(57)【要約】【課題】  試料による第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価方法などを提供する。【解決手段】  試料の光抽出性能の評価方法は、第一の屈折率を備えた第一の媒質及び第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた第二の媒質の間における界面の第二の媒質側に試料を位置させること、第一の媒質側から試料に向かって第一の屈折率及び第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で光を照射すること、第一の媒質側から界面を通じて第二の媒質側に抽出される光を第二の媒質側から検出することを含む。好ましくは、第一の屈折率は、１．３３以上１．６０以下であり、第二の媒質は、空気又は真空である。また、試料は、化粧料又は化粧料用素材であってもよい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の屈折率を備えた第一の媒質及び該第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた第二の媒質の間における界面の該第二の媒質側に試料を位置させること、
該第一の媒質側から該試料に向かって該第一の屈折率及び該第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で光を照射すること、
該第一の媒質側から該界面を通じて該第二の媒質側に抽出される光を該第二の媒質側から検出すること
を含むことを特徴とする、
該試料による該第一の媒質から該第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価方法。
【請求項２】
前記第一の屈折率は、１．３３以上１．６０以下であり、
前記第二の媒質は、空気又は真空であることを特徴とする請求項１に記載の試料の光抽出性能の評価方法。
【請求項３】
前記試料は、化粧料又は化粧料用素材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料の光抽出性能の評価方法。
【請求項４】
第一の屈折率を備えた第一の媒質、
該第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた第二の媒質、
該第一の媒質及び該第二の媒質の間における界面の該第二の媒質側に位置させられる試料に向かって、該第一の媒質側から、該第一の屈折率及び該第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で光を照射する光照射手段、並びに
該第一の媒質側から該界面を通じて該第二の媒質側に抽出される光を該第二の媒質側から検出する光検出手段
を含むことを特徴とする、
該試料による該第一の媒質から該第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価装置。
【請求項５】
前記第一の屈折率は、１．３３以上１．６０以下であり、
前記第二の媒質は、空気又は真空であることを特徴とする請求項４に記載の試料の光抽出性能の評価装置。
【請求項６】
前記試料は、化粧料又は化粧料用素材であることを特徴とする請求項４又は５に記載の試料の光抽出性能の評価装置。
【請求項７】
第一の屈折率を備えた第一の媒質及び該第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた第二の媒質の間における界面の該第二の媒質側に位置させることによって、該第一の媒質側から該第一の屈折率及び該第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で該界面に入射する光の少なくとも一部を、該第一の媒質から該第二の媒質へ抽出することができることを特徴とする光抽出材料。
【請求項８】
前記第一の媒質は、皮膚であり、
前記第二の媒質は、空気又は真空であることを特徴とする請求項７に記載の光抽出材料。
【請求項９】
化粧料又は化粧料用素材であることを特徴とする請求項８に記載の光抽出材料。
【請求項１０】
請求項７に記載の光抽出材料を前記第一の媒質及び前記第二の媒質の間における前記界面の前記第二の媒質側に位置させて、前記第一の媒質側から前記臨界角よりも大きい入射角で前記界面に入射する光の少なくとも一部を、前記第一の媒質から前記第二の媒質へ抽出することを特徴とする光抽出方法。
【請求項１１】
前記第一の媒質は、皮膚であり、
前記第二の媒質は、空気又は真空であることを特徴とする請求項１０に記載の光抽出方法。
【請求項１２】
前記光抽出材料は、化粧料又は化粧料用素材であることを特徴とする請求項１１に記載の光抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の光抽出性能の評価方法及び装置並びに光抽出材料及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化粧品の分野においては、美しい皮膚又は化粧肌の質感を提供する化粧料が求められている。そして、美しい皮膚又は化粧肌の質感を与える化粧品を提供するために、皮膚又は化粧肌の質感などの化粧品の光学特性を評価する方法が、重要である。
【０００３】
