WO2020246233A1 - 測定装置及び測定方法 - Google Patents

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WO2020246233A1
WO2020246233A1 PCT/JP2020/019832 JP2020019832W WO2020246233A1 WO 2020246233 A1 WO2020246233 A1 WO 2020246233A1 JP 2020019832 W JP2020019832 W JP 2020019832W WO 2020246233 A1 WO2020246233 A1 WO 2020246233A1
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WO
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sensor
vibration
measuring device
skin
contact
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PCT/JP2020/019832
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English (en)
French (fr)
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歳斗 坂口
直輝 齋藤
孝平 松森
龍太 岡崎
尚美 北村
正吾 岡本
Original Assignee
株式会社資生堂
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Publication date
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
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    • A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A61B5/442—Evaluating skin mechanical properties, e.g. elasticity, hardness, texture, wrinkle assessment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/15—Medicinal preparations ; Physical properties thereof, e.g. dissolubility

Definitions

  • the present invention relates to a measuring device and a measuring method.
  • Sensitivity value is one of the important elements of cosmetics.
  • the sensibility value of cosmetics is the value by working on the sensibility of the user when using the cosmetics. For example, if the use of cosmetics makes the skin feel comfortable and the user can obtain a feeling of satisfaction, it is considered that the sensibility value of the cosmetics is high.
  • Patent Document 1 a device for quantitatively evaluating the tactile sensation.
  • the tactile evaluation device of the prior art has a large device itself, and it is difficult to easily measure human skin.
  • one embodiment of the present invention aims to provide a measuring device that stably measures the surface condition of the skin related to the tactile sensation.
  • the disclosed measuring device displaces a contactor in contact with a measurement target, a sensor installed on the contactor for measuring at least the surface state of the measurement target, and the contactor and the sensor with respect to the measurement target.
  • the sensor is provided with a drive unit, a vibration isolation member provided between the drive unit, the contactor, and the sensor, which isolates vibration from the drive unit to the contactor and the sensor.
  • the surface condition is measured based on the measured value.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an example of a measuring device according to the present embodiment.
  • the measuring device 1 includes a detection unit 100 and a control device 200.
  • the detection unit 100 and the control device 200 are connected by a cable or the like.
  • the measuring device 1 according to the present embodiment measures the surface condition of the skin related to the tactile sensation, for example, whether the surface of the skin is smooth or the like.
  • FIG. 2 is a side view of the detection unit 100 of an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of the detection unit 100 of an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • the detection unit 100 of the measuring device 1 of the present embodiment includes a main body portion 110 and a tip portion 120.
  • the detection unit 100 measures the surface state of the skin by pressing the tip 120 against a measurement target, for example, the skin such as a person's arm or cheek, in the direction of the arrow P.
  • the tip portion 120 rotates about the rotation axis A in the direction of the arrow R.
  • the main body 110 includes a substantially cylindrical housing 111.
  • the main body 110 includes a drive unit 170 that rotates the tip 120 inside the housing 111. That is, the main body 110 includes a housing 111 containing the drive 170.
  • the housing 111 has a shape that can be grasped by the measurer.
  • the measurer performs the measurement by grasping the main body 110.
  • the measurer presses the tip 120 against the measurement target by grasping the main body 110 and moving it toward the measurement target.
  • the main body 110 may be attached to, for example, a robot arm or the like for measurement.
  • the main body 110 and the tip 120 are connected by a connecting shaft 130 rotated by a driving unit 170. In this way, the main body 110 is connected to the tip 120 via the connecting shaft 130.
  • the connecting shaft 130 is an example of a connecting member.
  • the tip portion 120 includes a contactor 140 and a sensor 150.
  • the contact 140 is a member that comes into contact with the measurement target of the measuring device 1.
  • the contact surface 141 of the contactor 140 comes into contact with the measurement target.
  • the contact surface 141 of the contactor 140 may be a flat surface or may have an uneven surface depending on the measurement target and the purpose of measurement.
  • the contact 140 comes into contact with the measurement target, and the tip 120 rotates in the direction of the arrow R, so that vibration is generated. For example, when the surface roughness of the measurement target is large, the vibration becomes large. Further, when the surface roughness of the measurement target is small, the vibration becomes small.
  • the material of the contact 140 is a metal such as stainless steel, copper, or brass. By using metal as the material of the contact 140, it is possible to transmit the generated vibration in a wide frequency band, particularly in a high frequency band, to the sensor 150.
  • the material of the contact 140 can be an elastic body such as rubber. By using an elastic body as the material of the contactor 140, for example, vibration propagating in a finger can be simulated.
  • the sensor 150 is a sensor that measures the surface state of the measurement target.
  • the sensor 150 of this embodiment is a vibration sensor.
  • the sensor 150 is installed on the surface of the contact 140 opposite to the contact surface 141 (back surface 142; see FIG. 5C).
  • the vibration sensor is, for example, a three-axis acceleration sensor.
  • the sensor 150 detects the vibration generated by the contact and displacement of the contact 140 and the measurement target due to the rotation of the tip portion 120.
  • the sensor 150 is connected to the control device 200 by a cable or the like.
  • the control device 200 detects the signal from the sensor 150 and acquires the measured value.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the structure of the tip portion 120 of an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a view in which the members constituting the tip portion 120 are disassembled and arranged in the direction of the rotation axis A.
  • the tip 120 is rotated by the drive 170. Since the drive unit 170 is composed of a motor as described later, vibration is generated. When the vibration is detected by the vibration sensor, an error occurs in the measurement result. In order to prevent the occurrence of such an error, the tip portion 120 of the present embodiment propagates the vibration from the main body portion 110, particularly the vibration generated by the drive portion 170, to the sensor 150 provided in the tip portion 120. Isolate so that it does not.
  • the tip portion 120 of the present embodiment includes a lower support member 121, a lower vibration absorption member 122, an intermediate support member 123, an upper vibration absorption member 124, and an upper support member 125 in this order from the main body portion 110 side.
  • the lower support member 121, the intermediate support member 123, and the upper support member 125 are formed of, for example, a resin such as polyacetal.
  • the lower vibration absorbing member 122 and the upper vibration absorbing member 124 are formed of members that absorb vibration. Examples of the member that absorbs vibration are a sponge such as urethane foam, rubber, and the like.
  • a lower vibration absorbing member 122 and an upper vibration absorbing member 124 are provided between the driving unit 170 and the sensor 150 to absorb the vibration, thereby isolating the vibration from the driving unit 170 to the contact 140 and the sensor 150. ..
  • the lower vibration absorbing member 122 and the upper vibration absorbing member 124 are examples of vibration isolation members.
  • Each member of the lower support member 121, the lower vibration absorbing member 122, the intermediate supporting member 123, the upper vibration absorbing member 124, and the upper supporting member 125 is fixed to adjacent members by an adhesive or the like. By being fixed in this way, the rotation from the connecting shaft 130 can be transmitted from the lower support member 121 to the upper support member 125.
  • the lower support member 121 is rotated by the drive unit 170 of the main body 110 by connecting with the connecting shaft 130. As a result, when the connecting shaft 130 is rotated by the drive unit 170, the tip portion 120 is rotated.
  • the lower support member 121 includes a rod-shaped member 1211.
  • the rod-shaped member 1211 penetrates the openings 1221, 1231, 1241, 1251 of the lower vibration absorbing member 122, the intermediate supporting member 123, the upper vibration absorbing member 124, and the upper supporting member 125, respectively, and the tip portion of the rod-shaped member 1211 , Exposed to the measurement target side. When the rod-shaped member 1211 comes into contact with the measurement target, positioning can be performed when the detection unit 100 is pressed against the measurement target.
  • the rod-shaped member 1211 of the lower support member 121 is provided so as to be separated from the intermediate support member 123 and the upper support member 125 so as not to come into contact with each other. As a result, the vibration from the main body 110 is prevented from being transmitted to the intermediate support member 123 and the upper support member 125.
  • the lower vibration absorbing member 122 is provided between the lower support member 121 and the intermediate support member 123.
  • the lower vibration absorbing member 122 transmits the rotation from the lower supporting member 121 to the intermediate supporting member 123, and also absorbs the vibration transmitted from the lower supporting member 121, particularly the vibration from the driving unit 170, and vibrates to the intermediate supporting member 123. Is not transmitted.
  • the intermediate support member 123 is provided between the lower vibration absorbing member 122 and the upper vibration absorbing member 124.
  • the intermediate support member 123 includes a flat plate portion 1232 which is a disk-shaped flat plate having an opening 1231 and a cylindrical portion 1233 which is connected to the surface of the flat plate portion 1232 on the lower support member 121 side.
  • the lower vibration absorbing member 122 is installed so as to come into contact with the surface of the flat plate portion 1232 on the cylindrical portion 1233 side.
  • the intermediate support member 123 transmits the rotation from the lower vibration absorbing member 122 to the upper vibration absorbing member 124.
  • the upper vibration absorbing member 124 is provided between the intermediate support member 123 and the upper support member 125.
  • the upper vibration absorbing member 124 transmits the rotation from the intermediate supporting member 123 to the upper supporting member 125, and also absorbs the vibration transmitted from the intermediate supporting member 123, particularly the vibration generated by the drive unit 170, to the upper supporting member 125. Prevent vibration from being transmitted.
  • the portion beyond the vibration isolation member (lower vibration absorbing member 122 and upper vibration absorbing member 124) when viewed from the main body 110 is referred to as a head portion.
  • the upper support member 125, the contactor 140, and the sensor 150 are head portions 160.
  • the upper support member 125 is a member that supports the contactor 140 and the sensor 150.
  • 5A to 5D are views for explaining an upper support member 125 as an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • 5A is a top view of the upper support member 125
  • FIG. 5B is a front view of the upper support member 125
  • FIG. 5C is a right side view of the upper support member 125
  • FIG. 5D is a perspective view of the upper support member 125.
  • the upper support member 125 includes a disc-shaped bottom 1252 having a diameter of 10 mm to 50 mm.
  • the bottom 1252 of this embodiment is a disk having a diameter of 30 mm.
  • the diameter of the bottom 1252 is not limited to the above range and can be appropriately determined according to the size of the measurement target.
  • the shape of the bottom 1252 in a plan view is not limited to a circle but may be a polygon.
  • the bottom 1252 has an opening 1251 in the center.
  • Contact support members 1253 and 1254 are provided on the upper surface of the bottom portion 1252.
  • the contact support members 1253 and 1254 are plate-shaped members formed vertically from the upper surface of the bottom 1252 provided side by side.
  • a contact 140 is fixed to the upper portions of the contact support members 1253 and 1254 with an adhesive or the like.
  • the sensor 150 is fixed to the back surface 142 of the contactor 140 facing the contact surface 141 with an adhesive or the like.
  • the sensor 150 is fixed between the contact support member 1253 and the contact support member 1254.
  • a protrusion 1255 is formed at a position of the bottom 1252 facing the opening 1251 of the contact support members 1253 and 1254. By providing the protruding portion 1255, the contact 140 can be uniformly pressed against the measurement target without tilting.
  • the upper support member 125 is an example of the support member.
  • the protruding portion 1255 is an example of a contact portion.
  • the lower vibration absorbing member 122 attenuates the vibration from the main body portion 110, and further.
  • the vibration can be damped by the upper vibration absorbing member 124.
  • the thickness of each vibration absorbing member can be reduced, so that the rotation can be stably transmitted from the connecting shaft 130 to the upper support member 125.
  • vibration can be attenuated in a wide frequency range.
  • the drive unit 170 rotates the connecting shaft 130 to rotate and displace the tip portion 120 with respect to the measurement target.
  • the drive unit 170 is, for example, a motor such as a stepping motor or a DC motor.
  • the motor may include a transmission.
  • the contact 140 and the sensor 150 When the contactor 140 and the sensor 150 are moved by a human hand, the speed at which the contactor 140 and the sensor 150 are moved varies depending on the person and the date and time due to the influence of the movement of the measurer and the like.
  • the contact 140 and the sensor 150 can be moved at a desired speed by using the drive unit 170. For example, in long-term measurement (for example, one week, one month, one year, etc.), the contact 140 and the sensor 150 can be moved at a predetermined desired speed even if the date and time or the measurer changes. , The reproducibility of measurement can be improved.
  • the control device 200 includes a signal processing unit 210 and a detection unit control unit 220.
  • the signal processing unit 210 receives the signal from the sensor 150 of the detection unit 100. Then, the signal processing unit 210 performs filter processing and amplification processing on the received signal, and acquires the measured value obtained by analog-digital conversion. The signal processing unit 210 measures the surface condition of the skin by processing the acquired measured value. For example, the measured value is Fourier transformed and measured by a power spectrum or the like.
  • the detection unit control unit 220 controls the drive unit 170 of the detection unit 100. Specifically, the drive unit 170 is controlled to rotate the connecting shaft 130 so as to reciprocate between predetermined angles.
  • the rotation speed of the connecting shaft 130 may be set to a constant speed during a part of the reciprocating period, or may be changed in a sinusoidal manner. For example, in the case of long-term measurement (for example, one week, one month, one year, etc.) or measurement for many subjects, the speed is set to a certain reference speed, and the contactor 140 is set at that reference speed. And the sensor 150 is displaced to perform the measurement.
  • the measuring device 1 of the present embodiment since the measurement can be performed at a predetermined reference speed by using the drive unit 170, the reproducibility of the measurement can be improved and the variation in the measurement can be suppressed.
  • the skin characteristics with respect to the speed can be measured by measuring the subject at a plurality of speeds.
  • the control of the drive unit 170 of the detection unit 100 by the detection unit control unit 220 is not limited to rotating so as to reciprocate between the above-mentioned predetermined angles.
  • the connecting shaft 130 may be rotated in one direction at a constant speed.
  • the speed may be set to a plurality of speeds. Further, the speed may be gradually changed based on a predetermined setting.
  • Each function of the control device 200 is realized by operating a CPU (Central Processing Unit) by a program readable and stored in a storage device (not shown).
  • a CPU Central Processing Unit
  • each of these functions is realized by the collaboration of hardware and software in a microcomputer including a CPU.
  • ⁇ Detection result> 6A to 6C are diagrams for explaining the measurement results of an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • 6A to 6C are the results of measuring the cheek of the subject as a measurement target.
  • the measurement was performed by displacing the contactor 140 and the sensor 150 so as to reciprocate within a range of about 90 °. Further, the measurement was performed so that the speed in the rotation direction for displacement of the contact 140 and the sensor 150 was substantially constant except for the folded portion.
  • FIG. 6A shows the output of the sensor 150 in a state where the contactor 140 does not hit the measurement target, that is, in an idle operation state.
  • FIG. 6B is the output of the sensor 150 in a state where the contactor 140 is in contact with the skin of a subject with smooth skin.
  • FIG. 6C is an output of the sensor 150 measured in a state where the contactor 140 is in contact with the skin of a subject whose skin is stubborn.
  • the vertical axis of the graph represents acceleration ( ⁇ 9.8 m / s 2 ), and the horizontal axis represents time (ms). Further, the acceleration is an output value of the acceleration in the rotation direction of the sensor 150.
  • the sensor 150 of this embodiment is an acceleration sensor.
  • the detection unit 100 of the present embodiment uses the acceleration in the rotation direction of the sensor 150.
  • the tip of the detection unit 100 is pressed against the cheek of the subject against the almost vertical cheek to perform the measurement. Therefore, as the contactor 140 and the sensor 150 rotate, the measured value repeatedly rises or falls in 1 second due to the influence of the gravitational acceleration. From FIG. 6A, almost only the fluctuation of the gravitational acceleration is measured in the idle operation state. Comparing FIGS. 6B and 6C, it can be seen that the high frequency vibration is larger in the test results of the subject with rough skin than in the test results of the subject with smooth skin.
  • the vibration at a high frequency is large, it can be determined that the surface state of the skin is a rough state.
  • the surface condition of the skin can be measured.
  • the output of the sensor 150 may be measured by using acceleration in the radial direction and the acceleration in the rotation axis direction in addition to the acceleration in the rotation direction.
  • the measuring device 1 of the present embodiment can displace the contact 140 and the sensor 150 at a predetermined speed while bringing the contact 140 into contact with the drive unit 170. Therefore, for example, even if the date and time or the measurer changes, stable measurement with high reproducibility can be performed.
  • the measuring device 1 of the present embodiment can block the vibration transmitted from the driving unit 170 of the main body 110 to the sensor 150. As a result, when measuring with the sensor 150, accurate measurement can be performed without being affected by vibration from the drive unit 170 of the main body 110.
  • the measuring device 1 of the present embodiment is small, it is easy to carry and can perform measurement in any environment. Further, the measuring device 1 of the present embodiment can measure a narrow range of the measurement target (skin) while increasing the displacement distance by displacing the contactor 140 and the sensor 150 by rotational motion. It is possible.
  • the measuring device 1 of the present embodiment is made of metal, it is possible to measure high frequency vibration generated by the contact and displacement of the contact 140 and the measurement target.
  • the skin feel was evaluated using the measuring device 1 of the present embodiment. Specifically, the measurement result of the measuring device 1 of the present embodiment, the tactile sensation evaluation by tactile sensation by a professional evaluator, the horny layer water content evaluation by the skin surface horny layer water content measuring device, and the angle by texture photography with a video microscope Correlation analysis between the obtained data was performed on the uniformity of the layers (evaluation of the state of texture). The measurement was performed on 40 women aged 20 to 49 years.
  • FIG. 7A to 7D are diagrams for explaining the result of skin touch evaluation as an example of use of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 7A and 7B are correlation results between the results measured by the measuring device 1 of the present embodiment and the results of tactile evaluation by palpation by a professional evaluator.
  • FIG. 7A shows the correlation result between the spectrum intensity of vibration at a vibration frequency of 180 Hz and the evaluation result of the degree of palpation evaluation by palpation in the measuring device 1.
  • FIG. 7B is a correlation result between the spectrum intensity of vibration at a vibration frequency of 30 Hz and the evaluation result of the degree of stickiness of the palpation evaluation by palpation in the measuring device 1. From the correlation result, a significant correlation is observed between the result measured by the measuring device 1 of the present embodiment and the result of the tactile sensation evaluation by palpation by a professional evaluator. As described above, by using the measuring device 1 of the present embodiment, the tactile sensation of the skin can be evaluated.
  • FIG. 7C shows the correlation result between the spectrum intensity of vibration at a vibration frequency of 30 Hz and the evaluation result of the water content of the stratum corneum by the skin surface water content measuring device in the measuring device 1. From the correlation result, a significant correlation is observed between the result measured by the measuring device 1 of the present embodiment and the result of evaluating the water content of the stratum corneum by the skin surface water content measuring device. In this way, by using the measuring device 1 of the present embodiment, it is possible to evaluate the water content of the stratum corneum.
  • FIG. 7D shows the correlation result between the spectrum intensity of vibration at a vibration frequency of 140 Hz and the uniformity of the stratum corneum (evaluation of the state of texture) by texture imaging with a videoscope in the measuring device 1.
  • FIGS. 8A to 8C are diagrams for explaining the result of evaluating the feeling of use of cosmetics as an example of use of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 8A is a vibration waveform in the measurement of the sample 1 in the measuring device 1.
  • FIG. 8B is a vibration waveform in the measurement of the sample 2 in the measuring device 1.
  • FIG. 8C shows the results of measuring the frequency spectra of Sample 1 and Sample 2 in the measuring device 1. From the evaluation results, it was clarified that, as a result of measurement with the measuring device 1 of the present embodiment, different vibration data can be obtained with cosmetics having different feelings of use. In this way, by using the measuring device 1 of the present embodiment, it is possible to evaluate the feeling of use of the cosmetic.
  • FIGS 9A to 9C are diagrams for explaining the results of evaluation before and after the use of cosmetics as an example of use of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 9A is a vibration waveform in the measurement before applying the cream in the measuring device 1.
  • FIG. 9B is a vibration waveform in the measurement after cream application in the measuring device 1.
  • FIG. 9C shows the results of measuring the frequency spectra before and after applying the cream in the measuring device 1. From the evaluation result, it was clarified that different vibration data can be obtained before and after the cream is applied as a result of the measurement by the measuring device 1 of the present embodiment. In this way, by using the measuring device 1 of the present embodiment, it is possible to evaluate before and after the use of the cosmetic.
