(57)【要約】【課題】皮膚等の基層上の化粧品等の塗布材料と基層との光学特性を分離して測定することができる塗布材料の光学特性の測定システム、測定方法、測定装置、および積層構造体を提供する。【解決手段】一方の面に塗布材料が塗布された塗布層を形成するための粘着層を備え、他方の面に基層が密着される透明基板と、塗布層、透明基板、及び基層の３層構造の第１積層構造体に向けて照射光を出射する光照射部と、照射光が絞られた光を第１積層構造体の一部に照射するための光学系と、入射される入射方向に対して傾斜させて配置され、入射方向に対して傾斜した方向から、第１積層構造体の塗布層で反射した光の分布と、塗布層及び透明基板を透過し第１積層構造体の基層で反射した光の分布とを分離して第１画像として撮影する撮影部と、を有することにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基層上に塗布された塗布材料の光学的特性の測定システムであって、
一方の面に前記塗布材料が塗布された塗布層を形成するための粘着層を備え、他方の面に前記基層が密着される透明基板と、
前記透明基板の他方の面に前記基層が密着されて形成された、前記塗布層、前記透明基板、及び前記基層の３層構造の第１積層構造体に向けて照射光を出射する光照射部と、
前記光照射部から出射される前記照射光を絞り、絞られた光を前記第１積層構造体の一部に照射するための光学系と、
前記絞られた光が前記第１積層構造体に入射される入射方向に対して傾斜させて配置され、前記入射方向に対して傾斜した方向から、前記第１積層構造体の前記塗布層で反射した光の分布と、前記塗布層及び前記透明基板を透過し前記第１積層構造体の前記基層で反射した光の分布とを分離して第１画像として撮影する撮影部と、を有することを特徴とする測定システム。
【請求項２】
前記光照射部は、さらに、前記透明基板の一方の面に前記塗布材料が塗布されて形成された、前記塗布層、及び前記透明基板の２層構造の第２積層構造体の一部に前記絞られた光を照射するものであり、
前記撮影部は、さらに、前記第２積層構造体の前記塗布層で反射した光の分布を第２画像として撮影するものであり、
さらに、前記撮影部で撮影された前記第１画像、及び前記第２画像から、前記塗布層及び前記透明基板を透過し、前記第１積層構造体の前記基層で反射した光の分布を求め、前記塗布層、及び前記基層の光学特性を分離して評価する評価部とを有する請求項１に記載の測定システム。
【請求項３】
さらに、前記撮影部と前記第１積層構造体とが傾斜して配置されるように前記第１積層構造体を固定する固定部を有する請求項１又は２に記載の測定システム。
【請求項４】
前記塗布材料は、人肌に塗布するためのファンデーションであり、前記塗布層は、ファンデーションが塗布されたファンデーション層であり、
さらに、前記基層として、散乱体と吸収体を含み、人肌を模擬した肌レプリカを有し、
前記透明基板と前記肌レプリカとは、マッチングオイルを介して密着された積層構造体を構成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定システム。
【請求項５】
前記塗布材料は、人肌に塗布するためのファンデーションであり、前記塗布層は、ファンデーションが塗布されたファンデーション層であり、前記基層は、人肌である請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定システム。
【請求項６】
基層上に塗布された塗布材料の光学的特性の測定方法であって、
透明基板の一方の面の粘着層上に前記塗布材料を塗布して塗布層を形成し、他方の面に前記基層を密着して、前記塗布層、前記透明基板、及び前記基層の３層構造の第１積層構造体を形成し、
形成された前記第１積層構造体の一部に絞られた光を照射し、
前記絞られた光が前記第１積層構造体に入射される入射方向に対して傾斜した方向から、前記第１積層構造体の前記塗布層で反射した光の分布と、前記塗布層及び前記透明基板を透過し、前記第１積層構造体の前記基層で反射した光の分布とを分離して第１画像として撮影することを特徴とする測定方法。
【請求項７】
さらに、前記透明基板の前記粘着層上に前記塗布材料を塗布して前記塗布層を形成して、前記塗布層、及び前記透明基板の２層構造の第２積層構造体を形成し、
形成された前記第２積層構造体の一部に絞られた光を照射し、
前記第２積層構造体の前記塗布層で反射した光の分布を第２画像として撮影し、
撮影された前記第１画像、及び前記第２画像から、前記塗布層及び前記透明基板を透過し、前記第１積層構造体の前記基層で反射した光の分布を求め、前記塗布層、及び前記基層の光学特性を分離して評価する請求項６に記載の測定方法。
【請求項８】
前記塗布材料は、人肌に塗布するためのファンデーションであり、前記塗布層は、ファンデーションが塗布されたファンデーション層であり、
さらに、前記基層として、散乱体と吸収体を含み、人肌を模擬した肌レプリカを有し、
前記透明基板と前記肌レプリカとは、マッチングオイルを介して密着された積層構造体を構成する請求項６又は７に記載の測定方法。
【請求項９】
前記塗布材料は、人肌に塗布するためのファンデーションであり、前記塗布層は、ファンデーションが塗布されたファンデーション層であり、前記基層は、人肌である請求項６〜８のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項１０】