一方、我々が皮膚を観察する際の皮膚又は化粧肌の質感は、皮膚又は化粧肌から反射される光の量に依存すると考えられるが、皮膚から反射される光は、光沢などのように皮膚又は化粧肌の表面で反射される光（表面反射光）及び皮膚の内部に浸透し、皮膚の内部における複雑な経路を通じて繰り返し散乱され、皮膚の表面から射出される光（内部反射光）に分類される。
【０００４】
図１は、皮膚又は化粧肌から反射される光を説明する図である。図１に示すように、皮膚は、主として、最も表面側に存在する厚さ１０〜１５μｍの角層、角層の内側に存在する厚さ１００〜３００μｍの表皮、及び表皮の内側に存在する厚さ２，０００〜３，０００μｍの真皮からなる。化粧品は、皮膚の最も外側に存在する角層の表面に塗布される。このように、皮膚又皮膚の表面に化粧品を塗布した化粧肌に対して入射する光（入射光）の一部は、皮膚の表面又は皮膚の表面に塗布された化粧品によって直接反射（正反射及び乱反射を含む）され、表面反射光として観察される。この表面反射光の光量は、概略、フレネルの式（鏡面による正反射）並びに空気及び皮膚の屈折率から算出され、入射光の光量の約５％である。また、入射光の残りの部分は、皮膚の角層及び表皮を通じて皮膚の真皮まで浸透し、皮膚の角層、表皮、真皮において繰り返し散乱される。そして、皮膚の内部に浸透した光の一部は、皮膚の真皮、表皮、角層を通じて、皮膚の表面から射出され、内部反射光として観察される。
【０００５】
また、皮膚の内部に浸透した光のほとんどは、皮膚の内部におけるメラニンなどの多数の色素又は多数の細胞によって吸収されたり、皮膚の内部による内部反射の繰り返しによってそのエネルギーを減衰させたりする。さらに、皮膚の内側から、空気及び表面付近の皮膚の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい角度で、皮膚の表面に到達する光は、皮膚の表面で全反射され、再度皮膚の内部に戻される。反対に、皮膚の内側から、空気及び表面付近の皮膚の屈折率によって定まる臨界角未満の角度で、皮膚の表面に到達する光が、皮膚の表面から射出することができる。
【０００６】
図２は、皮膚の内部に浸透した光の進路を説明する図である。図２において、皮膚及び空気の界面に関する臨界角は、約１．０の空気の屈折率及び約１．５の皮膚の屈折率から臨界角＝ｓｉｎ−１（空気の屈折率／皮膚の屈折率）定められる角度であり、約４２°である。図２に示すように、皮膚の内部のある点から皮膚の表面に対して垂直に進行する光は、そのまま皮膚の表面から射出する。皮膚の内部のある点から皮膚の表面に対して０°より大きく臨界角より小さい角度で進行する光の一部は、空気及び皮膚の界面で屈折されて、皮膚の表面から射出し、その残りの光は、空気及び皮膚の界面で反射されて、皮膚の内部に戻る。さらに、皮膚の内部のある点から皮膚の表面に対して臨界角よりも大きい角度で進行する光は、空気及び皮膚の界面で全反射されて、皮膚の表面から射出することなく皮膚の内部に戻る。
【０００７】
このように、皮膚の内部に浸透した光の全てが、内部反射光として観察されるのではなく、皮膚の内部に浸透した光の一部のみが、内部反射光として観察される。すなわち、内部反射光の光量は、入射光の光量から表面反射光の光量を差し引いた約９５％のうちの一部である。
【０００８】
しかしながら、皮膚又は化粧肌の透明感、血色感、色むら、皮膚の色などのような皮膚又は化粧肌の質感は、主として、内部反射光に依存している。よって、皮膚又は化粧肌の質感の評価については、表面反射光と別個に内部反射光を定量的に評価する方法が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、試料による第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出することができる光抽出材料及び第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する光抽出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、第一の屈折率を備えた第一の媒質及び該第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた第二の媒質の間における界面の該第二の媒質側に試料を位置させること、該第一の媒質側から該試料に向かって該第一の屈折率及び該第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で光を照射すること、該第一の媒質側から該界面を通じて該第二の媒質側に抽出される光を該第二の媒質側から検出することを含むことを特徴とする、該試料による該第一の媒質から該第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価方法である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記第一の屈折率は、１．３３以上１．