  • the sensor 150 is not limited to the vibration sensor.
  • a force sensor may be used as the sensor 150.
  • a three-axis force sensor may be used.
  • the sensor 150 it is possible to measure the frictional force between the skin and the contact 140 when the contact 140 is displaced.
  • the sensor 150 may be provided with a vibration sensor and a force sensor.
  • the sensor 150 may be a wireless sensor that outputs wirelessly. Wiring can be simplified by using the sensor 150 as a wireless sensor. Further, by using the sensor 150 as a wireless sensor, the wiring is not entangled, and the degree of freedom of rotation by the drive unit 170 can be increased (for example, rotational movement can be performed at a constant speed in one direction, etc.). ..
  • the measuring device 1 may include a plurality of sensors 150.
  • the measuring device of the modified example may further include the sensor 150 at the position of the protrusion 1255 shown in FIGS. 5A, 5B and 5D.
  • the control device 200 may be built in the housing 111 of the main body 110. As a result, the user can easily measure the measurement on a daily basis.
  • the contact 140 may be replaceable. By making the contactor 140 replaceable, the optimum contactor can be adopted according to the measurement and the measurement target.
  • the contact 140 is not limited to the plate shape as in the present embodiment.
  • it may be something like a brush.
  • the brush By adopting the brush as the contactor 140, for example, the skin when applying cosmetics can be evaluated.
  • a coating tool used in cosmetics such as cotton and sponge may be used as a contactor.
  • the structure of the tip portion 120 is not limited to the structure of the present embodiment.
  • a cylindrical cover having the same height as the measurement target side end of the tip 120 may be provided around the tip 120. Good.
  • the contact 140 can be positioned in the pressing direction by pressing the cover against the skin.
  • the height of the cylindrical cover may be changed according to the shape, flexibility, and surface condition of the skin of the measurement site.
  • a mechanism is provided between the main body 110 and the tip 120 so that the contact 140 comes into contact with the measurement target at a constant angle. You may be prepared.
  • the tip portion 120 may be provided with a sensor other than the sensor 150.
  • a temperature sensor may be provided. By providing the temperature sensor, the temperature of the skin to be measured can be measured at the same time.
  • an image sensor such as a CCD camera may be provided. By providing an image sensor, it is possible to measure the texture of the skin at the same time.
  • the tip portion 120 may be removable from the main body portion 110.
  • the tip portion 120 may be connected to the main body portion 110 of another detection unit 100, or another tip portion 120 may be connected to the main body portion 110.
  • the displacement of the tip portion 120 is not limited to the displacement in the rotational direction of the present embodiment.
  • it may be displaced in the linear direction by a linear reciprocating motion.
  • the weight of the head portion 160 is preferably 30 g or less, more preferably 20 g or less, and particularly preferably 15 g or less.
  • FIG. 10 is a graph showing the weight of the head portion and the damping ratio of the vibration generated between the measurement target and the head portion.
  • the vibration sensor of the sensor 150 was directly installed on the simulated skin placed on the shaking table that performs random vibration to measure the vibration, and the sample of the head 160 and the vibration sensor with the weight changed on the simulated skin.
  • the ratio of the measured values of vibration (vibration damping ratio) was calculated.
  • the vibration damping ratio was obtained from the average of each vibration damping ratio in the vibration frequency range of 100 to 500 Hz.
  • the measurement target is not limited to human skin.
  • it may be used on the skin of livestock such as cows and pigs.
  • the surface condition of not only human skin (skin) but also artificial leather, simulated skin, cloth, paper, hair and the like may be measured.
  • a vibration absorbing member is used as the vibration isolating member.
  • the vibration isolation member is not limited to the vibration absorption member.
  • vibration from the drive unit 170 to the contacts 140 and the sensor 150 may be isolated by joining the drive unit 170 and the sensor 150 using a magnet coupling.
  • the magnet coupling transmits force by magnetic force while providing a space between the couplings. From that, vibrations can be isolated between the couplings.
  • FIG. 11 is an overall configuration diagram of an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • the measuring device 2 includes a detection unit 300 and a control device 400.
  • the detection unit 300 and the control device 400 are connected wirelessly or by wire so as to be able to communicate with each other. Similar to the measuring device 1, the measuring device 2 according to the present embodiment measures the surface condition of the skin related to the tactile sensation, for example, whether the surface of the skin is smooth or not.
  • FIG. 12 is a front view of the detection unit 300, which is an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 13 is a side view of the detection unit 300, which is an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 14 is a perspective view of the detection unit 300, which is an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • the detection unit 300 of the measuring device 2 includes a main body unit 310 and a tip portion 320.
  • the tip portion 320 is built in the main body portion 310 so that the contactor 340 is exposed from the opening of the pressing ring 316 described later in the main body portion 310.
  • the detection unit 300 measures the surface state of the skin by pressing the tip portion 320 against a measurement target, for example, the skin such as a person's arm or cheek, in the direction of the arrow P.
  • the tip portion 320 rotates about the rotation axis A in the direction of the arrow R1.
  • the rotation direction is not limited to the direction of the arrow R1, and may be rotated in the opposite direction of the arrow R1, or may be repeatedly rotated in the direction of the arrow R1 and the opposite direction.
  • the main body 310 includes a substantially cylindrical housing 311 having a constricted central portion.
  • the housing 311 is composed of a top cover 312, a side cover 313, a side cover 314, and a bottom cover 315.
  • Each cover of the housing 311 is made of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin (ABS (Acrylonitrile Butadiene Style) resin) or the like.
  • a cylindrical pressing ring 316 having an annular flat surface 316a at the tip thereof is screwed to the upper portion of the top cover 312. Inside the pressing ring 316, a tip portion 320 is provided so that the contactor 340 of the tip portion 320 is exposed to the outside.
  • the measuring device 2 By pressing the flat surface 316a of the pressing ring 316 against the skin, the measuring device 2 can be positioned in the pressing direction.
  • the distance in the direction along the rotation axis A from the plane 316a of the pressing ring 316 to the contact surface 341 of the contactor 340 which will be described later, can be changed by changing the amount of screwing to the top cover 312.
  • the distance in the direction along the rotation axis A from the plane 316a of the pressing ring 316 to the contact surface 341 of the contactor 340 is changed according to the shape, flexibility, and surface condition of the skin of the measurement site. can do.
  • the pressing ring 316 is formed of, for example, a polymethylmethacrylate resin (PMMA (Polyester Methacrylicate)) or the like.
  • the main body 310 includes a drive unit 370 described later that rotates the tip 320 inside the housing 311. That is, the main body 310 includes a housing 311 containing a drive 370.
  • the housing 311 has a shape that can be grasped by the measurer. The measurer performs the measurement by grasping the main body 310. The measurer presses the tip 320 against the measurement target by grasping the main body 310 and moving it toward the measurement target.
  • the contactor 340 is a member that comes into contact with the measurement target of the measuring device 2.
  • the contact surface 341 of the contactor 340 comes into contact with the measurement target.
  • the contact surface 341 of the contactor 340 may be a flat surface or may have an uneven surface depending on the measurement target and the purpose of measurement.
  • Vibration is generated when the contact 340 comes into contact with the measurement target and the tip 320 rotates about the rotation axis A in the direction of, for example, the arrow R1.
  • the material of the contactor 340 is a metal such as stainless steel, copper, or brass. By using metal as the material of the contactor 340, it is possible to transmit the generated vibration in a wide frequency band, particularly in a high frequency band, to the acceleration sensor 351 described later.
  • the material of the contactor 340 can be an elastic body such as rubber. By making the material of the contactor 340 an elastic body, for example, vibration propagating in a finger can be simulated.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the detection unit 300 of an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line BB of the detection unit 300 of the measuring device 2 according to the present embodiment of FIG.
  • FIG. 15 some configurations and the like are omitted in order to simplify the drawing.
  • the tip portion 320 includes a control unit case 321 and a sensor case 322.
  • the control unit case 321 includes a control unit lower case 321a and a control unit upper case 321b. Further, the control unit case 321 includes a control unit board 327 inside.
  • the control unit board 327 is a board including a circuit that wirelessly transmits a signal from the sensor 350 to the control device 400.
  • the rotation shaft 334a of the slip ring 334 which will be described later, is connected to the control unit lower case 321a.
  • a sensor case 322 is placed and adhered to the control unit upper case 321b via a vibration absorbing member 325.
  • the vibration absorbing member 325 is formed of a member that absorbs vibration. Examples of the member that absorbs vibration are a sponge such as urethane foam, rubber, and the like.
  • the vibration absorbing member 325 is an example of a vibration isolating member.
  • the wireless system transmitted from the control unit board 327 to the control device 400 for example, a wireless system compliant with wireless communication standards such as Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), and ZigBee (registered trademark) is adopted. You may.
  • Wi-Fi registered trademark
  • Bluetooth registered trademark
  • ZigBee registered trademark
  • the sensor case 322 includes a sensor lower case 322a and a sensor upper case 322b. Further, the sensor case 322 includes a sensor substrate 328 inside.
  • the sensor board 328 is a board including a circuit that detects a signal of the sensor 350 and transmits the detected signal to the control unit board 327.
  • the sensor lower case 322a is adhesively fixed to the control unit upper case 321b via a vibration absorbing member 325.
  • the sensor case 322b includes an opening. Through the opening, the contactor 340 is connected to the sensor substrate 328 via the connecting member 329. Then, the sensor board 328 includes a force sensor 352 of the sensor 350 at a portion where the connecting member 329 is attached to the sensor board 328.
  • the sensor board 328 of the force sensor 352 includes an acceleration sensor 351 of the sensor 350.
  • the acceleration sensor 351 is, for example, a three-axis acceleration sensor.
  • the force sensor 352 is, for example, a 6-axis force sensor.
  • the drive unit 370 is, for example, a motor.
  • the drive unit 370 rotates the rotation shaft 371.
  • the details inside the drive unit 370 are omitted.
  • the drive unit 370 is attached to the side covers 313 and 314 of the housing 311 via the mounting bracket 318.
  • the drive unit 370 is attached to the mounting bracket 318 via a gel bush 318a formed of a gel material. This prevents the vibration generated by the drive unit 370 from propagating to the housing 311.
  • a power supply and a control signal are supplied to the drive unit 370 from the control circuit 380.
  • the detection unit 300 includes a magnet coupling 332 and a slip ring 334.
  • the magnet coupling 332 and the slip ring 334 are examples of connecting members.
  • the magnet coupling 332 is a non-contact type joint using a magnet. By connecting the tip portion 320 and the drive portion 370 in a non-contact manner by a magnet coupling 332, it is possible to prevent the vibration from the drive portion 370 from being transmitted to the tip portion 320. That is, the magnet coupling 332 is an example of a vibration isolation member that isolates vibration from the drive unit 370 to the tip portion 320.
  • the magnet coupling 332 includes a coupling disc 332a and a coupling disc 332b.
  • the coupling disc 332a and the coupling disc 332b each include a magnet.
  • the coupling disc 332a is connected to the rotating shaft 371 of the drive unit 370 via the adapter 332a1.
  • the coupling disc 332b is connected to the rotation shaft 334a of the slip ring 334 via the adapter 332b1.
  • the slip ring 334 is a connector that transmits electric power or a signal from the outside to a rotating component.
  • a slip ring 334 is used to supply electric power from the main body unit 310 to the control unit substrate 327 and the sensor substrate 328 of the tip portion 320.
  • Wiring for supplying electric power from the control circuit 380 of the main body 310 is connected to the slip ring 334.
  • the electric power supplied from the control circuit 380 is supplied to the control unit substrate 327 via the slip ring 334, specifically, through the rotation shaft 334a of the slip ring 334.
  • the slip ring 334 is attached to the side covers 313 and 314 of the housing 311 via the mounting bracket 319.
  • the magnet coupling 332 is provided between the drive unit 370 and the slip ring 334, but the drive unit 370 and the slip ring 334 may be directly connected. Further, the drive unit 370 and the slip ring 334 may be connected via a vibration isolation member different from the magnet coupling 332, for example, a sponge.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the detection unit 300A of a modified example of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram corresponding to a cross-sectional view of the detection unit 300 of the measuring device 2 according to the present embodiment of FIG.
  • FIG. 16 some configurations and the like are omitted in order to simplify the diagram. Further, the same components as those in FIG. 15 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the detection unit 300A includes a sponge coupling 333 and a slip ring 334.
  • the sponge coupling 333 and the slip ring 334 are examples of connecting members.
  • the sponge coupling 333 is a member that connects parts via the sponge 333s.
  • the sponge 333s is, for example, a sponge such as urethane foam.
  • the sponge coupling 333 is an example of a vibration isolation member that isolates vibration from the drive unit 370 to the tip portion 320.
  • the sponge coupling 333 includes a coupling disc 333a and a coupling disc 333b. A sponge 333s is fixed between the coupling disc 333a and the coupling disc 333b.
  • each of the coupling disc 333a and the coupling disc 333b and the sponge 333s are adhered to each other.
  • the coupling disc 333a and the coupling disc 333b can transmit the force via the sponge 333s.
  • the coupling disc 333a is connected to the rotating shaft 371 of the drive unit 370 via the set collar 333a1.
  • the coupling disc 333b is connected to the rotation shaft 334a of the slip ring 334 via the set collar 333b1.
  • the coupling disc 333a and the set collar 333a1 or the coupling disc 333b and the set collar 333b1 are fixed by being screwed into, for example, the screw holes formed in the set collar 333a1 or the set collar 333b1. ..
  • the fixing method is not limited to screws, and may be fixed with an adhesive or the like.
  • the rotating shafts 371 and 334a may be directly connected to the coupling discs 333a and 333b without using the set collars 333a1 and 333b1.
  • a member such as rubber or gel that prevents the transmission of vibration may be used instead of the sponge 333s of the sponge coupling 333.
  • the control device 400 includes a signal processing unit 410 and a detection unit control unit 420.
  • the signal processing unit 410 receives the signal from the sensor 350 of the detection unit 300.
  • the signal processing unit 410 of the present embodiment wirelessly receives the signal from the sensor 350 via the control unit board 327.
  • the signal processing unit 410 performs filter processing and amplification processing on the received signal, and acquires the measured value converted into analog and digital.
  • the signal processing unit 410 measures the surface condition of the skin by processing the acquired measured value. For example, the measured value is Fourier transformed and measured by a power spectrum or the like.
  • the detection unit control unit 420 controls the drive unit 370 of the detection unit 300.
  • the control performed by the detection unit control unit 420 is the same as that of the detection unit control unit 220 of the first embodiment.
  • the third embodiment will be described.
  • the detection unit 500 suitable for being attached to a robot arm or the like is shown.
  • FIG. 17 is an overall configuration diagram of an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • the measuring device 3 according to the present embodiment includes a detection unit 500 and a control device 600.
  • the detection unit 500 includes a sensor 550 (accelerometer 551 and force sensor 552).
  • the detection unit 500 and the control device 600 are wirelessly connected to each other so as to be able to communicate with each other.
  • the measuring device 3 according to the present embodiment measures the surface condition of the skin related to the tactile sensation, for example, whether the surface of the skin is smooth or not.
  • the detection unit 500 uses a robot arm or the like outside the detection unit 500 as a drive unit that displaces the measurement target. Therefore, the detection unit 500 does not need to include the drive unit provided by the detection units of the first embodiment and the second embodiment. Therefore, the detection unit 500 of the present embodiment will be described only in a configuration required for the sensor 550 that detects vibration and force.
  • FIG. 18 is a perspective view of the detection unit 500 of an example of the measuring device according to the third embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the detection unit 500 of an example of the measuring device according to the present embodiment. In FIG. 19, some configurations and the like are omitted in order to simplify the diagram.
  • the detection unit 500 of the measuring device 2 includes a tip portion 520 and an arm mounting jig 515.
  • the detection unit 500 attached to the robot arm or the like measures the surface state of the skin by pressing the tip portion 520 against the measurement target, for example, the skin such as a human arm or cheek, in the direction of the arrow P.
  • the tip portion 520 includes a control unit case 521 and a sensor case 522.
  • the control unit case 521 includes a control unit lower case 521a and a control unit upper case 521b. Further, the control unit case 521 includes a control unit board 527 inside.
  • the control unit board 527 is a board including a circuit that wirelessly transmits signals from the acceleration sensor 551 and the force sensor 552 (sensor 550) to the control device 600.
  • the wireless system is the same as that of the control unit board 327 of the second embodiment.
  • An arm mounting jig 515 is attached to the lower case 521a of the control unit.
  • a sensor case 522 is placed and adhered to the control unit upper case 521b via a vibration absorbing member 525.
  • the vibration absorbing member 525 is formed of a member that absorbs vibration. Examples of the member that absorbs vibration are a sponge such as urethane foam, rubber, and the like.
  • the vibration absorbing member 525 is an example of a vibration isolating member.
  • the sensor case 522 includes a sensor lower case 522a and a sensor upper case 522b. Further, the sensor case 522 includes a sensor substrate 528 inside.
  • the sensor board 528 is a board including a circuit that detects a signal of the sensor 550 and transmits the detected signal to the control unit board 527.
  • the sensor lower case 522a is adhesively fixed to the control unit upper case 521b via a vibration absorbing member 525.
  • the sensor case 522b includes an opening. Through the opening, the contactor 540 is connected to the sensor substrate 528 via the connecting member 529. Then, the sensor board 528 includes a force sensor 552 of the sensor 550 at a portion where the connecting member 529 is attached to the sensor board 528.
  • the sensor board 528 includes an acceleration sensor 551 of the sensor 550.
  • the acceleration sensor 551 is, for example, a three-axis acceleration sensor.
  • the force sensor 352 is, for example, a 6-axis force sensor.
  • the control device 600 includes a signal processing unit 610.
  • the signal processing unit 610 receives the signal from the sensor 550 of the detection unit 500.
  • the signal processing unit 610 of the present embodiment wirelessly receives the signal from the sensor 550 via the control unit board 527.
  • the signal processing unit 610 performs filter processing and amplification processing on the received signal, and acquires the measured value obtained by analog-digital conversion.
  • the signal processing unit 610 measures the surface condition of the skin by processing the acquired measured value. For example, the measured value is Fourier transformed and measured by a power spectrum or the like.
  • the detection unit 700 will be described as a modification of the detection unit 300. The same parts as those of the detection unit 300 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the detection unit 700 includes a grip portion extending in a direction perpendicular to the direction of pressing against the measurement target.
  • FIG. 20 is a perspective view of the detection unit 700 of an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 21 is an internal configuration diagram of a detection unit 700, which is an example of the measuring device according to the present embodiment. Specifically, FIG. 21 is a diagram showing a state in which the front half of the housing 711 of the detection unit 700 is removed to expose the inside.
  • the detection unit 700 further includes a circuit board (not shown), for example, a power supply board, a drive board for driving the drive unit 770, and the like inside the housing 711.
  • the detection unit 700 includes a main body unit 710 and a tip portion 320.
  • the tip portion 320 is built in the main body portion 710 so that the contactor 340 is exposed from the opening of the pressing ring 716 of the main body portion 710.
  • the detection unit 700 measures the surface state of the skin by pressing the tip 320 against a measurement target, for example, the skin such as a person's arm or cheek, in the direction of the arrow P1.
  • the tip portion 320 rotates about the rotation axis C in the direction of the arrow R2.
  • the direction of rotation is not limited to the direction of arrow R2, and may be, for example, rotated in the opposite direction of arrow R2, or may be repeatedly rotated in the direction of arrow R2 and the opposite direction.
  • the main body 710 includes a housing 711 having an L-shaped shape when viewed from the side.
  • the housing 711 has a grip portion 712 extending in the direction perpendicular to the direction of pressing against the measurement target (direction of arrow P1) and the pressing portion extending in the direction of pressing against the measurement target (direction of arrow P1).
  • a unit 713 is provided.
  • the housing 711 is made of ABS resin or the like.
  • a male screw is formed on the outer side surface of the end portion 713b on the side of the pressing portion 713 that is pressed against the measurement target.
  • a cylindrical pressing ring 716 is screwed onto the end 713b. Inside the pressing ring 716, a tip portion 320 is provided so that the contactor 340 of the tip portion 320 is exposed to the outside.
  • the measuring device By pressing the end surface 716a of the pressing ring 716 against the skin, the measuring device can be positioned in the pressing direction.
  • the distance in the direction along the rotation axis C from the end surface 716a of the pressing ring 716 to the contact surface of the contactor 340 can be changed by changing the amount of screwing to the end portion 713b. Further, it is possible to adjust the pressing force when the contactor 340 of the tip portion 320 comes into contact with the measurement target.
