数スペクトルを取得すれば、その相関の高い周波数帯域におけるスペクトル強度をデータベースと比較することで、主成分スコアの推定を行うことができる。そして、触感が未知の肌の状態について、粗さに関する傾向及び乾湿に関する傾向の少なくとも一方を評価することができる。
　振動の周波数スペクトルにおけるスペクトル強度と、総合的な触感としての「粗さ触感」の官能評価値との間で高い相関を示す所定の周波数帯域は、１６０～２９０Ｈｚとなり得る。また、振動の周波数スペクトルにおけるスペクトル強度と、総合的な触感としての「乾湿触感」の官能評価値との間で高い相関を示す所定の周波数帯域は６０～２００Ｈｚとなり得る。
　図２に示すような評価装置を用いて、振動の検出及び解析、並びに肌の触感の評価を行った。
　（１．振動の検出及び解析）
　被験者の一方の手の中指の爪側に、３軸加速度センサ（株式会社テック技販製、型式：Ａ３ＡＸ）を装着し、その中指の腹側を、被験者の一方の頬の表面に接触させながら、一定の圧力を加えつつ、顔の左右方向に往復運動させた。往復運動は、顔の左右方向に６ｃｍの範囲で、６０往復／１分の速度で行った。この運動により生じた振動を上記の加速度センサで検出した。
　検出された振動は電気的な信号に変換され、解析手段３０（図２）に送られた。解析手段３０は、振動の信号を解析し、図３Ｂに示したような周波数スペクトルを取得した。
　計２７名の被験者の肌の各々について、上記の振動の検出及び解析を行い、周波数スペクトルをそれぞれ取得した。
　（２．官能評価）
　上記２７名の被験者の肌のそれぞれについて、「すべすべ」、「ざらつき」、「なめらか」、「サラサラ」、「かさつき」、「しっとり」、「でこぼこ」、「表面のやわらかさ」、「奥のやわらかさ」、及び「弾力」という１０の評価項目の触感について、専門パネルによる官能評価を行った。官能評価値は１～５の５段階とした。
　（３．パワースペクトル密度と触感との相関）
　（３－１．単独評価項目の触感）
　上記のようにして取得した周波数スペクトルを用いて、パワースペクトル密度（単位：ｄＢ／Ｈｚ）と、所定の単独評価項目の官能評価値（単位：－）との相関について検討した。各周波数スペクトルにおいて、１０Ｈｚ毎にパワースペクトル密度の平均値を求め、その平均値と上記の官能評価値との相関分析を行った。
　「すべすべ」、「ざらつき」、「なめらか」、「サラサラ」、「かさつき」、「しっとり」、「でこぼこ」、及び「表面のやわらかさ」という評価項目については、パワースペクトル密度と官能評価値との間には比較的高い相関があることが分かった。
　図４Ａ～図４Ｄに、「すべすべ」、「サラサラ」、「でこぼこ」、及び「ざらつき」という単独評価項目についての、パワースペクトル密度と官能評価値との相関係数を、周波数ごとに表したグラフを示す。本例においては、有意性の検定を行い，５％の有意水準で有意な相関係数を表示している。
　図４Ａ～図４Ｄより、各評価項目の触感において、それぞれ所定の周波数帯域におけるパワースペクトル密度と官能評価値との間に、相関があることが分かった。例えば、図４Ａに示すように、パワースペクトル密度と官能評価値との間での相関は、「すべすべ」（肌の粗さに関する単独評価項目）の触感については、１００～３７０Ｈｚの周波数帯域において高かった。また、図４Ｂに示すように、「サラサラ」（肌の乾湿に関する単独評価項目）という評価項目の触感については、６０～２５０Ｈｚの周波数帯域において高かった。
　よって、複数の被験者の肌についての周波数スペクトルと官能評価値との関係を、データベースとして保存しておき、官能評価が未知である肌について同じ条件で周波数スペクトルを得て、データベースに照らし合せて、所定の周波数帯域におけるパワースペクトル密度を比較することで、未知の肌の触感、特に肌の粗さ又は乾湿に関する触感を的確に評価することができる。
　（３－２．総合的な触感）
　「２．官能評価」において行った計２７の肌についての官能評価値のデータに対して、主成分分析を行った。その結果を図５に示す。図５において、横軸は第１主成分スコアであり、縦軸は第２主成分スコアである。
　図６Ａには、第１主成分スコア（粗さ触感スコア）を求めた際の各評価項目の係数（主成分負荷量）を、図６Ｂには、第２主成分スコア（乾湿触感スコア）を求めた際の各評価項目の係数（主成分負荷量）を示す。図６Ａに示すように、第１主成分との相関の大きい評価項目は「すべすべ」、「ざらつき」、「なめらか」、「かさつき」及び「でこぼこ」であることから、第１主成分は粗さ触感を総合的に表す主成分であることが分かる。また、図６Ｂに示すように、第２主成分との相関の大きい評価項目は「サラサラ」及び「しっとり」であることから、第２主成分は乾湿触感を総合的に表す主成分であることが分かる。