６０以下であり、前記第二の媒質は、空気又は真空であることを特徴とする請求項１に記載の試料の光抽出性能の評価方法である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記試料は、化粧料又は化粧料用素材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料の光抽出性能の評価方法である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、第一の屈折率を備えた第一の媒質、該第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた第二の媒質、該第一の媒質及び該第二の媒質の間における界面の該第二の媒質側に位置させられる試料に向かって、該第一の媒質側から、該第一の屈折率及び該第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で光を照射する光照射手段、並びに該第一の媒質側から該界面を通じて該第二の媒質側に抽出される光を該第二の媒質側から検出する光検出手段を含むことを特徴とする、該試料による該第一の媒質から該第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価装置である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記第一の屈折率は、１．３３以上１．６０以下であり、前記第二の媒質は、空気又は真空であることを特徴とする請求項４に記載の試料の光抽出性能の評価装置である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記試料は、化粧料又は化粧料用素材であることを特徴とする請求項４又は５に記載の試料の光抽出性能の評価装置である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、第一の屈折率を備えた第一の媒質及び該第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた第二の媒質の間における界面の該第二の媒質側に位置させることによって、該第一の媒質側から該第一の屈折率及び該第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で該界面に入射する光の少なくとも一部を、該第一の媒質から該第二の媒質へ抽出することができることを特徴とする光抽出材料である。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記第一の媒質は、皮膚であり、前記第二の媒質は、空気又は真空であることを特徴とする請求項７に記載の光抽出材料である。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、化粧料又は化粧料用素材であることを特徴とする請求項８に記載の光抽出材料である。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の光抽出材料を前記第一の媒質及び前記第二の媒質の間における前記界面の前記第二の媒質側に位置させて、前記第一の媒質側から前記臨界角よりも大きい入射角で前記界面に入射する光の少なくとも一部を、前記第一の媒質から前記第二の媒質へ抽出することを特徴とする光抽出方法である。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、前記第一の媒質は、皮膚であり、前記第二の媒質は、空気又は真空であることを特徴とする請求項１０に記載の光抽出方法である。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、前記光抽出材料は、化粧料又は化粧料用素材であることを特徴とする請求項１１に記載の光抽出方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、試料による第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価方法及び装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出することができる光抽出材料及び第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する光抽出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
【００２６】
まず、本発明の第一の態様は、第一の屈折率を備えた第一の媒質及び第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた第二の媒質の間における界面の第二の媒質側に試料を位置させること、第一の媒質側から試料に向かって第一の屈折率及び第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で光を照射すること、第一の媒質側から界面を通じて第二の媒質側に抽出される光を第二の媒質側から検出することを含むことを特徴とする、試料による第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価方法である。
【００２７】
また、本発明の第二の態様は、第一の屈折率を備えた第一の媒質、第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた第二の媒質、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面の第二の媒質側に位置させられる試料に向かって、第一の媒質側から、第一の屈折率及び第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で光を照射する光照射手段、並びに第一の媒質側から界面を通じて第二の媒質側に抽出される光を第二の媒質側から検出する光検出手段を含むことを特徴とする、試料による第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価装置である。