  • the pressing ring 816 is made of, for example, polymethyl methacrylate resin (PMMA) or the like.
  • the main body 710 includes a drive unit 770 that rotates the tip 320 inside the pressing unit 713. That is, the main body 710 includes a housing 711 containing a drive unit 770.
  • the measurer performs the measurement by gripping the grip portion 712.
  • the measurer presses the tip portion 320 against the measurement target by grasping the grip portion 712 and moving it toward the measurement target.
  • a smaller motor is used as the drive unit 770. By using a small motor, the overall size of the detection unit 700 can be reduced.
  • the detection unit 700 includes a sponge coupling 733 and a slip ring 334 in order to connect the tip portion 320 and the drive unit 770.
  • the sponge coupling 733 and the slip ring 334 are examples of connecting members.
  • the sponge coupling 733 is a member that connects parts via the sponge 733s.
  • the sponge 733s is, for example, a sponge such as urethane foam.
  • the sponge coupling 733 is an example of a vibration isolation member that isolates vibration from the drive unit 770 to the tip 320.
  • the sponge coupling 733 includes a coupling disc 733a and a coupling disc 733b.
  • a sponge 733s is fixed between the coupling disc 733a and the coupling disc 733b.
  • each of the coupling disc 733a and the coupling disc 733b and the sponge 733s are adhered to each other.
  • the coupling disc 733a and the coupling disc 733b can transmit the force via the sponge 733s.
  • the coupling disc 733a is connected to the rotation shaft of the drive unit 770 via the set collar 733a1.
  • the coupling disc 733b is connected to the rotation shaft of the slip ring 334 via the set collar 733b1.
  • the coupling disc 733a and the set collar 733a1 or the coupling disc 733b and the set collar 733b1 are fixed by fastening with screws, for example, to the screw holes formed in the set collar 733a1 or the set collar 733b1. ..
  • the rotation shafts of the set collar 733a1 and the drive unit 770, and the rotation shafts of the set collar 733b1 and the slip ring 334 are rotated by, for example, a set screw provided in a screw hole formed in the set collar 733a1 or the set collar 733b1. It is fixed by pressing the shaft 371 or the rotating shaft 334a.
  • the fixing method is not limited to screws, and may be fixed with an adhesive or the like.
  • the coupling discs 733a and 733b may be directly connected to the respective rotation shafts without using the set collars 733a1 and 733b1.
  • Each of the drive unit 770 and the slip ring 334 is fixed to the housing 711 by a fixing member (not shown). Specifically, the drive unit 770 is pressure-bonded to the housing 711 with the gel bush formed of the gel material sandwiched therein. Further, the slip ring 334 has a bearing portion fixed to the housing 711 with a screw via a mounting bracket.
  • FIG. 22 is a perspective view of the detection unit 800 of an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 23 is an internal configuration diagram of the detection unit 800, which is an example of the measuring device according to the present embodiment. Specifically, FIG. 23 is a diagram showing a state in which the front half of the housing 811 of the detection unit 800 is removed to expose the inside.
  • the detection unit 800 further includes a circuit board (not shown), for example, a power supply board, a drive board for driving the drive unit 870, and the like inside the housing 811.
  • the detection unit 800 includes a main body unit 810 and a tip portion 320.
  • the tip portion 320 is built in the main body portion 810 so that the contactor 340 is exposed from the opening of the pressing ring 816 of the main body portion 810.
  • the detection unit 800 measures the surface state of the skin by pressing the tip 320 against a measurement target, for example, the skin such as a human arm or cheek, in the direction of the arrow P2.
  • the tip portion 320 rotates about the rotation axis D in the direction of the arrow R3.
  • the rotation direction is not limited to the direction of the arrow R3, and may be rotated in the opposite direction of the arrow R3, or may be repeatedly rotated in the direction of the arrow R3 and the opposite direction.
  • the main body 810 includes a housing 811.
  • the housing 811 is made of ABS resin or the like.
  • a male screw is formed on the outer side surface of the end portion 811b on the side of the housing 811 that is pressed against the measurement target.
  • a cylindrical pressing ring 816 is screwed onto the end 811b. Inside the pressing ring 816, a tip portion 320 is provided so that the contactor 340 of the tip portion 320 is exposed to the outside.
  • the measuring device By pressing the end surface 816a of the pressing ring 816 against the skin, the measuring device can be positioned in the pressing direction.
  • the distance in the direction along the rotation axis D from the end surface 816a of the pressing ring 816 to the contact surface of the contactor 340 can be changed by changing the amount of screwing to the end portion 811b. Further, it is possible to adjust the pressing force when the contactor 340 of the tip portion 320 comes into contact with the measurement target.
  • the pressing ring 816 is made of, for example, polymethyl methacrylate resin (PMMA) or the like.
  • the main body 810 includes a drive unit 870 that rotates the tip 320 inside. That is, the main body 810 includes a housing 811 in which the drive 870 is built.
  • the measurer performs the measurement by grasping the housing 811. The measurer presses the tip 320 against the measurement target by grasping the housing 811 and moving it toward the measurement target.
  • the detection unit 800 includes a sponge coupling 833 and a slip ring 334 in order to connect the tip portion 320 and the drive unit 870.
  • the sponge coupling 833 and the slip ring 334 are examples of connecting members.
  • the sponge coupling 833 is a member that connects parts via the sponge 833s.
  • the sponge 833s is, for example, a sponge such as urethane foam.
  • the sponge coupling 833 is an example of a vibration isolation member that isolates vibration from the drive unit 870 to the tip portion 320.
  • the sponge coupling 833 includes a coupling disc 833a and a coupling disc 833b.
  • a sponge 833s is fixed between the coupling disc 833a and the coupling disc 833b.
  • each of the coupling disc 833a and the coupling disc 833b and the sponge 833s are adhered to each other.
  • the coupling disc 833a and the coupling disc 833b can transmit the force via the sponge 833s.
  • the coupling disc 833a is connected to the rotation shaft of the drive unit 870 via the set collar 833a1.
  • the coupling disc 833b is connected to the rotation shaft of the slip ring 334 via the set collar 833b1.
  • the coupling disc 833a and the set collar 833a1 or the coupling disc 833b and the set collar 833b1 are fixed by being screwed into, for example, the screw holes formed in the set collar 833a1 or the set collar 833b1. ..
  • the rotation shafts of the set collar 833a1 and the drive unit 870, and the rotation shafts of the set collar 833b1 and the slip ring 334 are rotated by, for example, a set screw provided in a screw hole formed in the set collar 833a1 or the set collar 833b1. It is fixed by pressing the shaft 371 or the rotating shaft 334a.
  • the fixing method is not limited to screws, and may be fixed with an adhesive or the like.
  • the coupling discs 833a and 833b may be directly connected to the respective rotation shafts without using the set collars 833a1 and 833b1.
  • Each of the drive unit 870 and the slip ring 334 is fixed to the housing 811 by a fixing member (not shown).
  • the measurement can be performed with a smaller detection unit.
  • ⁇ 6th Embodiment a modified example of the detection unit 300 of the second embodiment is shown.
  • the detection unit 900 of the following sixth embodiment is used in combination with the control device 400.
  • FIG. 24 is a perspective view of the detection unit 900 of an example of the measuring device according to the present embodiment.
  • the detection unit 900 of the measuring device includes a main body portion 910 and a tip portion 920.
  • the tip portion 920 is built in the main body portion 910 so that the contactor 940 is exposed from the opening of the pressing ring 916 of the main body portion 910.
  • the detection unit 300 measures the surface state of the skin by pressing the tip portion 920 against a measurement target, for example, the skin such as a human arm or cheek, in the direction of the arrow P3.
  • the tip portion 920 rotates about the rotation axis E in the direction of the arrow R4.
  • the rotation direction is not limited to the direction of the arrow R4, and may be rotated in the opposite direction of the arrow R4, or may be repeatedly rotated in the direction of the arrow R4 and the opposite direction.
  • the main body 910 includes a substantially cylindrical housing 911 having a constricted central portion.
  • the housing 911 is composed of a top cover 912, a side cover 913, a side cover 914, and a bottom cover 915.
  • Each cover of the housing 911 is made of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin (ABS resin) or the like.
  • a cylindrical pressing ring 916 having an annular flat surface 916a at the tip thereof is screwed to the upper portion of the top cover 912. Inside the pressing ring 916, a tip portion 920 is provided so that the contactor 940 of the tip portion 920 is exposed to the outside.
  • the measuring device By pressing the flat surface 916a of the pressing ring 916 against the skin, the measuring device can be positioned in the pressing direction.
  • the distance in the direction along the rotation axis E from the plane 916a of the pressing ring 916 to the contact surface of the contactor 940 can be changed by changing the amount of screwing to the top cover 912. Then, the distance in the direction along the rotation axis A from the plane 916a of the pressing ring 916 to the contact surface of the contactor 940 can be changed. Further, it is possible to adjust the pressing force when the contactor 940 of the tip portion 920 contacts the measurement target.
  • the pressing ring 316 is formed of, for example, polymethyl methacrylate resin (PMMA) or the like.
  • the pressing ring 916 has a plurality of (six in this embodiment) openings 916h on the side surface. By having the opening 916h, air can escape from the space surrounded by the measurement target and the pressing ring 916.
  • the inside of the housing 911 of the main body 910 is the same as the inside of the housing 311 of the detection unit 300 of the second embodiment.
  • the contactor 940 is a member that comes into contact with the measurement target of the measuring device.
  • the contactor 940 comes into contact with the measurement target.
  • the contact surface of the contactor 340 may be a flat surface or an uneven surface depending on the measurement target and the purpose of measurement.
  • an acceleration sensor 351 and a force sensor 352 are provided as in the detection unit 300.
  • the detection unit 900 of the present embodiment further includes a contactor 940a.
  • the contactor 940a is provided at a position symmetrical to the contactor 940 with respect to the rotation axis E.
  • the contactor 940 can be brought into contact with the measurement target in a well-balanced manner. Further, when both the contactor 940 and the contactor 940a come into contact with the measurement target, the magnitude of the generated vibration can be increased.
  • an acceleration sensor and a force sensor may be provided below the contactor 940a, or an acceleration sensor and a force sensor may not be provided.
  • the number of contacts 940a is not limited to one, and two or more contacts may be provided.
  • the position of the contactor 940a is not limited to the position of the target as long as it is in contact with the measurement target. However, it is desirable to arrange the contacts 940 so that they come into contact with each other in a well-balanced manner.
  • the contactor 940a is an example of a contact portion.
  • ⁇ 7th Embodiment signal processing performed by the control device will be described.
  • a process performed by the control device 400 will be described using the detection unit 300A of the second embodiment as an example.
  • the control device 400 estimates the degree of skin moistness, the degree of skin smoothness, the amount of water in the stratum corneum, and the state of texture of the subject's skin using the measurement results of the detection unit 300A. In addition, the control device 400 estimates the age of the subject by using the measurement result of the detection unit 300A.
  • ⁇ Details of evaluation test> The subjects evaluated a total of 59 Japanese women aged 20 to 69 and 28 foreign women residing in Japan who had previously obtained written consent to participate in the study. The subject removed the make-up before the test, washed his face, and then waited at rest in a constant temperature and humidity environment at room temperature of 23 ° C. and humidity of 45%, and then measured.
  • the cheek area of the subject was palpated by two expert evaluators.
  • Each expert evaluator evaluated two items, the moistness of the skin and the smoothness of the skin.
  • the degree of moistness of the skin whether the skin was "moist” or “dry” was evaluated on a five-point scale and quantified.
  • the smoothness of the skin whether the skin was "smooth” or “rough” was evaluated on a five-point scale and quantified.
  • measurement was performed on the same site using the detection unit 300A.
  • the measurement was performed by rotating the contactor 340 of the detection unit 300A around the rotation axis A at a rotation angular velocity of 205 deg / s.
  • the acceleration of the three axes when tracing the skin was measured by the acceleration sensor 351.
  • the force of 6 axes when tracing the skin was measured with a force sensor.
  • a statistical model was created for each of the results measured by the detection unit 300A, the moistness and smoothness of the skin by the expert evaluator, the water content and texture of the stratum corneum by the sensor, and the age of the subject. Then, using the statistical model, from the results measured by the detection unit 300A, the degree of moistness of the skin, the degree of smoothness of the skin, the amount of water in the stratum corneum, the state of texture, and the age of the subject were estimated.
  • the signal processing unit 410 of the control device 400 acquires the acceleration data of the three axes from the acceleration sensor 351 of the detection unit 300A.
  • the signal processing unit 410 analyzes the acceleration data of the three axes by using the acceleration component in the rotation direction of the rotating contactor 340.
  • the signal processing unit 410 performs a fast Fourier transform (FFT (fast Fourier transform)) on the acceleration component in the direction of gravity to calculate an amplitude spectrum.
  • FFT fast Fourier transform
  • the signal processing unit 410 obtains an average value of the calculated amplitude spectrum for each frequency of 10 Hz. As will be described later, the signal processing unit 410 estimates the average value (100-dimensional vibration spectrum) of the vibration spectrum as the vibration feature amount of each subject.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the signal processing unit 410 of the control device 400 acquires the force data of 6 axes from the force sensor 352 of the detection unit 300A.
  • the signal processing unit 410 uses the force component Fx in the rotational direction of the rotating contactor 340 and the force component Fz in the pushing direction (direction perpendicular to the contact surface 341 of the contactor 340) in the six-axis force data. Perform analysis.
  • the signal processing unit 410 calculates the friction coefficient ⁇ using the following equation 1 using the force component Fx in the rotation direction and the force component Fz in the push direction of the rotating contact 340.
  • the coefficient of friction ⁇ is calculated for the force data of / sec)) ⁇ 1000).
  • the signal processing unit 410 obtains the average value of the calculated friction coefficient ⁇ in the period during which the contactor 340 makes two rotations.
  • the signal processing unit 410 estimates the average value of the friction coefficient ⁇ as the friction feature amount of each subject.
  • the signal processing unit 410 calculates a statistical model for estimating the moistness of the skin, the smoothness of the skin, the water content of the stratum corneum, the state of texture, and the age of the subject from the vibration feature amount and the friction feature amount obtained above.
  • the signal processing unit 410 builds a statistical model using partial least squares regression.
  • the moistness of the skin, the smoothness of the skin, the water content of the stratum corneum, the texture condition, and the age of the subject were set as objective variables.
  • the vibration feature amount and the friction feature amount or the vibration feature amount calculated above were used as explanatory variables.
  • the statistical model when the vibration feature amount and the friction feature amount are used as explanatory variables is called model 1.
  • a statistical model in which the vibration feature amount is used as an explanatory variable is referred to as model 2.
  • each explanatory variable was standardized so that the mean value was 0 and the standard deviation was 1.
  • a statistical model was constructed using partial least squares regression.
  • the number of components is changed, and the mean square error (MSE (Mean squared error)) of the transparent model and the correlation coefficient between the estimated value and the observed value are measured. Examined. In the calculation in this embodiment, the 10-fold cross-validation method was repeated 20 times, and the mean square error (MSE) and the average of the correlation counts were obtained.
  • MSE mean square error
  • FIGS. 25 to 34 are diagrams showing the calculation results of the measuring device according to the seventh embodiment. Each objective variable will be described.
  • FIG. 25 is a diagram showing a root mean square error (MSE) when the number of components is changed, with the objective variable as the moistness of the skin.
  • FIG. 26 is a diagram showing a correlation coefficient when the number of components is changed, with the objective variable as the moistness of the skin.
  • X1 is the calculation result in the model 1
  • Y1 is the calculation result in the model 2.
  • the root mean square error (MSE) was the smallest when the number of components was 5 (X1a in FIG. 25). Further, in model 2, the root mean square error (MSE) was the smallest when the number of components was 4 (Y1a in FIG. 25).
  • the correlation coefficient was the largest when the number of components was 5 (X1b in FIG. 26), which had the smallest mean square error (MSE). Further, in model 2, the correlation coefficient became the largest when the number of components 4 (Y1b in FIG. 26) was the smallest in the mean square error (MSE).
  • FIG. 27 is a diagram showing a root mean square error (MSE) when the number of components is changed, with the objective variable as the smoothness of the skin.
  • MSE root mean square error
  • FIG. 27 is a diagram showing a correlation coefficient when the number of components is changed, with the objective variable as the smoothness of the skin.
  • X2 is the calculation result in the model 1
  • Y2 is the calculation result in the model 2.
  • the root mean square error (MSE) was the smallest when the number of components was 2 (X2a in FIG. 27). Further, in model 2, the root mean square error (MSE) was the smallest when the number of components was 1 (Y2a in FIG. 27).
  • the correlation coefficient became the largest when the number of components 2 (X2b in FIG. 28) was the smallest in the mean square error (MSE). Further, in model 2, the correlation coefficient was the largest when the number of components 1 was the smallest (MSE) was the smallest (Y2b in FIG. 26).
  • FIG. 29 is a diagram showing a root mean square error (MSE) when the number of components is changed with the objective variable as the water content of the stratum corneum.
  • FIG. 30 is a diagram showing a correlation coefficient when the number of components is changed with the objective variable as the water content of the stratum corneum.
  • X3 is the calculation result in the model 1
  • Y3 is the calculation result in the model 2.
  • the root mean square error (MSE) was the smallest when the number of components was 3 (X3a in FIG. 29). Further, in model 2, the root mean square error (MSE) was the smallest when the number of components was 3 (Y3a in FIG. 29).
  • the correlation coefficient became the largest when the number of components 3 (X3b in FIG. 30) was the smallest in the mean square error (MSE). Further, in model 2, the correlation coefficient became the largest when the number of components was 4 (Y2c in FIG. 30). In model 2, when the number of components 3 has the smallest mean square error (MSE) (Y2b in FIG. 30), the correlation coefficient is almost the same as the number of components 4.
  • MSE mean square error
  • FIG. 31 is a diagram showing a root mean square error (MSE) when the number of components is changed with the objective variable as the textured state.
  • FIG. 32 is a diagram showing a correlation coefficient when the number of components is changed with the objective variable as the textured state.
  • X4 is the calculation result in the model 1
  • Y4 is the calculation result in the model 2.
  • the root mean square error (MSE) was the smallest when the number of components was 2 (X4a in FIG. 31). Further, in model 2, the root mean square error (MSE) was the smallest when the number of components was 2 (Y4a in FIG. 31).
  • the correlation coefficient was the largest when the number of components 2 was the smallest (MSE) was the smallest (X4b in FIG. 32). Further, in model 2, when the number of components 2 has the smallest mean square error (MSE) (Y4b in FIG. 32), the correlation coefficient becomes the largest.
  • MSE mean square error
  • FIG. 33 is a diagram showing the root mean square error (MSE) when the number of components is changed with the objective variable as the age of the subject.
  • FIG. 34 is a diagram showing a correlation coefficient when the number of components is changed with the objective variable as age.
  • X5 is the calculation result in the model 1
  • Y5 is the calculation result in the model 2.
  • model 1 the root mean square error (MSE) was the smallest when the number of components was 2 (X5a in FIG. 33). Further, in model 2, the root mean square error (MSE) was the smallest when the number of components was 2 (Y5a in FIG. 33).
  • the correlation coefficient was the largest when the number of components 2 was the smallest (MSE) was the smallest (X5b in FIG. 34). Further, in model 2, when the number of components 2 has the smallest mean square error (MSE) (Y5b in FIG. 34), the correlation coefficient becomes the largest.
  • the correlation coefficient can be increased by obtaining the number of components having the smallest mean square error (MSE) in the models 1 and 2. Therefore, in the present embodiment, the statistical model in the case of the number of components having the smallest mean square error (MSE) is finally adopted.
  • Table 1 shows the number of components having the smallest mean square error (MSE) for each objective variable and each model, and the mean square error (MSE) and correlation coefficient for the number of components.
  • model 1 a model that uses vibration features and friction features as explanatory variables
  • model 2 a model that uses vibration features as explanatory variables
  • the moistness of the skin, the smoothness of the skin, and the water content of the stratum corneum have a large correlation coefficient of model 1 (a model that uses vibration features and friction features as explanatory variables), and are superior in using both vibration and friction. Sex was suggested.
  • the feel of two types of lotions with different tactile sensations was evaluated.
  • the coefficient of friction 1 minute after application increased in both lotions. Two minutes after the application, the friction coefficient of the refreshing lotion decreased, and the friction coefficient of the moist lotion increased.
  • the vibration of the moist lotion was reduced 1 minute after the application, and the vibration of the refreshing lotion was equivalent to that of the bare skin.
  • the vibration of the moist lotion 2 minutes after the application was higher than that after 1 minute, but it was lower than the vibration of the bare skin.
  • the vibration of the lotion did not change 2 minutes after the application, and was equivalent to that of bare skin.
  • Measuring device 2 Measuring device 3 Measuring device 100 detector 110 body 111 chassis 120 tip 122 Lower vibration absorber 124 Upper vibration absorber 125 Upper support member 130 connecting shaft 140 contactor 150 sensor 170 drive unit 200 controller 210 Signal processing unit 300 detector 310 body 311 housing 320 tip 325 Vibration absorber 332 magnet coupling 333 sponge coupling 334 slip ring 340 contacts 350 sensor 370 drive unit 400 control unit 410 Signal processing unit 500 detector 520 tip 525 Vibration absorber 540 contacts 550 sensor 600 controller 610 Signal processing unit 700 detector 800 detector 900 detector