基層上に塗布された塗布材料の光学的特性の測定装置であって、
透明基板の一方の面の粘着層に前記塗布材料が塗布され、他方の面に前記基層が密着されて形成された、前記塗布層、前記透明基板、及び前記基層の３層構造の第１積層構造体、並びに前記透明基板の一方の面に前記塗布材料が塗布されて形成された、前記塗布層、及び前記透明基板の２層構造の第２積層構造体をそれぞれ固定する固定部と、
前記固定部に固定された前記第１積層構造体及び前記第２積層構造体に向けて照射光を出射する光照射部と、
前記光照射部から出射される前記照射光を絞り、絞られた光を前記第１積層構造体及び前記第２積層構造体の一部にそれぞれ照射するための光学系と、
前記絞られた光が前記固定部に固定された前記第１積層構造体に入射される入射方向に対して傾斜させて配置され、前記入射方向に対して傾斜した方向から、前記第１積層構造体の前記塗布層で反射した光の分布と、前記塗布層及び前記透明基板を透過し前記第１積層構造体の前記基層で反射した光の分布とを分離して第１画像として撮影し、前記固定部に固定された前記第２積層構造体の前記塗布層で反射した光の分布を第２画像として撮影する撮影部と、
前記撮影部で撮影された前記第１画像、及び前記第２画像から、前記塗布層及び前記透明基板を透過し、前記第１積層構造体の前記基層で反射した光の分布を求め、前記塗布層、及び前記基層の光学特性を分離して評価する評価部と、を有することを特徴とする測定装置。
【請求項１１】
前記塗布材料は、人肌に塗布するためのファンデーションであり、前記塗布層は、ファンデーションが塗布されたファンデーション層であり、
さらに、前記基層は、散乱体と吸収体を含み、人肌を模擬した肌レプリカであり、
前記透明基板と前記肌レプリカとは、マッチングオイルを介して密着された積層構造体を構成する請求項１０に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記塗布材料は、人肌に塗布するためのファンデーションであり、前記塗布層は、ファンデーションが塗布されたファンデーション層であり、前記基層は、人肌である請求項１０又は１１に記載の測定装置。
【請求項１３】
人肌上に塗布された塗布材料の光学的特性を測定するために、前記塗布材料が塗布されて撮影に用いられる積層構造体であって、
一方の面に前記塗布材料が塗布された塗布層を形成するための粘着層を備える透明基板と、
散乱体と吸収体を含み、前記透明基板の他方の面に密着される、人肌を模擬した肌レプリカと、
前記透明基板と前記肌レプリカとの間に挿入され、前記透明基板と前記肌レプリカとの界面における光の反射を低減し、前記透明基板と前記肌レプリカとを密着させるマッチングオイルと、を有することを特徴とする積層構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布材料の光学特性の測定システム、測定方法、測定装置、および積層構造体に係り、詳しくは、人肌（皮膚）や化粧品などの散乱物質を含む多層構造体の光学特性、すなわち皮膚等の基層上の化粧品等の塗布材料と基層との光学特性を分離して測定する塗布材料の光学特性の測定システム、測定方法、測定装置、および塗布材料の光学特性の測定に用いられる積層構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人肌にファンデーション等の化粧を施して所望の肌を得るために、所定の撮像光学系を用いて、人肌等の透明度を測定したり、皮膚の表面状態を観察することが行われている（特許文献１および２参照）。
また、ファンデーション等の化粧品が塗布された人肌を所定の撮像光学系を用いて測定し、人肌に塗布された化粧品等の塗布材料の光線透過率や反射光分布やその強度等を測定することにより、化粧品等を評価することが行われている（特許文献３および非特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、測定対象となる皮膚の表面に対して斜めにスリット光をスリットを通して照射して、スリットに隣接する遮蔽板によって皮膚の表面からの反射光を遮蔽する一方、遮蔽板に隣接する開口を通して、皮膚の内部で拡散し、スリット光の照射位置とは異なる位置から放射される拡散光をＣＣＤやラインセンサ等の撮像素子で受光し、受光された拡散光の輝度分布から皮膚の透明度指標を算出する透明度測定装置が開示されている。
また、特許文献２には、観察対象となる皮膚の表面に対して、Ｓ偏光とＰ偏光とをそれぞれ入射させ、Ｓ偏光を入射させた場合の反射光のＳ偏光成分とＰ偏光成分、及びＰ偏光を入射させた場合の反射光のＳ偏光成分とＰ偏光成分とをそれぞれ受光し、それらの受光強度に基づいて、皮膚に自然光を入射させた場合の表面反射光成分や内部反射光成分を独立的に求め、表面反射光画像や内部反射光画像を得、表面反射光画像から小じわや毛穴等の状態を、内部反射光画像からしみやそばかす等の色むらを解析し、評価する皮膚表面観察方法および装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、人肌等の基体に塗布されたファンデーションなどの化粧品等の塗布材料に対して、紫外波長域等の所定波長帯域を含む連続光を照射し、塗布材料からの反射光を集光して受光し、受光して得られた反射光データから、所定波長帯域における反射率の変化率（反射率１次微分値）を演算し、所定の関係式から塗布材料の所定波長帯域における透過率を演算する塗布材料の光線透過率の測定方法、および装置が開示されている。