【００２８】
ここで、第一の媒質及び第二の媒質は、それぞれ、第一の屈折率及び第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を有し、いずれも光を伝播させることができる媒質である。第一の媒質及び第二の媒質の間には、界面が存在し、その界面には、試料を位置させることができる。よって、第一の媒質及び第二の媒質は、光を伝播させることができると共に試料を位置させることができる界面を有する任意の状態の媒体であり、第一の媒質及び第二の媒質の状態は、固体、液体、気体等であってもよい。好ましくは、第一の媒質及び第二の媒質は、少なくとも試料に向かって照射される光の経路及び検出される光の経路において均一な媒体である。通常、第一の媒質は、第二の屈折率よりも大きい第一の屈折率を備えた固体の媒体であり、第二の媒質は、第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた気体の媒体であり、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面は、上記気体の媒体に接する上記固体の媒体の表面である。例えば、第一の媒質は、ガラス又はアクリルのような樹脂のプリズム又は平行平面板などであってもよい。
【００２９】
なお、第一の屈折率及び第二の屈折率は、上記の試料の光抽出性能の評価方法及び装置が用いられる温度及び試料に向かって照射する光の波長において測定される屈折率である。
【００３０】
また、試料の組成及び状態なども特に限定されず、上記の試料の光抽出性能の評価方法及び装置は、任意の試料に適用することができる。よって、試料の状態は、固体又は液体のいずれであってもよい。
【００３１】
さらに、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面に試料を位置させる方法及び手段についても、試料を界面に位置させる任意の方法及び手段を用いることができる。好ましくは、試料は、界面の特定の位置に固定される。例えば、第一の媒質が、固体であり、第二の媒質が、空気又は真空であり、試料が、液状の試料である場合には、液状の試料の液滴を、界面に滴下すればよい。試料が、クリーム状又はペースト状の試料である場合には、直接界面に塗布してもよい（必要に応じて乾燥させてもよい）。試料が、粉末状の試料である場合には、粉末状の試料を適当な分散媒に懸濁させることによって得られる懸濁液を乾燥させて、粉末状の試料を界面に固定してもよい。分散媒は、乾燥することを容易にするために、いわゆる有機溶剤などの揮発性の分散媒であることが好ましい。また、懸濁液の濃度は、粉末を容易に秤量することができる濃度以上であればよいが、粉末の粒子の凝集を抑制するためには、２重量％以下であることが好ましい。粉末状の試料の懸濁液を乾燥させることによって、試料を位置させる界面に、粉末状の試料を均一に位置させることができ、界面の単位面積あたりの粉末状の試料の量も容易に調整することができる。
【００３２】
また、第一の媒質側から試料に向かって光を照射する方法及び手段については、第一の媒質側から試料に光を照射することができる任意の光源を含む光学系を用いることができる。例えば、光源としてレーザー光源を使用すると共に、レーザー光源から放出されるレーザービームの径を拡大するビームエキスパンダー及び拡大されたレーザービームを試料に照射することができるようにレーザービームの光路を変更するためのミラーなどを含む光学系を用いてもよい。光源としてレーザー光源を用いる場合には、レーザー光の波長は、任意の波長を用いることが可能であるが、好ましくは、レーザー光の波長は、可視光の波長である。レーザー光の波長が、可視光の波長であると、光を目視でもまた観察することがき、試料による第一の媒質側から界面を通じて第二の媒質側に抽出される可視光の抽出性能を評価することができる。可視光のレーザー光源としては、例えば、波長６３２．８ｎｍ（赤色）のＨｅ−Ｎｅレーザー、並びに波長４５７．９ｎｍ（青）及び５１４．５ｎｍ（緑）のＡｒ−イオンレーザーなどが挙げられる。
【００３３】
さらに、光は、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面に位置させられた試料に向かって、第二の媒質の屈折率よりも大きい屈折率を備えた第一の媒質側から、第一の屈折率及び第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で照射される。なお、臨界角は、臨界角＝ｓｉｎ−１（第二の屈折率／第一の屈折率）で算出される角度であり、第一の媒質側における界面の法線を基準とする。このように、第二の媒質の屈折率よりも大きい屈折率を備えた第一の媒質から第二の媒質へ、臨界角よりも大きい入射角で光を照射するので、第一の媒質側から試料に向かって照射された光は、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面で全反射される。
【００３４】