　続いて、上記のようにして取得した２７の周波数スペクトルを用いて、パワースペクトル密度（単位：ｄＢ／Ｈｚ）と、複数の評価項目を考慮した総合的な触感としての「粗さ触感」の主成分スコア（単位：－）との相関について検討した。
　図７Ａに、粗さ触感（第１主成分）のスコアと、パワースペクトル密度との相関係数を、周波数ごとに表したグラフを示す。図７Ａに示すように、「粗さ触感」については、パワースペクトル密度とスコアとの間での相関が、１６０～２９０Ｈｚの周波数帯域において特に高いことが分かった。
　同様に、パワースペクトル密度（単位：ｄＢ／Ｈｚ）と、複数の評価項目を考慮した総合的な触感としての「乾湿触感」の主成分スコア（単位：－）との相関について検討した。
　図７Ｂに、乾湿触感（第２主成分）のスコアと、パワースペクトル密度との相関係数を、周波数ごとに表したグラフを示す。図７Ｂに示すように、「粗さ触感」については、パワースペクトル密度とスコアとの間での相関が、６０～２００Ｈｚの周波数帯域において特に高いことが分かった。
　このように、多数の評価項目を集約させた総合的な触感についても、肌と接触体とを接触させながら相対運動させることによって発生する振動を少なくとも一度検出して周波数スペクトルを取得することができれば、予め取得しておいたデータベースに照らして、所定の周波数帯域における振動の大きさを比較することで、未知の肌の触感を評価することができる。
　本出願は、２０１８年１０月１６日に日本国特許庁に出願された特願２０１８－１９５１３２号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は参照をもってここに援用される。
１０　肌評価装置
２０　振動検出手段
３０　解析手段
４０　評価手段
Ｓ　被験者

Claims (8)

  1. 　肌と接触体とを接触させながら相対運動させることによって発生する振動を検出し、
    　前記振動を周波数解析して周波数スペクトルを取得し、
    　前記周波数スペクトルの所定の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき、予め求めておいた、前記所定の周波数帯域におけるスペクトル強度と触感の官能評価との関係に照らして、前記肌の触感を評価する、肌評価方法。
  2. 　前記周波数スペクトルの第１の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき、前記肌の粗さ触感を評価する、請求項１に記載の肌評価方法。
  3. 　前記周波数スペクトルの第２の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき、前記肌の乾湿触感を評価する、請求項１に記載の肌評価方法。
  4. 　前記周波数スペクトルの第１の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき前記肌の粗さ触感を評価し、且つ前記周波数スペクトルの第２の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき前記肌の乾湿触感を評価する、請求項１に記載の肌評価方法。
  5. 　前記スペクトル強度は、前記所定の周波数帯域におけるパワースペクトル密度の積分値、重心値、平均値、中央値、及び最大値の１以上から得られる指標値として表される、請求項１に記載の肌評価方法。
  6. 　前記触感は、複数の評価項目の総合的な触感である、請求項１に記載の肌評価方法。
  7. 　前記所定の周波数帯域は、５～５００Ｈｚである、請求項６に記載の肌評価方法。
  8. 　肌と接触体とを接触させながら相対運動させることによって発生する振動を検出する検出手段と、
    　前記振動を周波数解析して周波数スペクトルを取得する解析手段と、
    　前記周波数スペクトルの所定の周波数帯域におけるスペクトル強度に基づき、前記肌の触感を評価する評価手段と
    を備えた、肌評価装置。
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