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Abstract

測定対象に接触する接触子（１４０）と、前記接触子（１４０）に設置された前記測定対象の少なくとも表面状態を測定するセンサ（１５０）と、前記接触子（１４０）及び前記センサ（１５０）を前記測定対象に対して変位させる駆動部（１７０）と、前記駆動部（１７０）と、前記接触子（１４０）及び前記センサ（１５０）との間に設けられた、前記駆動部（１７０）から前記接触子（１４０）及び前記センサ（１５０）への振動を隔離する振動隔離部材と、を備え、前記センサ（１５０）の測定値に基づいて表面状態を測定する測定装置。

Description

測定装置及び測定方法

　本発明は、測定装置及び測定方法に関する。

　化粧品の重要な要素のひとつに感性価値がある。化粧品の感性価値とは、化粧品を使用したときに、使用者の感性に働きかけることによる価値である。例えば、化粧品を使用することによって、肌のさわり心地がよくなり、使用者が満足感を得ることができれば、化粧品の感性価値は高いと考えられる。

　化粧品に感性価値を付加できるよう、感性工学に基づいた「よい触感」を実現する必要がある。そのためには、使用者（年齢・習慣）や周辺環境（時期・場所）の違いによる肌の表面状態を正確に測定する必要がある。

　従来は、肌の状態の測定は、触診により行われていた。また、触感を定量的に評価する装置が知られていた（特許文献１）。

特開２０１６－０３８３１７号公報

　しかしながら、触診よる測定は、主観的な判断となるため、安定して肌の表面状態を計測することはできなかった。従来技術の触覚評価装置は装置自体が大きく、簡便に人の肌を測定することは困難であった。

　本発明の一実施形態は、上記事情に鑑みて、触感に関連する肌の表面状態を安定して測定する測定装置を提供することを目的とする。

　開示の測定装置は、測定対象に接触する接触子と、前記接触子に設置された前記測定対象の少なくとも表面状態を測定するセンサと、前記接触子及び前記センサを前記測定対象に対して変位させる駆動部と、前記駆動部と、前記接触子及び前記センサとの間に設けられた、前記駆動部から前記接触子及び前記センサへの振動を隔離する振動隔離部材と、を備え、前記センサの測定値に基づいて表面状態を測定する。

　触感に関連する肌の表面状態を安定して測定する測定装置を提供することができる。

第１実施形態に係る測定装置の一例の全体構成図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の検出部の側面図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の検出部の斜視図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の先端部の構造を説明するための図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の上部支持部材を説明するための図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の上部支持部材を説明するための図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の上部支持部材を説明するための図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の上部支持部材を説明するための図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の測定結果について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の測定結果について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の測定結果について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の使用例について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の使用例について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の使用例について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の使用例について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の使用例について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の使用例について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の使用例について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の使用例について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の使用例について説明する図である。 第１実施形態に係る測定装置の一例の使用例について説明する図である。 第１実施形態に係る先頭部の重量について説明する図である。 第２実施形態に係る測定装置の一例の全体構成図である。 第２実施形態に係る測定装置の一例の検出部の正面図である。 第２実施形態に係る測定装置の一例の検出部の側面図である。 第２実施形態に係る測定装置の一例の検出部の斜視図である。 第２実施形態に係る測定装置の一例の検出部の断面図である。 第２実施形態に係る測定装置の変形例の検出部の断面図である。 第３実施形態に係る測定装置の一例の全体構成図である。 第３実施形態に係る測定装置の一例の検出部の斜視図である。 第３実施形態に係る測定装置の一例の検出部の断面図である。 第４実施形態に係る測定装置の一例の検出部の斜視図である。 第４実施形態に係る測定装置の一例の検出部の内部構成図である。 第５実施形態に係る測定装置の一例の検出部の斜視図である。 第５実施形態に係る測定装置の一例の検出部の内部構成図である。 第６実施形態に係る測定装置の一例の検出部の斜視図である。 第７実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第７実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第７実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第７実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第７実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第７実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第７実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第７実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第７実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第７実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第８実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。 第８実施形態に係る測定装置の一例の演算結果を示す図である。

　以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　＜＜第１実施形態＞＞

　＜測定装置１＞

　第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る測定装置の一例の全体構成図である。

　本実施形態に係る測定装置１は、検出部１００、制御装置２００を備える。検出部１００と制御装置２００とは、ケーブル等で接続されている。以下に詳細を説明するように、本実施形態に係る測定装置１は、触感に関連する肌の表面状態、例えば、肌の表面がなめらかな状態であるか、等を測定する。

　＜検出部１００＞

　最初に、検出部１００について説明する。

　図２は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部１００の側面図である。図３は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部１００の斜視図である。

　本実施形態の測定装置１の検出部１００は、本体部１１０、先端部１２０を備える。検出部１００は、矢印Ｐの方向に、測定対象、例えば、人の腕や頬等の肌、に先端部１２０を押し当てることにより肌の表面状態について測定を行う。先端部１２０は、回転軸Ａを中心に矢印Ｒの方向に回転する。

　本体部１１０は、略円筒形の筐体１１１を備える。本体部１１０は、筐体１１１の内部に、先端部１２０を回転させる駆動部１７０を備える。すなわち、本体部１１０は、駆動部１７０を内蔵する筐体１１１を備える。筐体１１１は、測定者が把持可能な大きさの形状となっている。測定者は、本体部１１０を把持することにより測定を行う。測定者は、本体部１１０を把持して測定対象に向けて移動させることにより、先端部１２０を測定対象に押し当てる。なお、本体部１１０を例えばロボットアーム等に取り付けて測定を行うようにしてもよい。

　本体部１１０と先端部１２０は、駆動部１７０によって回転される連結軸１３０により連結されている。このように、本体部１１０は、先端部１２０と連結軸１３０を介して接続されている。なお、連結軸１３０が、連結部材の一例である。

　先端部１２０は、接触子１４０、センサ１５０を備える。

　接触子１４０は、測定装置１の測定対象に接触する部材である。接触子１４０の接触面１４１が、測定対象に接触する。接触子１４０の接触面１４１は、測定対象や測定の目的によって、平面でもよいし、表面に凹凸があってもよい。

　測定対象と接触子１４０が接触して、先端部１２０が矢印Ｒの方向に回転することにより、振動が発生する。例えば、測定対象の表面粗さが大きい場合は振動が大きくなる。また、測定対象の表面粗さが小さい場合は振動が小さくなる。接触子１４０の材質は、ステンレス、銅、真鍮等の金属である。接触子１４０の材質を金属にすることによって、発生した広い周波数帯域、特に、高い周波数帯域の振動をセンサ１５０に伝達することができる。なお、接触子１４０の材質をゴム等の弾性体とすることができる。接触子１４０の材質を弾性体にすることによって、例えば、指を伝搬する振動を模擬することができる。

　センサ１５０は、測定対象の表面状態を測定するセンサである。本実施形態のセンサ１５０は、振動センサである。センサ１５０は、接触子１４０の接触面１４１の反対側の面（裏面１４２。図５Ｃを参照。）に設置されている。振動センサとしては、例えば、３軸の加速度センサである。センサ１５０は、先端部１２０が回転することにより接触子１４０と測定対象が接触して変位することにより発生した振動を検出する。センサ１５０は、ケーブル等により制御装置２００に接続される。制御装置２００は、センサ１５０からの信号を検出して、測定値を取得する。

　先端部１２０の構造について説明する。図４は、本実施形態に係る測定装置の一例の先端部１２０の構造を説明するための図である。図４は、先端部１２０を構成する部材を、分解して回転軸Ａ方向に並べた図である。

　先端部１２０は、駆動部１７０により回転される。駆動部１７０は、後述するようにモータで構成されることから振動が発生する。その振動が振動センサで検出されると、測定結果に誤差が生じる。そのような誤差の発生を防止するために、本実施形態の先端部１２０は、本体部１１０からの振動、特に、駆動部１７０で発生する振動を、先端部１２０に設けられたセンサ１５０に伝搬しないように隔離する。