その際、第一の媒質側から試料に向かって照射された光の一部は、いわゆるエバネッセント光として、わずかに第二の媒質側に染み出す。なお、エバネッセント光は、高屈折率媒質から低屈折率媒質に向かって光が進み、全反射の臨界角よりも大きな入射角で境界面に入射し全反射するときに、低屈折率媒質側にわずかに染み出す光である。また、このエバネッセント光は、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面から、第一の媒質側から試料に向かって照射された光の波長程度の距離に存在する。
【００３５】
ここで、本発明の発明者は、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面に試料を位置させることによって、すなわち、エバネッセント光が存在する場に試料を位置させることによって、試料が、光の散乱中心となり、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面において全反射されると共に第一の媒質に戻る光の一部を、第二の媒質側に抽出することができることを発見した。第一の媒質及び第二の媒質の間における界面に試料を位置させないときには、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面において全反射されると共に第一の媒質に戻る光の一部を、抽出することができず、第二の媒質側から目視することもできない。一方、本発明の発明者の発見は、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面に試料を位置させると、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面において全反射されると共に第一の媒質に戻る光の一部を、抽出することができ、第二の媒質側から目視することができる場合もあるというものである。
【００３６】
また、発明者は、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面に試料を位置させる試料に依存して、第一の媒質から第二の媒質へ染み出す光を抽出する効率が顕著に変化することも発見した。このように、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面に位置させる試料によって、第一の媒質から第二の媒質へ染み出す光を抽出する効率が顕著に変化するため、試料による第一の媒質から第二の媒質へ染み出す光を抽出する効率（性能）を評価する方法及び装置が、要求される。そして、発明者は、上記の試料の光抽出性能の評価方法及び装置を用いることで、試料による第一の媒質から第二の媒質へ染み出す光を抽出する効率（性能）を評価することができ、上記の試料の光抽出性能の評価方法及び装置を、化粧料を構成する素材を選定する指針などとして活用できることを見出した。
【００３７】
図３（ａ）及び（ｂ）は、試料による第一の媒質から界面を通じて第二の媒質へ染み出す光の抽出を説明する図であり、（ａ）は、第一の媒質から界面を通じて第二の媒質へ染み出す光を説明する図であり、（ｂ）は、第一の媒質から界面を通じて第二の媒質へ染み出す光が、試料によって抽出されることを説明する図である。
【００３８】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、臨界角は、第一の媒質の第一の屈折率及び第二の媒質の第二の屈折率によって、臨界角＝ｓｉｎ−１（空気の屈折率／皮膚の屈折率）に従って定められる角度である。第一の媒質の内部におけるある点から、第一の媒質及び第二の媒質の界面に対して垂直に進行する光は、そのまま界面から射出する。第一の媒質の内部におけるある点から界面に対して０°より大きく臨界角より小さい角度で進行する光の一部は、界面で屈折されると共に界面から射出し、その残りの光は、界面で反射されて、第一の媒質の内部に戻る。さらに、第一の媒質の内部におけるある点から界面に対して臨界角よりも大きい角度で進行する光は、界面で全反射されて、界面から射出することなく第一の媒質の内部に戻る。しかしながら、第一の媒質の内部におけるある点から界面に対して臨界角よりも大きい角度で進行する光の一部は、エバネッセント光として界面を通じて第二の媒質へわずかに染み出す。ここで、図３（ｂ）に示すように、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面に試料を位置させると、第一の媒質の内部におけるある点から界面に対して臨界角よりも大きい角度で進行する光について、第一の媒質から界面を通じて第二の媒質へ染み出す光を、試料によって抽出することができる。これにより、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面に試料を位置させることによって、界面で全反射されて第一の媒質の内部へ戻る光を、第二の媒質側で検出することができる程度まで、抽出することができる。図３（ａ）及び（ｂ）において、例えば、第一の媒質は、皮膚であり、第二の媒質は、空気であり、界面は、皮膚の表面である。
【００３９】
第一の媒質側から界面を通じて第二の媒質側に抽出される光を第二の媒質側から検出する方法及び手段については、第一の媒質側から界面を通じて第二の媒質側に抽出される光を第二の媒質側から検出することができる任意の方法及び手段を用いることができる。例えば、第一の媒質側から界面を通じて第二の媒質側に抽出される光を検出することができるように設けられた光学カメラ及びデジタルカメラなどの撮像手段を用いてもよい。なお、界面を通じて抽出される光を検出する手段は、界面を通じて抽出される光を検出することができる、第二の媒質側における任意の位置に位置させることができる。すなわち、試料付近の界面の位置（例えば、試料の中心）における界面の法線を基準とする任意の角度で、界面を通じて抽出される光を検出することができる。なお、本発明の発明者は、界面を通じて抽出される光の強度の角度分布が試料の種類によって異なることを発見した。よって、界面を通じて抽出される光を検出する手段の位置（検出角度など）は、可変であることが好ましい。
【００４０】
図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明による試料の光抽出性能の評価方法及び装置の具体例を説明する図であり、（ａ）は、本発明による試料の光抽出性能の評価装置の具体例を説明する図であり、（ｂ）は、本発明による試料の光抽出性能の評価方法の具体例を説明する図であり、（ｃ）は、試料によって抽出される光（抽出光）の具体例を説明する図である。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、本発明による試料の光抽出性能の評価装置は、例えば、第二の媒質としての１．０の屈折率を備えた空気（図示せず）中に、レーザー光源１０、ピンホールの絞り２０、ビームエキスパンダー３０及びミラー４０を含む光照射手段としての光照射光学系、第一の媒質としての約１．５の屈折率を備えた均一なガラスからなるプリズム５０、並びに光検出手段としてのデジタルカメラ６０を有する。なお、屈折率は、室温（２５℃）及びｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）における値である。レーザー光源１０は、例えば、６３３ｎｍの波長を備えた赤色のレーザービームのような可視光のレーザー光を放出する。放出された可視光のレーザー光を、ピンホールの絞り２０を通過させることによって、放出された可視光のレーザー光のうち平行光成分を、絞り２０を通じてビームエキスパンダー３０に入射させる。可視光のレーザー光の平行光成分におけるビーム径は、ビームエキスパンダー３０によって拡大されて、拡大したビーム径を備えたレーザービームを、ミラー４０へ照射する。ミラー４０は、ミラー４０へ照射される光を、デジタルカメラ６０と対向するプリズム５０の表面に向かって反射させる。ここで、ミラー４０は、デジタルカメラ６０と対向するプリズム５０の表面の法線に対して、空気及びプリズムの屈折率から定められる臨界角ｓｉｎ−１（１／１．５）＝約４２°よりも大きい入射角で、光を反射させる。デジタルカメラ６０は、プリズム５０側からプリズム５０の表面を通じて空気側に抽出される光を空気側で検出し、例えば、デジタルカメラ６０と対向するプリズム５０の表面の法線に沿った方向（天頂角方向）に配置される。
【００４２】
ここで、図４（ｂ）に示すように、デジタルカメラ６０と対向するプリズム５０の表面上に、例えば、試料としての粉末試料７０を固定して配置する。そして、レーザー光源１０から可視光のレーザー光を放出させ、拡大したビーム径を備えたレーザービームを、デジタルカメラ６０と対向すると共に粉末試料７０を配置したプリズム５０の表面に、プリズム５０の内側から照射する。デジタルカメラ６０と対向すると共に粉末試料７０を配置したプリズム５０の表面に照射するレーザービームの入射角は、デジタルカメラ６０と対向するプリズム５０の表面の法線に対して臨界角（約４２）度よりも大きい（例えば、６０°）。このとき、図４（ｂ）に示すように、デジタルカメラ６０と対向すると共に粉末試料７０を配置したプリズム５０の表面に照射するレーザービームの大部分は、全反射によって反射されるが、図４（ｃ）に示すように、照射されたレーザービームの一部は、粉末試料７０の存在によって、プリズム５０側からプリズム５０の表面を通じて空気側へ、抽出光８０として抽出される。すなわち、デジタルカメラ６０と対向すると共に粉末試料７０を配置したプリズム５０の表面において、粉末試料７０が配置された領域から、照射されたレーザービームの一部が、プリズム５０側からプリズム５０の表面を通じて空気側へ、抽出光８０として抽出される。そして、プリズム５０側からプリズム５０の表面を通じて空気側へ抽出された抽出光８０を、デジタルカメラ６０を用いて検出し、プリズムから空気へ光を抽出する粉末試料の性能を評価することができる。
【００４３】
本発明の第一の態様及び第二の態様によれば、試料による第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価方法及び装置を提供することができる。また、上記の試料の光抽出性能の評価方法及び装置は、簡便性、再現性、及び定量性に優れており、高い汎用性を有する。例えば、皮膚に浸透した光に関して皮膚から空気へ光を抽出する皮膚用外剤の性能、及び塗料が塗布される基材に浸透した光に関して基材から空気へ光を抽出する塗料の性能などを評価することができる。
【００４４】