　本実施形態の先端部１２０は、本体部１１０側から順に、下部支持部材１２１、下部振動吸収部材１２２、中間支持部材１２３、上部振動吸収部材１２４、上部支持部材１２５を備える。下部支持部材１２１、中間支持部材１２３、上部支持部材１２５は、例えば、ポリアセタール等の樹脂により形成されている。下部振動吸収部材１２２、上部振動吸収部材１２４は、振動を吸収する部材により形成されている。振動を吸収する部材としては、例えば、発泡ウレタン等のスポンジやゴム等である。駆動部１７０と、センサ１５０との間に、下部振動吸収部材１２２、上部振動吸収部材１２４を設けて、振動を吸収することにより、駆動部１７０から接触子１４０及びセンサ１５０への振動を隔離する。下部振動吸収部材１２２、上部振動吸収部材１２４が、振動隔離部材の一例である。

　下部支持部材１２１、下部振動吸収部材１２２、中間支持部材１２３、上部振動吸収部材１２４、上部支持部材１２５の各部材は、それぞれ隣接する部材に接着剤等により固定されている。このように固定されることにより、連結軸１３０からの回転を、下部支持部材１２１から上部支持部材１２５まで伝達することができる。

　下部支持部材１２１は、連結軸１３０と連結することにより、本体部１１０の駆動部１７０により回転される。それにより、駆動部１７０により連結軸１３０が回転すると、先端部１２０が回転する。下部支持部材１２１は、棒状部材１２１１を備える。棒状部材１２１１は、下部振動吸収部材１２２、中間支持部材１２３、上部振動吸収部材１２４、上部支持部材１２５のそれぞれの開口部１２２１、１２３１、１２４１、１２５１を貫通して、棒状部材１２１１の先端部は、測定対象側に露出する。当該棒状部材１２１１が測定対象に接触することにより、検出部１００を測定対象に押しつける際の位置決めを行うことができる。なお、下部支持部材１２１の棒状部材１２１１は、中間支持部材１２３と上部支持部材１２５には接触しないように離間して設けられている。それによって、本体部１１０からの振動が、中間支持部材１２３と上部支持部材１２５に伝わらないようにしている。

　下部振動吸収部材１２２は、下部支持部材１２１と中間支持部材１２３の間に備えられる。下部振動吸収部材１２２は、下部支持部材１２１からの回転を中間支持部材１２３に伝えるともに、下部支持部材１２１から伝わる振動、特に、駆動部１７０からの振動を吸収して、中間支持部材１２３に振動が伝わらないようにする。

　中間支持部材１２３は、下部振動吸収部材１２２と上部振動吸収部材１２４の間に備えられる。中間支持部材１２３は、開口部１２３１を有する円板状の平板である平板部１２３２と、平板部１２３２の下部支持部材１２１側の面に結合する円筒部１２３３を備える。中間支持部材１２３の円筒部１２３３の内部には、平板部１２３２の円筒部１２３３側の面に接触するように下部振動吸収部材１２２が設置される。中間支持部材１２３は、下部振動吸収部材１２２からの回転を上部振動吸収部材１２４に伝える。

　上部振動吸収部材１２４は、中間支持部材１２３と上部支持部材１２５の間に備えられる。上部振動吸収部材１２４は、中間支持部材１２３からの回転を上部支持部材１２５に伝えるともに、中間支持部材１２３から伝わる振動、特に、駆動部１７０で発生した振動を吸収して、上部支持部材１２５に振動が伝わらないようにする。なお、本体部１１０からみて振動隔離部材（下部振動吸収部材１２２及び上部振動吸収部材１２４）から先の部分を先頭部という。本実施形態においては、上部支持部材１２５、接触子１４０及びセンサ１５０が先頭部１６０である。

　上部支持部材１２５は、接触子１４０、センサ１５０を支持する部材である。図５Ａから図５Ｄは、本実施形態に係る測定装置の一例の上部支持部材１２５を説明するための図である。図５Ａは上部支持部材１２５の上面図、図５Ｂは上部支持部材１２５の正面図、図５Ｃは上部支持部材１２５の右側面図、図５Ｄは上部支持部材１２５の斜視図である。

　上部支持部材１２５は、直径１０ｍｍから５０ｍｍの円板状の底部１２５２を備える。例えば、本実施形態の底部１２５２は、直径３０ｍｍの円板である。なお、底部１２５２の直径については、測定対象の大きさに応じて前記の範囲に限らず適宜定めることができる。また、底部１２５２の平面視の形状についても、円に限らず多角形でもよい。底部１２５２は、中央に開口部１２５１を備える。底部１２５２の上面には、接触子支持部材１２５３、１２５４が設けられている。接触子支持部材１２５３、１２５４は、並べて設けられた底部１２５２の上面から垂直に形成された板状の部材である。接触子支持部材１２５３、１２５４の上部には、接触子１４０が、接着剤等で固定されている。接触子１４０の接触面１４１に対向する裏面１４２には、センサ１５０が接着剤等で固定されている。センサ１５０は、接触子支持部材１２５３と接触子支持部材１２５４の間に固定されている。さらに、底部１２５２の接触子支持部材１２５３、１２５４の開口部１２５１に対して対向する位置には、突出部１２５５が形成されている。突出部１２５５を設けることにより、接触子１４０を傾くことなく均一に測定対象に押し当てることができる。なお、上部支持部材１２５が、支持部材の一例である。突出部１２５５は、接触部の一例である。

　本実施形態の先端部１２０では、二つの振動吸収部材（下部振動吸収部材１２２及び上部振動吸収部材１２４）を備えることによって、下部振動吸収部材１２２で本体部１１０からの振動を減衰させて、さらに、上部振動吸収部材１２４で振動を減衰させることできる。それによって、センサ１５０における本体部１１０からの振動の影響を小さくすることができる。また、振動吸収部材を複数用いることによって、各振動吸収部材の厚さを薄くすることができることから、連結軸１３０から上部支持部材１２５への回転の伝達を安定して行うことができる。さらに、各振動吸収部材の吸収する周波数特性を変更することによって、広い範囲の周波数領域において振動を減衰させることができる。

　駆動部１７０は、連結軸１３０を回転させて先端部１２０を、測定対象に対して回転変位させる。駆動部１７０は、例えば、ステッピングモータやＤＣモータ等のモータである。モータには、変速機を備えてもよい。

　接触子１４０とセンサ１５０を人の手で動かす場合には、測定者の動作のブレ等が影響して、接触子１４０とセンサ１５０を動かす速度に人や日時の違いによるバラツキが発生する。本実施形態の測定装置１では、駆動部１７０を用いることによって、所望の速度で接触子１４０とセンサ１５０を動かすことができる。例えば、長期間にわたる測定（例えば、１週間、１ヶ月、１年等）などにおいて、日時や測定者が変わっても、定められた所望の速度で接触子１４０とセンサ１５０を動かすことができるので、測定の再現性を高めることができる。

　＜制御装置２００＞

　次に制御装置２００について、図１に戻って説明する。

　制御装置２００は、信号処理部２１０、検出部制御部２２０を備える。

　信号処理部２１０は、検出部１００のセンサ１５０からの信号を受信する。そして、信号処理部２１０は、受信した信号をフィルター処理や増幅処理を行い、アナログ・デジタル変換した測定値を取得する。信号処理部２１０は、取得した測定値を処理することにより、肌の表面状態を計測する。例えば、測定値をフーリエ変換して、パワースペクトル等により計測する。

　検出部制御部２２０は、検出部１００の駆動部１７０を制御する。具体的には、駆動部１７０を制御して、連結軸１３０を所定の角度の間を往復するように回転させる。連結軸１３０の回転速度は往復する際の一部の期間で一定速度にするようにしてもよいし、正弦関数的に変化するようにしてもよい。なお、例えば、長期間にわたる測定（例えば、１週間、１ヶ月、１年等）や多くの被験者に対する測定等の場合は、速度をある一定の基準速度に定めて、その基準速度で接触子１４０とセンサ１５０を変位させることにより測定を行う。本実施形態の測定装置１では、駆動部１７０を用いることによって、定められた基準速度で測定を行うことができることから、測定の再現性が向上し、測定のバラツキ等を抑えることができる。また、被験者に対して、複数の速度で測定することより、速度に対する肌の特性を測定することができる。

　なお、検出部制御部２２０による検出部１００の駆動部１７０の制御については、上記の所定の角度の間を往復するように回転させることに限らない。例えば、連結軸１３０を一方向に一定の速度で回転運動させるようにしてもよい。また、その際に、速度について、複数の速度で行うようにしてもよい。さらに、速度について、所定の設定に基づいて徐々に速度を変化させるようにしてもよい。

　制御装置２００の各機能は、不図示の記憶装置に読み出し可能に記憶されるプログラムによってＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）が動作することにより実現される。例えば、これらの各機能は、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータにおけるハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される。

　＜検出結果＞

　図６Ａから図６Ｃは、本実施形態に係る測定装置の一例の測定結果について説明する図である。

　図６Ａから図６Ｃは、測定対象として、被験者の頬を測定した結果である。測定は、接触子１４０とセンサ１５０を、約９０°の範囲で往復するように変位させて行った。また、接触子１４０とセンサ１５０を変位させる回転方向の速度が、折り返し部分を除いて、略一定の速度になるように測定を行った。

　図６Ａは、接触子１４０が測定対象に当たっていない状態、すなわち、空運転状態、でのセンサ１５０の出力である。図６Ｂは、接触子１４０をなめらかな肌の被験者の肌に接触させた状態で測定した状態でのセンサ１５０の出力である。図６Ｃは、接触子１４０をがさがさな肌の被験者の肌に接触させた状態で測定した状態でのセンサ１５０の出力である。なお、グラフの縦軸は、加速度（×９．８ ｍ／ｓ２）、横軸は時間（ｍｓ）を表す。また、加速度は、センサ１５０の回転方向の加速度の出力値である。

　本実施形態のセンサ１５０は、加速度センサである。本実施形態の検出部１００では、センサ１５０の回転方向の加速度を用いている。測定では、ほぼ鉛直の頬に対して、検出部１００の先端部を被験者の頬に押し当てて測定を行う。そのため、接触子１４０、センサ１５０が回転することにより、重力加速度の影響により、測定値が１秒間で上昇又は下降を繰り返す。図６Ａより、空運転状態では、ほぼ重力加速度の変動のみが計測されている。図６Ｂ、図６Ｃを比較すると、なめらかな肌の被験者の試験結果に対して、がさがさな肌の被験者の試験結果では、高い周波数の振動が大きくなっていることが分かる。すなわち、センサ１５０の測定値について、高い周波数の振動が大きければ、肌の表面状態が、がさがさ（荒れている）の状態であると判断することができる。このように、本実施形態の測定装置１を用いることによって、肌の表面状態を測定することができる。なお、センサ１５０の出力について、回転方向の加速度以外に、半径方向、回転軸方向の加速度を用いて測定してもよい。

　＜作用・効果＞

　本実施形態の測定装置１は、駆動部１７０により接触子１４０を接触させながら、接触子１４０とセンサ１５０を所定の速度で変位させることができる。そのことから、例えば、日時や測定者が変わっても、再現性の高い安定した計測を行うことができる。

　本実施形態の測定装置１は、振動吸収部材を備えることにより、本体部１１０の駆動部１７０からセンサ１５０に伝わる振動を遮断することができる。それによって、センサ１５０で測定する際に、本体部１１０の駆動部１７０からの振動の影響を受けることなく、正確な測定を行うことができる。

　本実施形態の測定装置１は、小型のため持ち運びが容易で、どのような環境でも測定を行うことができる。また、本実施形態の測定装置１は、回転運動により接触子１４０とセンサ１５０を変位させることにより、変位する距離を長くしながら、測定対象（肌）の狭い範囲に対して、計測することが可能である。

　本実施形態の測定装置１は、接触子１４０を金属で構成していることから、接触子１４０と測定対象が接触して変位することにより発生した高周波数の振動も計測できる。

　＜使用例＞

　本実施形態の測定装置１を用いた測定方法と測定した結果について示す。

（１）肌感触評価

　本実施形態の測定装置１を使用して肌感触の評価を行った。具体的には、本実施形態の測定装置１での測定結果と、専門評価者による触診による触感評価、皮表角層水分量測定装置による角層水分量評価、ビデオマイクロスコープによる肌理撮影による角層の均一度（肌理の状態評価）、について、得られたデータ間の相関解析を行った。測定は、２０歳から４９歳の女性４０名を対象に行った。

　図７Ａから図７Ｄは、本実施形態に係る測定装置の一例の使用例として、肌感触評価を行った結果について説明する図である。

　図７Ａ及び図７Ｂは、本実施形態の測定装置１で測定した結果と専門評価者による触診による触感評価の結果との相関結果である。図７Ａは、測定装置１において、振動周波数１８０Ｈｚにおける振動のスペクトラム強度と、触診による触診評価のがさがさ度合いの評価結果との相関結果である。図７Ｂは、測定装置１において、振動周波数３０Ｈｚにおける振動のスペクトラム強度と、触診による触診評価のべたつき度合いの評価結果との相関結果である。当該相関結果より、本実施形態の測定装置１で測定した結果と専門評価者による触診による触感評価の結果との間に有意な相関が認められる。このように、本実施形態の測定装置１を用いることによって、肌の触感評価を行うことができる。

　図７Ｃは、測定装置１において、振動周波数３０Ｈｚにおける振動のスペクトラム強度と、皮表角層水分量測定装置による角層水分量評価結果との相関結果である。当該相関結果から本実施形態の測定装置１で測定した結果と皮表角層水分量測定装置による角層水分量評価結果との間に有意な相関が認められる。このように、本実施形態の測定装置１を用いることによって、角層水分量の評価を行うことができる。

　図７Ｄは、測定装置１において、振動周波数１４０Ｈｚにおける振動のスペクトラム強度と、ビデオマイクロスコープによる肌理撮影による角層の均一度（肌理の状態評価）との相関結果である。当該相関結果、本実施形態の測定装置１で測定した結果とビデオマイクロスコープによる肌理撮影による角層の均一度（肌理の状態評価）との間に有意な相関が認められる。このように、本実施形態の測定装置１を用いることによって、肌理の状態評価を行うことができる。

（２）化粧料の使用感触評価

　人工皮膚（ビューラックス製）に、専門評価者よる使用感の評価が異なる２種類の化粧水を塗布した際の測定装置１を用いて振動データを取得した。使用感の評価として、さっぱり感を採用した。サンプル１はさっぱり感が高いサンプル、サンプル２はさっぱり感が低いサンプルである。なお、さっぱり感を数値的に評価するために、数名の専門評価者がさっぱり感を－３～３の７段階評価を行い、その評価スコアの平均値をさっぱり得点として評価した。その評価結果では、サンプル１はさっぱり得点１．８、サンプル２はさっぱり得点－２．３３であった。

　図８Ａから図８Ｃは、本実施形態に係る測定装置の一例の使用例として、化粧料の使用感触評価を行った結果について説明する図である。

　図８Ａは、測定装置１において、サンプル１の測定における振動波形である。図８Ｂは、測定装置１において、サンプル２の測定における振動波形である。図８Ｃは、測定装置１において、サンプル１、サンプル２の周波数スペクトラムを測定した結果である。当該評価結果から、本実施形態の測定装置１で測定した結果、異なる使用感触の化粧料で異なる振動データが取得できることが明らかとなった。このように、本実施形態の測定装置１を用いることによって、化粧料の使用感触評価を行うことができる。

（３）化粧料の使用前後の評価

　被験者の前腕内側に、クリーム（化粧料）を塗布前、塗布後に、測定装置１を用いて振動データを取得した。

　図９Ａから図９Ｃは、本実施形態に係る測定装置の一例の使用例として、化粧料の使用前後の評価を行った結果について説明する図である。

　図９Ａは、測定装置１において、クリーム塗布前の測定における振動波形である。図９Ｂは、測定装置１において、クリーム塗布後の測定における振動波形である。図９Ｃは、測定装置１において、クリーム塗布前と塗布後の周波数スペクトラムを測定した結果である。当該評価結果から、本実施形態の測定装置１で測定した結果、クリーム塗布前と塗布後で異なる振動データが取得できることが明らかとなった。このように、本実施形態の測定装置１を用いることによって、化粧料の使用前後の評価を行うことができる。

　＜変形例＞

　センサ１５０は、振動センサに限らない。例えば、センサ１５０として、力センサを用いてもよい。力センサとしては、３軸の力センサを用いてもよい。センサ１５０として力センサを備えることにより、接触子１４０が変位する際の肌と接触子１４０との摩擦力を測定することができる。また、センサ１５０として、振動センサと力センサを備えるようにしてもよい。

　センサ１５０は、出力を無線により行う無線センサとしてもよい。センサ１５０を無線センサとすることによって、配線を簡略化することができる。また、センサ１５０を無線センサとすることによって、配線のからまりがなくなり、駆動部１７０による回転の自由度を上げること（例えば、一方向に一定の速度で回転運動させること、等。）ができる。

　測定装置１は、センサ１５０を複数備えるようにしてもよい。例えば、変形例の測定装置は、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｄに示す突出部１２５５の位置に、センサ１５０を更に備えるようにしてもよい。