本発明の第一の態様である試料の光抽出性能の評価方法又は本発明の第二の態様である試料の光抽出性能の評価装置において、好ましくは、第一の屈折率は、１．３３以上１．６０以下であり、第二の媒質は、空気又は真空である。すなわち、ヒトの皮膚が、水和する場合には、皮膚の屈折率は、比較的小さく、ヒトの皮膚が、乾燥している場合には、皮膚の屈折率は、比較的大きい。よって、ヒトの皮膚の屈折率は、周囲の湿度にも依存して変動し、おおよそ、１．３３以上１．６０以下である。一方、空気又は真空の屈折率は、１．００である。ヒトの皮膚の屈折率は、おおよそ、１．３３以上１．６０以下であるため、第一の屈折率は、１．３３以上１．６０以下であり、第二の媒質は、空気又は真空であるときには、ヒトの皮膚から空気又は真空へ光を抽出する試料の性能を評価することができる。すなわち、試料をヒトの皮膚の表面に位置させるとき、ヒトの皮膚の内部に浸透した光に関して、ヒトの皮膚から空気又は真空へ光を抽出する試料の性能を評価することができ、ヒトの皮膚から空気又は真空へ光を有効に抽出することができる材料（素材、製剤）を効率的に選択することができる。ここで、１．３３以上１．６０以下である皮膚の屈折率の値及び１．００である空気又は真空の屈折率は、室温である２５℃及びｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）における値である。
【００４５】
なお、界面を通じて抽出される光を検出する手段の位置は、皮膚が、通常、皮膚の表面に沿った方向から観察されることは少ないので、第一の媒質及び第二の媒質の間における界面の法線方向又はその界面の法線方向から±７５°以内の角度に、界面を通じて抽出される光を検出する手段を位置させることが好ましい。
【００４６】
本発明の第一の態様である試料の光抽出性能の評価方法又は本発明の第二の態様である試料の光抽出性能の評価装置において、好ましくは、試料は、化粧料又は化粧料用素材である。
【００４７】
試料が、化粧料又は化粧料用素材である場合には、第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する化粧料又は化粧料用素材の性能を評価することができる。特に、第一の媒質が皮膚であり、第二の媒質が空気である場合には、皮膚に浸透した光に関して、皮膚から皮膚の表面を通じて皮膚の外側へ光を抽出する化粧料又は化粧料用素材の性能を評価することができる。すなわち、皮膚へ浸透した光を皮膚の外側へ効率的に抽出することによって、美しい皮膚又は化粧肌の質感を提供する化粧料又は化粧料用素材の性能を評価し、美しい皮膚又は化粧肌の質感を提供する化粧料又は化粧料用素材を選択することができる。例えば、化粧料又は化粧料用素材が、皮膚へ浸透した光を皮膚の外側へ効率的に抽出することができる場合には、その化粧料又は化粧料用素材は、皮膚に透明感及び明るさ与えることができる。反対に、化粧料又は化粧料用素材が、皮膚へ浸透した光を皮膚の外側へ効率的に抽出することができない場合には、その化粧料又は化粧料用素材は、皮膚にマット感を与えることができる。化粧料及び化粧料用素材の状態は、特に限定されず、液体状、クリーム状、ペースト状、粉末状、固形のいずれであってもよい。化粧料及び化粧料用素材の種類も特に限定されず、化粧料としては、例えば、乳液、クリーム、及びローションなどの基礎化粧品、並びにファンデーションなどのメーキャップ化粧品などが挙げられ、化粧料用素材としては、例えば、顔料、色剤などが挙げられる。
【００４８】
次に、本発明の第三の態様は、第一の屈折率を備えた第一の媒質及び第一の屈折率よりも小さい第二の屈折率を備えた第二の媒質の間における界面の第二の媒質側に位置させることによって、第一の媒質側から第一の屈折率及び第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で界面に入射する光の少なくとも一部を、第一の媒質から第二の媒質へ抽出することができることを特徴とする光抽出材料である。
【００４９】
また、本発明の第四の態様は、本発明の第三の態様である光抽出材料を第一の媒質及び第二の媒質の間における界面の第二の媒質側に位置させて、第一の媒質側から臨界角よりも大きい入射角で界面に入射する光の少なくとも一部を、第一の媒質から第二の媒質へ抽出することを特徴とする光抽出方法である。
【００５０】
本発明の発明者が、第一の媒質側から第一の屈折率及び第二の屈折率によって定まる臨界角よりも大きい入射角で界面に入射する光の少なくとも一部を、第一の媒質から第二の媒質へ抽出することができる光抽出材料について検討した結果、発明者は、光の少なくとも一部を、第一の媒質から第二の媒質へ抽出することができる性能は、光抽出材料の種類によって大きく異なることを見出した。光抽出材料は、好ましくは、第一の媒質の第一の屈折率及び第二の媒質の第二の屈折率の両方よりも高い屈折率を有する材料であり、光抽出材料の屈折率は、高いことが好ましい傾向がある。よって、光抽出材料が結晶である場合には、比較的高い屈折率を備えた比較的高い密度を備えた結晶系の材料であることが好ましい傾向がある。
【００５１】
また、本発明の第三の態様である光抽出材料又は本発明の第四の態様である光抽出方法において、好ましくは、第一の媒質は、皮膚であり、第二の媒質は、空気又は真空である。  さらに、本発明の第三の態様である光抽出材料又は本発明の第四の態様である光抽出方法において、好ましくは、光抽出材料は、化粧料又は化粧料用素材である。例えば、皮膚に浸透した光に関して、皮膚の内側から皮膚の表面を通じて皮膚の外側へ光を抽出することができる光抽出材料については、光抽出材料の屈折率は、好ましくは、１．９以上であり、より好ましくは、２．５以上であり、さらに好ましくは２．７以上である。より具体的には、光抽出材料としては、酸化チタン及び酸化亜鉛などが挙げられ、好ましくは、酸化チタンの粉末などが挙げられる。
【実施例１】
【００５２】
図４に示すような試料の光抽出性能の評価装置を用いて、試料の光抽出性能を評価した。すなわち、本実施例で使用した試料の光抽出性能の評価装置は、空気中に、６３２．８ｎｍの波長を備えた赤色のＨｅ−Ｎｅレーザー、ピンホール、ビームエキスパンダー、ミラー、１．４６の屈折率を備えた均一なガラス（ＢＫ７）からなるプリズム、及びデジタルカメラを有する。なお、屈折率は、室温（２５℃）及びｄ線の波長における値である。Ｈｅ−Ｎｅレーザーから放出された６３２．８ｎｍの波長を備えたレーザービームから、ピンホール及びビームエキスパンダーを通じて、３０ｍｍのビーム径を備えた平行光束を得て、ミラーを使用して、試料を位置させるプリズムの表面の法線に対して臨界角よりも大きい６０°の入射角で、試料を位置させるプリズムの表面に平行光束を入射させた。デジタルカメラは、試料を位置させるプリズムの表面に対向するように（天頂角方向に）設けられ、試料によってプリズムの表面から抽出される光を、試料を位置させるプリズムの表面の法線方向から撮影した。デジタルカメラで撮影した試料によって抽出された光の画像は、白黒変換され、その白黒変換された画像の明度を２５６段階の数値によって評価した。なお、プリズムの表面は、予め洗浄された面である。
【００５３】
試料としては、表１に示す化粧料用素材である粉末試料を用いた。
【００５４】
【表１】
2006226836.tif 000003
まず、粉末試料を、５．０重量％の濃度でアセトンに分散させ、懸濁液を調製した。その懸濁液に、超音波発生装置を用いて、超音波を発生させ、粉末粒子を、アセトン中で十分に分散させた。そして、アセトン中の粉末粒子が沈殿する前に、直ちに、得られた懸濁液の一定量（２０μｌ）を、デジタルカメラと対向するプリズムの表面に滴下した。滴下した懸濁液を、３０秒で完全に乾燥させた。これにより、デジタルカメラで観察することができる程度の（略円形の）広がりを備えた粉末粒子を、プリズムの表面に付着させることができた。
【００５５】
表１に示す所定の濃度の懸濁液から得られた粉末試料について、プリズムの表面で全反射される光に関する、プリズムの表面を通じて粉末試料によって抽出された光の明度を評価し、表１に示す結果を得た。また、プリズムの表面を通じて粉末試料によって抽出された光は、目視することが可能な明度を有していた。なお、表１に示す屈折率は、ｄ線に対する屈折率である。
【００５６】
表１に示す結果より、粉末試料を位置させたプリズムの表面の法線方向において、その表面に臨界角より大きい角度で入射する光を、表面から効率的に抽出することができる材料は、高い屈折率を有する粉末の材料であり、具体的には、酸化チタン及び微細亜鉛華が挙げられる。
【実施例２】
【００５７】
粉末試料として、表２に示す組成を有する、顔料級酸化チタンを含む化粧品製剤のおしろいを、アセトン中のおしろいの濃度を５重量％とした以外には、実施例１と同じ条件で測定したところ、２８の明度（２５６段階表示）の値を得た。  
【００５８】
【表２】
2006226836.tif 000004
以上、本発明の実施の形態及び実施例を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施の形態及び実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、試料による第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する性能を評価する試料の光抽出性能の評価方法及び装置に適用することができる。
【００６０】
また、本発明は、第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出することができる光抽出材料及び第一の媒質から第二の媒質へ光を抽出する光抽出方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】皮膚又は化粧肌から反射される光を説明する図である。
【図２】皮膚の内部に浸透した光の進路を説明する図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、試料による第一の媒質から界面を通じて第二の媒質へ染み出す光の抽出を説明する図であり、（ａ）は、第一の媒質から界面を通じて第二の媒質へ染み出す光を説明する図であり、（ｂ）は、第一の媒質から界面を通じて第二の媒質へ染み出す光が、試料によって抽出されることを説明する図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明による試料の光抽出性能の評価方法及び装置の具体例を説明する図であり、（ａ）は、本発明による試料の光抽出性能の評価装置の具体例を説明する図であり、（ｂ）は、本発明による試料の光抽出性能の評価方法の具体例を説明する図であり、（ｃ）は、試料によって抽出される光（抽出光）の具体例を説明する図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０    レーザー光源
２０    絞り
３０    ビームエキスパンダー
４０    ミラー
５０    プリズム
６０    デジタルカメラ
７０    粉末試料
８０    抽出光
【図１】
2006226836.tif 000005
【図２】
2006226836.tif 000006
【図３】
2006226836.tif 000007
【図４】
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