　制御装置２００は、本体部１１０の筐体１１１に内蔵するようにしてもよい。それにより、使用者が日常手軽に測定することができる。

　接触子１４０は、取り替え可能にしてもよい。接触子１４０を取り替え可能にすることによって、測定や測定対象に応じて最適な接触子を採用することができる。

　接触子１４０は、本実施形態のような板状の形状に限らない。例えば、刷毛のようなものでもよい。刷毛を接触子１４０として採用することにより、例えば、化粧品を塗布する際の肌について評価することができる。なお、刷毛以外にも、例えばコットンやスポンジ等の化粧品で用いられる塗布具を接触子として用いてもよい。

　先端部１２０の構造については、本実施形態の構造に限らない。例えば、接触子１４０を測定対象に押し当てる際の位置決めを行うために、先端部１２０の周囲に、先端部１２０の測定対象側端部と同じ高さの円筒状のカバーを設けるようにしてもよい。それによって、カバーを肌に押し当てることにより、接触子１４０の押し当て方向の位置決めを行うことができる。なお、円筒状のカバーの高さは測定部位の肌の形状、柔軟性、表面状態に応じて可変にしてもよい。また、接触子１４０が測定対象に対して一定の角度で接触するように、本体部１１０と先端部１２０との間に、先端部１２０が一定の角度になるような機構（首振り機構）を備えるようにしてもよい。

　先端部１２０に、センサ１５０以外のセンサを備えるようにしてもよい。例えば、温度センサを備えるようにしてもよい。温度センサを備えることによって、測定対象である肌の温度を同時に測定することができる。また、ＣＣＤカメラ等の撮像素子を備えるようにしてもよい。撮像素子を備えることによって、肌の肌理等を同時に測定することができる。

　先端部１２０は、本体部１１０から取り外し可能としてもよい。例えば、先端部１２０を別の検出部１００の本体部１１０に接続してもよいし、本体部１１０に別の先端部１２０を接続してもよい。

　先端部１２０の変位については、本実施形態の回転方向の変位に限らない。例えば、直線往復運動により直線方向の変位でもよい。

　先頭部１６０の重量について、３０ｇ以下であることが好ましく、２０ｇ以下であることがより好ましく、１５ｇ以下であることが特に好ましい。図１０は、先頭部の重量と、測定対象と先頭部の間で発生する振動の減衰比を示すグラフである。試験は、ランダム振動を行う振動台に載置された模擬皮膚にセンサ１５０の振動センサを直接設置して振動を測定した値と、同模擬皮膚に重量を変えた先頭部１６０のサンプルと振動センサを設置して振動を測定した値の比（振動減衰比）を求めた。振動減衰比は、振動の周波数範囲１００～５００Ｈｚにおける各振動減衰比の平均から求めた。なお、振動減衰比が１に近いほうが、振動台の振動を減衰させることなく忠実に測定していると考えられる。図１０の結果より、先頭部の重量が小さい方が、振動台で発生している振動を正確に測定できる。なお、図１０より、３０ｇ以下であれば、センサ１５０を直接取り付けた場合と比較して、略４０％以上の振動を測定可能となっている。

　測定対象については、人の肌に限らない。例えば、牛や豚等の家畜の皮膚に用いてもよい。また、人の肌（皮膚）に限らず、人工皮革、模擬皮膚、布や紙、毛髪等の表面状態を測定してもよい。

　本実施形態の測定装置１では、振動隔離部材として振動吸収部材を用いた。ただし、振動隔離部材は、振動吸収部材に限らない。例えば、駆動部１７０と、センサ１５０とをマグネットカップリングを用いて接合することにより、駆動部１７０から接触子１４０及びセンサ１５０への振動を隔離してもよい。マグネットカップリングは、カップリングの間に空間を設けながら、磁力により力を伝達する。そのことから、カップリングの間で、振動を隔離することができる。

　＜＜第２実施形態＞＞

　＜測定装置２＞

　次に、第２実施形態について説明する。図１１は、本実施形態に係る測定装置の一例の全体構成図である。

　本実施形態に係る測定装置２は、検出部３００、制御装置４００を備える。検出部３００と制御装置４００とは、無線又は有線により通信可能に接続されている。本実施形態に係る測定装置２は、測定装置１と同様に、触感に関連する肌の表面状態、例えば、肌の表面がなめらかな状態であるか、等を測定する。

　＜検出部３００＞

　最初に、検出部３００について説明する。

　図１２は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部３００の正面図である。図１３は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部３００の側面図である。図１４は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部３００の斜視図である。

　本実施形態に係る測定装置２の検出部３００は、本体部３１０、先端部３２０を備える。先端部３２０は、本体部３１０の後述する押し当てリング３１６の開口部から接触子３４０が露出されるように、本体部３１０に内蔵される。検出部３００は、矢印Ｐの方向に、測定対象、例えば、人の腕や頬等の肌、に先端部３２０を押し当てることにより肌の表面状態について測定を行う。先端部３２０は、回転軸Ａを中心に矢印Ｒ１の方向に回転する。なお、回転方向については、矢印Ｒ１の方向に限らず、例えば、矢印Ｒ１の逆方向に回転してもよいし、矢印Ｒ１の方向とその逆方向に繰り返し回転するようにしてもよい。

　本体部３１０は、中央部分がくびれた略円筒形の筐体３１１を備える。筐体３１１は、トップカバー３１２、サイドカバー３１３、サイドカバー３１４、ボトムカバー３１５により構成される。筐体３１１の各カバーは、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ　Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ　Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂）等により形成されている。

　トップカバー３１２の上部には、先端に環状の平面３１６ａを備える円筒形の押し当てリング３１６が螺着されている。当該押し当てリング３１６の内側には、先端部３２０の接触子３４０が外部に露出するように、先端部３２０が備えられている。

　押し当てリング３１６の平面３１６ａを肌に押し当てることにより、測定装置２の押し当て方向の位置決めを行うことができる。押し当てリング３１６の平面３１６ａから接触子３４０の後述する接触面３４１までの回転軸Ａに沿う方向の距離は、トップカバー３１２に螺着する量を変えることによって、変更することができる。このようにして、例えば、測定部位の肌の形状、柔軟性、表面状態に応じて、押し当てリング３１６の平面３１６ａから接触子３４０の接触面３４１までの回転軸Ａに沿う方向の距離を変更することができる。これにより、先端部３２０の接触子３４０が測定対象に接触する際の押し当てる力を調整することができる。なお、押し当てリング３１６は、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ　Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））等により形成されている。

　本体部３１０は、筐体３１１の内部に、先端部３２０を回転させる後述する駆動部３７０を備える。すなわち、本体部３１０は、駆動部３７０を内蔵する筐体３１１を備える。筐体３１１は、測定者が把持可能な大きさの形状となっている。測定者は、本体部３１０を把持することにより測定を行う。測定者は、本体部３１０を把持して測定対象に向けて移動させることにより、先端部３２０を測定対象に押し当てる。

　接触子３４０は、測定装置２の測定対象に接触する部材である。接触子３４０の接触面３４１が、測定対象に接触する。接触子３４０の接触面３４１は、測定対象や測定の目的によって、平面でもよいし、表面に凹凸があってもよい。

　測定対象と接触子３４０が接触して、先端部３２０が回転軸Ａを中心に例えば矢印Ｒ１の方向に回転することにより、振動が発生する。例えば、測定対象の表面粗さが大きい場合は振動が大きくなる。また、測定対象の表面粗さが小さい場合は振動が小さくなる。接触子３４０の材質は、ステンレス、銅、真鍮等の金属である。接触子３４０の材質を金属にすることによって、発生した広い周波数帯域、特に、高い周波数帯域の振動を後述する加速度センサ３５１に伝達することができる。なお、接触子３４０の材質をゴム等の弾性体とすることができる。接触子３４０の材質を弾性体にすることによって、例えば、指を伝搬する振動を模擬することができる。

　測定対象と接触子３４０が接触して、先端部３２０が回転軸Ａを中心に例えば矢印Ｒ１の方向に回転することにより、接触子１４０が変位する際の肌と接触子１４０との摩擦力が発生する。当該摩擦力を後述する力センサ３５２で検出する。

　さらに、検出部３００の構造について詳細を説明する。図１５は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部３００の断面図である。図１５は、図１３の本実施形態に係る測定装置２の検出部３００のＢ－Ｂ断面図である。なお、図１５では、図を簡略化するために一部の構成等を省略している。

　先端部３２０は、制御ユニットケース３２１、センサケース３２２を備える。

　制御ユニットケース３２１は、制御ユニット下ケース３２１ａと制御ユニット上ケース３２１ｂを備える。また、制御ユニットケース３２１は、その内部に、制御ユニット基板３２７を備える。制御ユニット基板３２７は、センサ３５０からの信号を無線で制御装置４００に送信する回路を備える基板である。制御ユニット下ケース３２１ａには、後述するスリップリング３３４の回転軸３３４ａが接続されている。制御ユニット上ケース３２１ｂには、センサケース３２２が、振動吸収部材３２５を介して載置され接着されている。振動吸収部材３２５は、振動を吸収する部材により形成されている。振動を吸収する部材としては、例えば、発泡ウレタン等のスポンジやゴム等である。振動吸収部材３２５が、振動隔離部材の一例である。

　なお、制御ユニット基板３２７から制御装置４００に送信する無線方式は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの無線通信規格に準拠した無線方式を採用してもよい。

　センサケース３２２は、センサ下ケース３２２ａとセンサ上ケース３２２ｂを備える。また、センサケース３２２は、その内部に、センサ基板３２８を備える。センサ基板３２８は、センサ３５０の信号を検出して、検出した信号を制御ユニット基板３２７に送信する回路を備える基板である。センサ下ケース３２２ａは、振動吸収部材３２５を介して制御ユニット上ケース３２１ｂに接着固定されている。センサ上ケース３２２ｂは、開口を備える。当該開口を通して、接触子３４０が接続部材３２９を介してセンサ基板３２８に接続されている。そして、当該接続部材３２９がセンサ基板３２８に取り付けられている部分に、センサ基板３２８は、センサ３５０の力センサ３５２を備える。さらに、当該力センサ３５２のセンサ基板３２８の裏側に、センサ基板３２８は、センサ３５０の加速度センサ３５１を備える。加速度センサ３５１は、例えば、３軸の加速度センサである。また、力センサ３５２は、例えば、６軸の力センサである。

　駆動部３７０は、例えば、モータである。駆動部３７０は回転軸３７１を回転させる。なお、図１５においては、駆動部３７０内部の詳細については省略している。駆動部３７０は、取り付け金具３１８を介して、筐体３１１のサイドカバー３１３、３１４に取り付けられる。なお、駆動部３７０は、ゲル素材で形成されたゲルブッシュ３１８ａを介して、取り付け金具３１８に取り付けられている。これにより、駆動部３７０で発生した振動が筐体３１１に伝搬することを防止している。なお、駆動部３７０には、制御回路３８０から、電源や制御信号が供給される。

　先端部３２０と駆動部３７０とを連結するために、検出部３００は、マグネットカップリング３３２と、スリップリング３３４を備える。マグネットカップリング３３２とスリップリング３３４は、連結部材の一例である。

　マグネットカップリング３３２は、磁石を用いた非接触式の継ぎ手である。先端部３２０と駆動部３７０との間をマグネットカップリング３３２により非接触で接続することによって、先端部３２０に駆動部３７０からの振動が伝達することが防止することができる。すなわち、マグネットカップリング３３２は、駆動部３７０から先端部３２０への振動を隔離する振動隔離部材の一例である。マグネットカップリング３３２は、カップリングディスク３３２ａとカップリングディスク３３２ｂを備える。カップリングディスク３３２ａとカップリングディスク３３２ｂは、それぞれ磁石を備える。当該磁石の磁力により、カップリングディスク３３２ａとカップリングディスク３３２ｂとが非接触の状態で力を伝達することができる。カップリングディスク３３２ａは、アダプタ３３２ａ１を介して駆動部３７０の回転軸３７１に接続される。カップリングディスク３３２ｂは、アダプタ３３２ｂ１を介して、スリップリング３３４の回転軸３３４ａに接続される。

　スリップリング３３４は、回転する部品に外部から電力や信号を伝達するコネクタである。本実施形態の検出部３００では、本体部３１０から先端部３２０の制御ユニット基板３２７とセンサ基板３２８に電力を供給するためにスリップリング３３４を用いる。なお、図１５においては、スリップリング３３４内部の詳細については省略している。スリップリング３３４には、本体部３１０の制御回路３８０から電力を供給するための配線が接続されている。制御回路３８０から供給された電力は、スリップリング３３４を介して、具体的には、スリップリング３３４の回転軸３３４ａを通して、制御ユニット基板３２７に供給される。スリップリング３３４は、取り付け金具３１９を介して筐体３１１のサイドカバー３１３、３１４に取り付けられる。

　なお、本実施形態では、駆動部３７０とスリップリング３３４の間にマグネットカップリング３３２を備えるが、駆動部３７０とスリップリング３３４とを直接つないでもよい。また、駆動部３７０とスリップリング３３４とを、マグネットカップリング３３２とは別の振動隔離部材、例えば、スポンジ、を介して接続してもよい。

　ここで、駆動部３７０とスリップリング３３４とを、振動隔離部材であるスポンジ３３３ｓを介して接続する変形例について説明する。

　図１６は、本実施形態に係る測定装置の変形例の検出部３００Ａの断面図である。図１６は、図１５の本実施形態に係る測定装置２の検出部３００の断面図に対応する図である。なお、図１６では、図を簡略化するために一部の構成等を省略している。また、図１５の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　先端部３２０と駆動部３７０とを連結するために、検出部３００Ａは、スポンジカップリング３３３と、スリップリング３３４を備える。スポンジカップリング３３３とスリップリング３３４は、連結部材の一例である。

　スポンジカップリング３３３は、スポンジ３３３ｓを介して部品を接続する部材である。スポンジ３３３ｓは、例えば、発泡ウレタン等のスポンジである。先端部３２０と駆動部３７０との間をスポンジカップリング３３３によりスポンジ３３３ｓを介して接続することによって、先端部３２０に駆動部３７０からの振動が伝達することが防止することができる。すなわち、スポンジカップリング３３３は、駆動部３７０から先端部３２０への振動を隔離する振動隔離部材の一例である。スポンジカップリング３３３は、カップリングディスク３３３ａとカップリングディスク３３３ｂを備える。カップリングディスク３３３ａとカップリングディスク３３３ｂとの間には、スポンジ３３３ｓが固定されている。例えば、カップリングディスク３３３ａ及びカップリングディスク３３３ｂのそれぞれと、スポンジ３３３ｓとは、接着されている。これにより、カップリングディスク３３３ａとカップリングディスク３３３ｂとがスポンジ３３３ｓを介して力を伝達することができる。カップリングディスク３３３ａは、セットカラー３３３ａ１を介して駆動部３７０の回転軸３７１に接続される。カップリングディスク３３３ｂは、セットカラー３３３ｂ１を介して、スリップリング３３４の回転軸３３４ａに接続される。カップリングディスク３３３ａとセットカラー３３３ａ１と、又は、カップリングディスク３３３ｂとセットカラー３３３ｂ１と、は、例えば、セットカラー３３３ａ１又はセットカラー３３３ｂ１に形成されたねじ穴に、ねじで締結することにより固定される。また、セットカラー３３３ａ１と回転軸３７１と、セットカラー３３３ｂ１と回転軸３３４ａと、例えば、セットカラー３３３ａ１又はセットカラー３３３ｂ１に形成されたねじ穴に設けられた止めねじで回転軸３７１又は回転軸３３４ａを押圧することにより固定される。なお、固定方法については、ねじに限らず、接着剤等により固定してもよい。また、セットカラー３３３ａ１、３３３ｂ１を用いずに直接回転軸３７１、３３４ａと、カップリングディスク３３３ａ、３３３ｂを接続してもよい。

　なお、スポンジカップリング３３３のスポンジ３３３ｓに換えて、ゴムやゲル等の振動の伝達を防止する部材を用いてもよい。

　＜制御装置４００＞

　次に制御装置４００について、図１１に戻って説明する。

　制御装置４００は、信号処理部４１０、検出部制御部４２０を備える。

　信号処理部４１０は、検出部３００のセンサ３５０からの信号を受信する。本実施形態の信号処理部４１０は、センサ３５０からの信号を、制御ユニット基板３２７を介して無線で受信する。信号処理部４１０は、受信した信号をフィルター処理や増幅処理を行い、アナログ・デジタル変換した測定値を取得する。信号処理部４１０は、取得した測定値を処理することにより、肌の表面状態を計測する。例えば、測定値をフーリエ変換して、パワースペクトル等により計測する。

　検出部制御部４２０は、検出部３００の駆動部３７０を制御する。検出部制御部４２０が行う制御については、第１の実施形態の検出部制御部２２０と同様である。

　＜＜第３実施形態＞＞

　次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、ロボットアーム等に取り付けることに適した検出部５００を示す。

　＜測定装置３＞

　図１７は、本実施形態に係る測定装置の一例の全体構成図である。本実施形態に係る測定装置３は、検出部５００、制御装置６００を備える。検出部５００は、センサ５５０（加速度センサ５５１及び力センサ５５２）を備える。検出部５００と制御装置６００とは、無線により通信可能に接続されている。本実施形態に係る測定装置３は、測定装置１と同様に、触感に関連する肌の表面状態、例えば、肌の表面がなめらかな状態であるか、等を測定する。

　＜検出部５００＞

　最初に、検出部５００について説明する。検出部５００は、測定対象に対して変位させる駆動部として、検出部５００の外部のロボットアーム等を用いる。そのため、検出部５００は、第１実施形態と第２実施形態の検出部が備えていた駆動部を備える必要がない。そこで、本実施形態の検出部５００は、振動や力を検出するセンサ５５０に必要な構成に限定して説明する。

　図１８は、第３実施形態に係る測定装置の一例の検出部５００の斜視図である。図１９は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部５００の断面図である。なお、図１９では、図を簡略化するために一部の構成等を省略している。

　本実施形態に係る測定装置２の検出部５００は、先端部５２０、アーム取り付け治具５１５を備える。ロボットアーム等に取り付けられた検出部５００は、矢印Ｐの方向に、測定対象、例えば、人の腕や頬等の肌、に先端部５２０を押し当てることにより肌の表面状態について測定を行う。

　先端部５２０は、制御ユニットケース５２１、センサケース５２２を備える。

　制御ユニットケース５２１は、制御ユニット下ケース５２１ａと制御ユニット上ケース５２１ｂを備える。また、制御ユニットケース５２１は、その内部に、制御ユニット基板５２７を備える。制御ユニット基板５２７は、加速度センサ５５１と力センサ５５２（センサ５５０）からの信号を無線で制御装置６００に送信する回路を備える基板である。無線方式については、第２実施形態の制御ユニット基板３２７と同様である。制御ユニット下ケース５２１ａには、アーム取り付け治具５１５が取り付けられている。制御ユニット上ケース５２１ｂには、センサケース５２２が、振動吸収部材５２５を介して載置され接着されている。振動吸収部材５２５は、振動を吸収する部材により形成されている。振動を吸収する部材としては、例えば、発泡ウレタン等のスポンジやゴム等である。振動吸収部材５２５が、振動隔離部材の一例である。

　センサケース５２２は、センサ下ケース５２２ａとセンサ上ケース５２２ｂを備える。また、センサケース５２２は、その内部に、センサ基板５２８を備える。センサ基板５２８は、センサ５５０の信号を検出して、検出した信号を制御ユニット基板５２７に送信する回路を備える基板である。センサ下ケース５２２ａは、振動吸収部材５２５を介して制御ユニット上ケース５２１ｂに接着固定されている。センサ上ケース５２２ｂは、開口を備える。当該開口を通して、接触子５４０が接続部材５２９を介してセンサ基板５２８に接続されている。そして、当該接続部材５２９がセンサ基板５２８に取り付けられている部分に、センサ基板５２８は、センサ５５０の力センサ５５２を備える。さらに、当該力センサ５５２のセンサ基板５２８の裏側に、センサ基板５２８は、センサ５５０の加速度センサ５５１を備える。加速度センサ５５１は、例えば、３軸の加速度センサである。また、力センサ３５２は、例えば、６軸の力センサである。

　＜制御装置６００＞

　次に制御装置６００について、図１７に戻って説明する。

　制御装置６００は、信号処理部６１０を備える。

　信号処理部６１０は、検出部５００のセンサ５５０からの信号を受信する。本実施形態の信号処理部６１０は、センサ５５０からの信号を、制御ユニット基板５２７を介して無線で受信する。信号処理部６１０は、受信した信号をフィルター処理や増幅処理を行い、アナログ・デジタル変換した測定値を取得する。信号処理部６１０は、取得した測定値を処理することにより、肌の表面状態を計測する。例えば、測定値をフーリエ変換して、パワースペクトル等により計測する。

　＜＜第４実施形態＞＞

　次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、第２実施形態の検出部３００の変形例を示す。なお、以下の第４実施形態の検出部７００は、制御装置４００と組み合わせて用いられる。

　　＜検出部７００＞

　検出部３００の変形例として、検出部７００について説明する。なお、検出部３００と同じ部品については、同じ符号を付与して説明を省略する。検出部７００は、測定対象に押しつける方向に対して垂直方向に延在する把持部を備える。図２０は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部７００の斜視図である。図２１は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部７００の内部構成図である。具体的には、図２１は、検出部７００の筐体７１１の手前側半分を取り外して、内部を露出させた状態を示す図である。なお、検出部７００は、筐体７１１の内部に、図示しない回路基板、例えば、電源基板や駆動部７７０を駆動するための駆動基板等、を更に備える。

　検出部７００は、本体部７１０、先端部３２０を備える。先端部３２０は、本体部７１０の押し当てリング７１６の開口部から接触子３４０が露出されるように、本体部７１０に内蔵される。検出部７００は、矢印Ｐ１の方向に、測定対象、例えば、人の腕や頬等の肌、に先端部３２０を押し当てることにより肌の表面状態について測定を行う。先端部３２０は、回転軸Ｃを中心に矢印Ｒ２の方向に回転する。なお、回転方向については、矢印Ｒ２の方向に限らず、例えば、矢印Ｒ２の逆方向に回転してもよいし、矢印Ｒ２の方向とその逆方向に繰り返し回転するようにしてもよい。

　本体部７１０は、側面視でＬ字形の形状を有する筐体７１１を備える。筐体７１１は、測定対象に押し当てる方向（矢印Ｐ１の方向）に対して、垂直方向に延在する把持部７１２と、測定対象に押し当てる方向（矢印Ｐ１の方向）に延在する押し当て部７１３と、を備える。筐体７１１は、ＡＢＳ樹脂等により形成される。

　押し当て部７１３の測定対象に押し当てる側の端部７１３ｂは、外側の側面に雄ネジが形成されている。端部７１３ｂには、円筒形の押し当てリング７１６が螺着される。当該押し当てリング７１６の内側には、先端部３２０の接触子３４０が外部に露出するように、先端部３２０が備えられている。

　押し当てリング７１６の端面７１６ａを肌に押し当てることにより、測定装置の押し当て方向の位置決めを行うことができる。押し当てリング７１６の端面７１６ａから接触子３４０の接触面までの回転軸Ｃに沿う方向の距離は、端部７１３ｂに螺着する量を変えることによって、変更することができる。また、先端部３２０の接触子３４０が測定対象に接触する際の押し当てる力を調整することができる。なお、押し当てリング８１６は、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等により形成されている。

　本体部７１０は、押し当て部７１３の内部に、先端部３２０を回転させる駆動部７７０を備える。すなわち、本体部７１０は、駆動部７７０を内蔵する筐体７１１を備える。測定者は、把持部７１２を把持してすることにより測定を行う。測定者は、把持部７１２を把持して測定対象に向けて移動させることにより、先端部３２０を測定対象に押し当てる。検出部７００では、駆動部７７０として、より小型のモータを用いる。小型のモータを用いることにより、検出部７００の全体の大きさを小さくすることができる。

　検出部７００は、先端部３２０と駆動部７７０とを連結するために、スポンジカップリング７３３と、スリップリング３３４と、を備える。スポンジカップリング７３３とスリップリング３３４は、連結部材の一例である。

　スポンジカップリング７３３は、スポンジ７３３ｓを介して部品を接続する部材である。スポンジ７３３ｓは、例えば、発泡ウレタン等のスポンジである。先端部３２０と駆動部７７０との間をスポンジカップリング７３３によりスポンジ７３３ｓを介して接続することによって、先端部３２０に駆動部７７０からの振動が伝達することが防止することができる。すなわち、スポンジカップリング７３３は、駆動部７７０から先端部３２０への振動を隔離する振動隔離部材の一例である。

　スポンジカップリング７３３は、カップリングディスク７３３ａとカップリングディスク７３３ｂを備える。カップリングディスク７３３ａとカップリングディスク７３３ｂとの間には、スポンジ７３３ｓが固定されている。例えば、カップリングディスク７３３ａ及びカップリングディスク７３３ｂのそれぞれと、スポンジ７３３ｓとは、接着されている。これにより、カップリングディスク７３３ａとカップリングディスク７３３ｂとがスポンジ７３３ｓを介して力を伝達することができる。

　カップリングディスク７３３ａは、セットカラー７３３ａ１を介して駆動部７７０の回転軸に接続される。カップリングディスク７３３ｂは、セットカラー７３３ｂ１を介して、スリップリング３３４の回転軸に接続される。カップリングディスク７３３ａとセットカラー７３３ａ１と、又は、カップリングディスク７３３ｂとセットカラー７３３ｂ１と、は、例えば、セットカラー７３３ａ１又はセットカラー７３３ｂ１に形成されたねじ穴に、ねじで締結することにより固定される。

　また、セットカラー７３３ａ１と駆動部７７０の回転軸と、セットカラー７３３ｂ１とスリップリング３３４の回転軸とは、例えば、セットカラー７３３ａ１又はセットカラー７３３ｂ１に形成されたねじ穴に設けられた止めねじで回転軸３７１又は回転軸３３４ａを押圧することにより固定される。なお、固定方法については、ねじに限らず、接着剤等により固定してもよい。また、セットカラー７３３ａ１、７３３ｂ１を用いずに直接それぞれの回転軸と、カップリングディスク７３３ａ、７３３ｂを接続してもよい。

　なお、駆動部７７０及びスリップリング３３４のそれぞれは、図示していない固定部材により、筐体７１１に固定される。具体的には、駆動部７７０は、ゲル素材で形成されたゲルブッシュを挟んで、筐体７１１に圧着される。また、スリップリング３３４は、軸受け部分を、取り付け金具を介して筐体７１１にねじで固定される。

　変形例１の検出部７００のように、測定対象に押しつける方向に対して垂直方向に延在する把持部を備えることにより、測定対象に検出部７００を押し当てる際に、取り扱いしやすくすることができる。

　＜＜第５実施形態＞＞

　次に、第５実施形態について説明する。第５実施形態では、第２実施形態の検出部３００の変形例を示す。なお、以下の第５実施形態の検出部８００は、制御装置４００と組み合わせて用いられる。第５実施形態では、更に、検出器の小型化を行った。

　＜検出部８００＞

　検出部３００の変形例として、検出部８００について説明する。なお、検出部３００と同じ部品については、同じ符号を付与して説明を省略する。図２２は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部８００の斜視図である。図２３は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部８００の内部構成図である。具体的には、図２３は、検出部８００の筐体８１１の手前側半分を取り外して、内部を露出させた状態を示す図である。なお、検出部８００は、筐体８１１の内部に、図示しない回路基板、例えば、電源基板や駆動部８７０を駆動するための駆動基板等、を更に備える。

　検出部８００は、本体部８１０、先端部３２０を備える。先端部３２０は、本体部８１０の押し当てリング８１６の開口部から接触子３４０が露出されるように、本体部８１０に内蔵される。検出部８００は、矢印Ｐ２の方向に、測定対象、例えば、人の腕や頬等の肌、に先端部３２０を押し当てることにより肌の表面状態について測定を行う。先端部３２０は、回転軸Ｄを中心に矢印Ｒ３の方向に回転する。なお、回転方向については、矢印Ｒ３の方向に限らず、例えば、矢印Ｒ３の逆方向に回転してもよいし、矢印Ｒ３の方向とその逆方向に繰り返し回転するようにしてもよい。

　本体部８１０は、筐体８１１を備える。筐体８１１は、ＡＢＳ樹脂等により形成される。筐体８１１の測定対象に押し当てる側の端部８１１ｂは、外側の側面に雄ネジが形成されている。端部８１１ｂには、円筒形の押し当てリング８１６が螺着される。当該押し当てリング８１６の内側には、先端部３２０の接触子３４０が外部に露出するように、先端部３２０が備えられている。

　押し当てリング８１６の端面８１６ａを肌に押し当てることにより、測定装置の押し当て方向の位置決めを行うことができる。押し当てリング８１６の端面８１６ａから接触子３４０の接触面までの回転軸Ｄに沿う方向の距離は、端部８１１ｂに螺着する量を変えることによって、変更することができる。また、先端部３２０の接触子３４０が測定対象に接触する際の押し当てる力を調整することができる。なお、押し当てリング８１６は、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等により形成されている。

　本体部８１０は、内部に先端部３２０を回転させる駆動部８７０を備える。すなわち、本体部８１０は、駆動部８７０を内蔵する筐体８１１を備える。測定者は、筐体８１１を把持することにより測定を行う。測定者は、筐体８１１を把持して測定対象に向けて移動させることにより、先端部３２０を測定対象に押し当てる。

　検出部８００は、先端部３２０と駆動部８７０とを連結するために、スポンジカップリング８３３と、スリップリング３３４と、を備える。スポンジカップリング８３３とスリップリング３３４は、連結部材の一例である。

　スポンジカップリング８３３は、スポンジ８３３ｓを介して部品を接続する部材である。スポンジ８３３ｓは、例えば、発泡ウレタン等のスポンジである。先端部３２０と駆動部８７０との間をスポンジカップリング８３３によりスポンジ８３３ｓを介して接続することによって、先端部３２０に駆動部７７０からの振動が伝達することが防止することができる。すなわち、スポンジカップリング８３３は、駆動部８７０から先端部３２０への振動を隔離する振動隔離部材の一例である。

　スポンジカップリング８３３は、カップリングディスク８３３ａとカップリングディスク８３３ｂを備える。カップリングディスク８３３ａとカップリングディスク８３３ｂとの間には、スポンジ８３３ｓが固定されている。例えば、カップリングディスク８３３ａ及びカップリングディスク８３３ｂのそれぞれと、スポンジ８３３ｓとは、接着されている。これにより、カップリングディスク８３３ａとカップリングディスク８３３ｂとがスポンジ８３３ｓを介して力を伝達することができる。

　カップリングディスク８３３ａは、セットカラー８３３ａ１を介して駆動部８７０の回転軸に接続される。カップリングディスク８３３ｂは、セットカラー８３３ｂ１を介して、スリップリング３３４の回転軸に接続される。カップリングディスク８３３ａとセットカラー８３３ａ１と、又は、カップリングディスク８３３ｂとセットカラー８３３ｂ１と、は、例えば、セットカラー８３３ａ１又はセットカラー８３３ｂ１に形成されたねじ穴に、ねじで締結することにより固定される。

　また、セットカラー８３３ａ１と駆動部８７０の回転軸と、セットカラー８３３ｂ１とスリップリング３３４の回転軸とは、例えば、セットカラー８３３ａ１又はセットカラー８３３ｂ１に形成されたねじ穴に設けられた止めねじで回転軸３７１又は回転軸３３４ａを押圧することにより固定される。なお、固定方法については、ねじに限らず、接着剤等により固定してもよい。また、セットカラー８３３ａ１、８３３ｂ１を用いずに直接それぞれの回転軸と、カップリングディスク８３３ａ、８３３ｂを接続してもよい。

　なお、駆動部８７０及びスリップリング３３４のそれぞれは、図示していない固定部材により、筐体８１１に固定される。

　変形例２の検出部８００を用いることにより、より小型の検出部で測定を行うことができる。

　＜＜第６実施形態＞＞

　次に、第６実施形態について説明する。第６実施形態では、第２実施形態の検出部３００の変形例を示す。なお、以下の第６実施形態の検出部９００は、制御装置４００と組み合わせて用いられる。

　　＜検出部９００＞

　検出部３００の変形例として、検出部９００について説明する。なお、検出部３００と同じ部品については、同じ符号を付与して説明を省略する。図２４は、本実施形態に係る測定装置の一例の検出部９００の斜視図である。

　本実施形態に係る測定装置の検出部９００は、本体部９１０、先端部９２０を備える。先端部９２０は、本体部９１０の押し当てリング９１６の開口部から接触子９４０が露出されるように、本体部９１０に内蔵される。検出部３００は、矢印Ｐ３の方向に、測定対象、例えば、人の腕や頬等の肌、に先端部９２０を押し当てることにより肌の表面状態について測定を行う。先端部９２０は、回転軸Ｅを中心に矢印Ｒ４の方向に回転する。なお、回転方向については、矢印Ｒ４の方向に限らず、例えば、矢印Ｒ４の逆方向に回転してもよいし、矢印Ｒ４の方向とその逆方向に繰り返し回転するようにしてもよい。

　本体部９１０は、中央部分がくびれた略円筒形の筐体９１１を備える。筐体９１１は、トップカバー９１２、サイドカバー９１３、サイドカバー９１４、ボトムカバー９１５により構成される。筐体９１１の各カバーは、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）等により形成されている。

　トップカバー９１２の上部には、先端に環状の平面９１６ａを備える円筒形の押し当てリング９１６が螺着されている。当該押し当てリング９１６の内側には、先端部９２０の接触子９４０が外部に露出するように、先端部９２０が備えられている。

　押し当てリング９１６の平面９１６ａを肌に押し当てることにより、測定装置の押し当て方向の位置決めを行うことができる。押し当てリング９１６の平面９１６ａから接触子９４０の接触面までの回転軸Ｅに沿う方向の距離は、トップカバー９１２に螺着する量を変えることによって、変更することができる。そして、押し当てリング９１６の平面９１６ａから接触子９４０の接触面までの回転軸Ａに沿う方向の距離を変更することができる。また、先端部９２０の接触子９４０が測定対象に接触する際の押し当てる力を調整することができる。なお、押し当てリング３１６は、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等により形成されている。

　押し当てリング９１６は、側面に複数（本実施形態では、６個）の開口９１６ｈを有する。開口９１６ｈを有することにより、測定対象と押し当てリング９１６により囲まれる空間から空気の逃がすことができる。

　本体部９１０の筐体９１１の内部については、第２実施形態の検出部３００の筐体３１１の内部と同様である。

　接触子９４０は、測定装置の測定対象に接触する部材である。接触子９４０は測定対象に接触する。接触子３４０の接触する面は、測定対象や測定の目的によって、平面でもよいし、表面に凹凸があってもよい。接触子９４０の下方には、検出部３００と同様に、加速度センサ３５１と力センサ３５２を備える。

　本実施形態の検出部９００は、さらに接触子９４０ａを備える。接触子９４０ａは、回転軸Ｅに対して接触子９４０と対称の位置に設けられる。接触子９４０ａを回転軸Ｅに対して接触子９４０と対称の位置に設けることにより、接触子９４０を測定対象にバランスよく接触させることができる。また、接触子９４０と接触子９４０ａの両方が測定対象に接触することにより、発生させる振動の大きさを大きくすることができる。

　なお、接触子９４０ａの下方には、接触子９４０の下方の加速度センサ３５１と力センサ３５２に追加して加速度センサ、力センサを備えてもよいし、加速度センサ、力センサを備えていなくてもよい。接触子９４０ａの数は、１個に限らず、２個以上設けてもよい。また、接触子９４０ａの位置も測定対象に接触する位置であれば、対象の位置に限らない。ただし、接触子９４０がバランス良く接触するように配置することが望ましい。接触子９４０ａは、接触部の一例である。

　＜＜第７実施形態＞＞

　第７実施形態では、制御装置で行う信号処理について説明する。ここでは、例として第２実施形態の検出部３００Ａを用いて、制御装置４００で行う処理について説明する。

　＜推定する評価値＞

　制御装置４００は、検出部３００Ａでの測定結果を用いて、被験者の肌について、肌のしっとり度、肌のなめらか度、角層水分量及びキメの状態の推定を行う。また、制御装置４００は、検出部３００Ａでの測定結果を用いて、被験者の年齢の推定を行う。

　＜評価試験の詳細＞

　被験者は、事前に書面にて試験参加の同意を得た２０歳から６９歳までの日本人女性３１名と日本に在住の外国籍の女性２８名の合計５９名について評価を行った。被験者は、試験前にメークを落とし、洗顔を行った後、室温２３℃、湿度４５％の恒温恒湿環境下で安静に待機した後に計測を行った。

　最初に、被験者の頬部位に対して、専門評価者の２名による触診を実施した。各専門評価者は、肌のしっとり度と、肌のなめらか度の２項目について評価を行った。肌のしっとり度については、肌が「しっとり」しているか又は「乾燥」しているかについて、５段階で評価を行い数値化した。また、肌のなめらか具体については、肌が「なめらか」か又は「がさがた」しているかについて、５段階で評価を行い数値化した。

　次に、専門評価者が評価を行った後に、同一の部位に対して、検出部３００Ａを用いて計測を行った。計測は、検出部３００Ａの接触子３４０を、回転角速度２０５ｄｅｇ／ｓで、回転軸Ａを中心に回転させて行った。計測では、肌をなぞるときの３軸の加速度を加速度センサ３５１で計測した。また、肌をなぞるときの６軸の力を力センサで計測した。

　また、同時に肌状態の評価に用いられる市販のセンサによる計測を行った。Ｓｋｉｃｏｎ－２００ＥＸ（ＹＡＹＯＩ　Ｃｏ．　Ｌｔｄ）を用いて、角層水分量を計測した。また、ビデオマイクロスコープ（Ｓｋｉｎ　Ｖｉｓｉｏｍ　ＩＩ，　Ｓｈｉｓｅｉｄｏ　Ｃｏ．　Ｌｔｄ）を用いてキメの状態（キメの良し悪しを数値で表したもの）を計測した。

　そして、検出部３００Ａで計測した結果と、専門評価者による肌のしっとり度及び肌のなめらか度並びにセンサによる角層水分量及びキメの状態並びに被験者の年齢のそれぞれについて統計モデルの作成を行った。そして、当該統計モデルを用いて、検出部３００Ａで計測した結果から、肌のしっとり度、肌のなめらか度、角層水分量、キメの状態及び被験者の年齢のそれぞれについて推定を行った。

　＜評価試験の詳細＞

　次に、測定装置の制御装置４００が行う推定処理の詳細については、説明する。

　［測定データ］

　（１）加速度（振動特徴量）

　制御装置４００の信号処理部４１０は、検出部３００Ａの加速度センサ３５１からの３軸の加速度データを取得する。信号処理部４１０は、３軸の加速度データの中で、回転する接触子３４０の回転方向の加速度成分を用いて解析を行う。信号処理部４１０は、重力方向の加速度成分について、高速フーリエ変換（ＦＦＴ（ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ））を行い、振幅スペクトルを算出しする。具体的には、信号処理部４１０は、測定を開始してから２秒後から、接触子３４０が２回転する期間（３５１２（ミリ秒）＝（３６０（ｄｅｇ）×２）／（２０５（ｄｅｇ／秒））×１０００）の加速度データに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、周波数０ｋＨｚから１０００ｋＨｚまでの振幅スペクトルを算出する。そして、信号処理部４１０は、算出した振幅スペクトルについて、周波数１０Ｈｚごとに平均値を求める。後述するように、信号処理部４１０は、当該振動スペクトルの平均値（１００次元の振動スペクトル）を、各被験者の振動特徴量として推定を行う。

　（２）力（摩擦特徴量）

　制御装置４００の信号処理部４１０は、検出部３００Ａの力センサ３５２からの６軸の力データを取得する。信号処理部４１０は、６軸の力データの中で、回転する接触子３４０の回転方向の力成分Ｆｘと押し込み方向（接触子３４０の接触面３４１に垂直な方向）の力成分Ｆｚを用いて解析を行う。信号処理部４１０は、回転する接触子３４０の回転方向の力成分Ｆｘと押し込み方向の力成分Ｆｚを用いて、下記の式１を用いて摩擦係数μを算出する。
　　μ　＝　Ｆｘ／Ｆｚ　　・・・　（式１）

　具体的には、信号処理部４１０は、測定を開始してから２秒後から、接触子３４０が２回転する期間（３５１２（ミリ秒）＝（３６０（ｄｅｇ）×２）／（２０５（ｄｅｇ／秒））×１０００）の力データに対して摩擦係数μを算出する。そして、信号処理部４１０は、算出した摩擦係数μについて、接触子３４０が２回転する期間における平均値を求める。後述するように、信号処理部４１０は、当該摩擦係数μの平均値を、各被験者の摩擦特徴量として推定を行う。

　［推定モデルの算出］

　信号処理部４１０は、上記で求めた振動特徴量及び摩擦特徴量から、肌のしっとり度、肌のなめらか度、角層水分量、キメの状態及び被験者の年齢を推定する統計モデルを算出する。

　信号処理部４１０は、部分最小二乗回帰を用いて統計モデルを構築する。本実施形態では、肌のしっとり度、肌のなめらか度、角層水分量、キメの状態及び被験者の年齢のそれぞれを目的変数した。そして、それぞれの目的変数に対して、上記で算出した振動特徴量及び摩擦特徴量又は振動特徴量を説明変数とした。なお、振動特徴量及び摩擦特徴量を説明変数とした場合の統計モデルをモデル１という。また、振動特徴量を説明変数とした場合の統計モデルをモデル２という。

　最初に、各説明変数は、平均値が０、標準偏差が１になるように標準化を行った。次に、部分最小二乗回帰を用いて統計モデルを構築した。

　部分最小二乗回帰の統計モデルにおける成分数を決定するために、成分数を変えて、透明モデルの二乗平均誤差（ＭＳＥ（Ｍｅａｎ　ｓｑｕａｒｅｄ　ｅｒｒｏｒ））と、推定値と、観測値との相関係数ついて調べた。本実施形態における演算においては、１０分割交差検証法を２０回繰り返し、二乗平均誤差（ＭＳＥ）及び相関計数の平均を求めた。

　各目的変数について、図２５から図３４は、第７実施形態に係る測定装置の演算結果を示す図である。各目的変数について説明する。

　　［肌のしっとり度］

　図２５は、目的変数を肌のしっとり度として、成分数を変化させたときの二乗平均誤差（ＭＳＥ）を示す図である。図２６は、目的変数を肌のしっとり度として、成分数を変化させたときの相関係数を示す図である。図２５、図２６のグラフにおいて、Ｘ１がモデル１における演算結果、Ｙ１がモデル２における演算結果である。

　図２５に示すように、モデル１では成分数５の場合（図２５のＸ１ａ）に二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった。また、モデル２では成分数４の場合（図２５のＹ１ａ）に二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった。

　図２６に示すように、モデル１では二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった成分数５の場合（図２６のＸ１ｂ）に相関係数が一番大きくなった。また、モデル２では二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった成分数４の場合（図２６のＹ１ｂ）に相関係数が一番大きくなった。

　　［肌のなめらか度］

　図２７は、目的変数を肌のなめらか度として、成分数を変化させたときの二乗平均誤差（ＭＳＥ）を示す図である。図２７は、目的変数を肌のなめらか度として、成分数を変化させたときの相関係数を示す図である。図２７、図２８のグラフにおいて、Ｘ２がモデル１における演算結果、Ｙ２がモデル２における演算結果である。

　図２７に示すように、モデル１では成分数２の場合（図２７のＸ２ａ）に二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった。また、モデル２では成分数１の場合（図２７のＹ２ａ）に二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった。

　図２８に示すように、モデル１では二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった成分数２の場合（図２８のＸ２ｂ）に相関係数が一番大きくなった。また、モデル２では二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった成分数１の場合（図２６のＹ２ｂ）に相関係数が一番大きくなった。

　　［角層水分量］

　図２９は、目的変数を角層水分量として、成分数を変化させたときの二乗平均誤差（ＭＳＥ）を示す図である。図３０は、目的変数を角層水分量として、成分数を変化させたときの相関係数を示す図である。図２９、図３０のグラフにおいて、Ｘ３がモデル１における演算結果、Ｙ３がモデル２における演算結果である。

　図２９に示すように、モデル１では成分数３の場合（図２９のＸ３ａ）に二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった。また、モデル２では成分数３の場合（図２９のＹ３ａ）に二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった。

　図３０に示すように、モデル１では二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった成分数３の場合（図３０のＸ３ｂ）に相関係数が一番大きくなった。また、モデル２では成分数４の場合（図３０のＹ２ｃ）に相関係数が一番大きくなった。なお、モデル２では二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった成分数３の場合（図３０のＹ２ｂ）に、ほぼ成分数４と同等の相関係数となった。

　　［キメの状態］

　図３１は、目的変数をキメの状態として、成分数を変化させたときの二乗平均誤差（ＭＳＥ）を示す図である。図３２は、目的変数をキメの状態として、成分数を変化させたときの相関係数を示す図である。図３１、図３２のグラフにおいて、Ｘ４がモデル１における演算結果、Ｙ４がモデル２における演算結果である。

　図３１に示すように、モデル１では成分数２の場合（図３１のＸ４ａ）に二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった。また、モデル２では成分数２の場合（図３１のＹ４ａ）に二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった。

　図３２に示すように、モデル１では二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった成分数２の場合（図３２のＸ４ｂ）に相関係数が一番大きくなった。また、モデル２では二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった成分数２の場合（図３２のＹ４ｂ）に、相関係数が一番大きくなった。
　　［被験者の年齢］

　図３３は、目的変数を被験者の年齢として、成分数を変化させたときの二乗平均誤差（ＭＳＥ）を示す図である。図３４は、目的変数を年齢として、成分数を変化させたときの相関係数を示す図である。図３３、図３４のグラフにおいて、Ｘ５がモデル１における演算結果、Ｙ５がモデル２における演算結果である。

　図３３に示すように、モデル１では成分数２の場合（図３３のＸ５ａ）に二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった。また、モデル２では成分数２の場合（図３３のＹ５ａ）に二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった。

　図３４に示すように、モデル１では二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった成分数２の場合（図３４のＸ５ｂ）に相関係数が一番大きくなった。また、モデル２では二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなった成分数２の場合（図３４のＹ５ｂ）に、相関係数が一番大きくなった。

　以上の結果から、モデル１、モデル２において、二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなる成分数を求めることによって、相関係数を高くすることができる。したがって、本実施形態では、二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなる成分数の場合の統計モデルを最終的に採用する。

　各目的変数と各モデルについて、二乗平均誤差（ＭＳＥ）が一番小さくなる成分数と、当該成分数における二乗平均誤差（ＭＳＥ）及び相関係数をまとめた表を表１に示す。

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

　以上の結果から、目的変数を肌のしっとり度、肌のなめらか度、角層水分量、キメの状態及び被験者の年齢とした場合に、モデル１、モデル２ともに、相関関係が見られた。したがって、モデル１（説明変数として振動特徴量及び摩擦特徴量を用いるモデル）及びモデル２（説明変数として振動特徴量を用いるモデル）を用いることで素肌の官能評価、肌状態、年齢を推定可能であることが示唆された。また、肌のしっとり度、肌のなめらか度、角層水分量は、モデル１（説明変数として振動特徴量及び摩擦特徴量を用いるモデル）の相関係数が大きく、振動と摩擦の双方を使う優位性が示唆された。

　＜＜第８実施形態＞＞

　第８実施形態では、制御装置で行う信号処理について説明する。ここでは、例として第２実施形態の検出部３００Ａを用いて、制御装置４００で行う処理について説明する。

　触感の異なる２種の化粧水の感触評価を行った。一つはさっぱりタイプの化粧水、もう一方はしっとりタイプの化粧水を用いた。塗布部位は顔の頬としコットンで塗布した。計測は３回実施した。塗布前の素肌、塗布後１分経過後、２分経過後である。

　塗布後１分経過後の摩擦係数はどちらの化粧水も上昇した。塗布後２分経過後のさっぱり化粧水の摩擦係数は低下し、しっとり化粧水の摩擦係数は上昇していた。

　塗布後１分経過後のしっとり化粧水の振動は低下、さっぱり化粧水の振動は素肌と同等であった。塗布後２分経過後のしっとり化粧水の振動は１分後に比べ上昇したが、素肌の振動よりは低い値であった。塗布後２分経過後のさっぱり化粧水の振動は変わらず、素肌と同等であった。

　図３５、図３６で示したように、２種の化粧水で異なる振動と摩擦挙動を計測することができた。化粧水のように触感が時系列で変化するような対象を評価する際には、同じ条件を再現することが困難である。本測定装置は振動と摩擦を同時に計測できるため、触感が変化する対象の評価に非常に有用である。

　なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

　本願は、日本特許庁に２０１９年　６月　６日に出願された基礎特許出願２０１９－１０６４２９号及び日本特許庁に２０１９年１０月２９日に出願された基礎特許出願２０１９－１９６４７７号の優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。

　　　　１　測定装置

　　　　２　測定装置

　　　　３　測定装置

　　１００　検出部

　　１１０　本体部

　　１１１　筐体

　　１２０　先端部

　　１２２　下部振動吸収部材

　　１２４　上部振動吸収部材

　　１２５　上部支持部材

　　１３０　連結軸

　　１４０　接触子

　　１５０　センサ

　　１７０　駆動部

　　２００　制御装置

　　２１０　信号処理部

　　３００　検出部

　　３１０　本体部

　　３１１　筐体

　　３２０　先端部

　　３２５　振動吸収部材

　　３３２　マグネットカップリング

　　３３３　スポンジカップリング

　　３３４　スリップリング

　　３４０　接触子

　　３５０　センサ

　　３７０　駆動部

　　４００　制御装置

　　４１０　信号処理部

　　５００　検出部

　　５２０　先端部

　　５２５　振動吸収部材

　　５４０　接触子

　　５５０　センサ

　　６００　制御装置

　　６１０　信号処理部

　　７００　検出部

　　８００　検出部

　　９００　検出部

Claims (11)


  1. 　測定対象に接触する接触子と、

    　前記接触子に設置された前記測定対象の少なくとも表面状態を測定するセンサと、

    　前記接触子及び前記センサを前記測定対象に対して変位させる駆動部と、

    　前記駆動部と、前記接触子及び前記センサとの間に設けられた、前記駆動部から前記接触子及び前記センサへの振動を隔離する振動隔離部材と、

    を備え、

    　前記センサの測定値に基づいて表面状態を測定する測定装置。

  2. 　前記センサは、振動センサを備える

    　請求項１に記載の測定装置。

  3. 　前記センサは、力センサを備える

    　請求項１又は請求項２に記載の測定装置。

  4. 　温度センサを更に備える

    　請求項１から請求項３のいずれかに記載の測定装置。

  5. 　前記振動隔離部材は、振動吸収部材である

    　請求項１から請求項４のいずれかに記載の測定装置。

  6. 　前記センサの信号を処理する信号処理部を更に備える

    　請求項１から請求項５のいずれかに記載の測定装置。

  7. 　前記接触子と、前記センサと、を備える先端部と、

    　前記先端部と、前記駆動部とを連結する連結部材と、

    　前記駆動部を内蔵する筐体を備える本体部と、を備え、

    　前記本体部が前記測定対象に向けて移動されることにより、前記先端部が前記測定対象に押し当てられ、

    　前記駆動部により押し当てられた前記先端部が変位される状態で、前記センサにより検出される測定値に基づいて表面状態を測定する

    　請求項１から請求項６のいずれかに記載の測定装置。

  8. 　前記駆動部は、前記接触子及び前記センサを前記測定対象に対して回転変位させる

    　請求項１から請求項７のいずれかに記載の測定装置。

  9. 　前記接触子と異なる位置に、前記測定対象に接触する接触部を備える、

    　請求項１から請求項８のいずれかに記載の測定装置。

  10. 　請求項１から請求項９のいずれかに記載の測定装置を用いて、肌の表面状態を測定する測定方法。

  11. 　化粧料の塗布した前記肌を測定する

    　請求項１０に記載の測定方法。
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