また、非特許文献１には、人の素肌およびファンデーションなどの化粧品等が塗布された化粧肌に対し、１６バンドパスフィルタを通して１６バンドのピンホール光を所定の時間間隔でそれぞれ照射し、ＣＣＤ等の撮像素子で、マルチバンド反射光パターン画像を撮像し、得られた反射光パターン画像を解析して化粧品の光学特性を推定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４０６４４号公報
【特許文献２】特開平０７−０７５６２９号公報
【特許文献３】特開２００１−２４２０７５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Study on Ultra Hyper Chromatic Foundation Utilizing The Properties of Photocopy Toners, IFSCC Congress 2006 Osaka, Japan
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示の技術は、人の素肌（皮膚）を測定対象として透明度を評価するものであるので、この技術では、肌等に塗布されたファンデーションなどの化粧品等の塗布材料を適切に評価することができないし、人肌および塗布材料の光学特性を分離して得ることができないという問題があった。
また、特許文献２に開示の技術は、人の素肌（皮膚）を観察対象とし、皮膚表面の状態を解析し、評価するものであるので、この技術では、肌等に塗布されたファンデーションなどの化粧品等の塗布材料を適切に評価することができないし、人肌および塗布材料の光学特性を分離して得ることができないという問題があった。もし、仮に、この技術を肌等に塗布された化粧品等の塗布材料に適用したとしても、この技術は、２枚の偏光板を使用してＰ偏光とＳ偏光とを上手く組み合わせて観察するものであるので、この技術では、化粧品等の塗布材料の成分に偏光を解消する成分が含まれている場合には、塗布材料の表面状態の観察自体ができないという問題があった。
【０００８】
また、特許文献３に開示の技術は、人肌等の基体に塗布されたファンデーションなどの化粧品等の塗布材料の紫外線等の所定波長帯域の光線透過率を、塗布材料からの反射光データから所定の関係式を用いた演算で求めるものであるので、この技術では、肌等に塗布された化粧品等の塗布材料を適切に評価することができないし、人肌および塗布材料の光学特性を分離して得ることができないという問題があった。
また、非特許文献１に開示の技術は、マルチバンド反射光パターン画像を解析して化粧品の光学特性を推定するものであるが、この技術では、肌等に塗布された化粧品等の塗布材料を適切に評価することができないし、人肌および塗布材料の光学特性を分離して得ることができないという問題があった。
このため、以上の従来技術では、化粧品を塗布した肌の光反射に対し、仕上がりに非常に重要な項目である化粧品層と肌層の各層における反射を簡易に分離し、それぞれの光反射を評価することが難しいという問題があった。そのため、化粧品等の製品性能目標値を定量的に定め、開発することが非常に困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、皮膚等の基層上の化粧品等の塗布材料と基層との光学特性を分離して測定することができる塗布材料の光学特性の測定システム、測定方法、測定装置、および積層構造体を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、例えば、人肌（皮膚）や化粧品、紙上にインクで印字された印刷物、塗装膜などの散乱層を含む積層構造体などの散乱物質を含む多層構造体の光学特性をそれぞれ分離して測定することができ、それによって、基礎化粧品やメイクアップ化粧品等の化粧品やスキンケア用品、印刷物のインク、および積層構造体の塗装膜等の解析、研究、開発を支援することができる塗布材料の光学特性の測定システム、測定方法、測定装置、および塗布材料の光学特性の測定に用いられる積層構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の測定システムは、基層上に塗布された塗布材料の光学的特性の測定システムであって、一方の面に塗布材料が塗布された塗布層を形成するための粘着層を備え、他方の面に基層が密着される透明基板と、透明基板の他方の面に基層が密着されて形成された、塗布層、透明基板、及び基層の３層構造の第１積層構造体に向けて照射光を出射する光照射部と、光照射部から出射される照射光を絞り、絞られた光を第１積層構造体の一部に照射するための光学系と、絞られた光が第１積層構造体に入射される入射方向に対して傾斜させて配置され、入射方向に対して傾斜した方向から、第１積層構造体の塗布層で反射した光の分布と、塗布層及び透明基板を透過し第１積層構造体の基層で反射した光の分布とを分離して第１画像として撮影する撮影部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の態様の測定装置は、基層上に塗布された塗布材料の光学的特性の測定装置であって、透明基板の一方の面の粘着層に塗布材料が塗布され、他方の面に基層が密着されて形成された、塗布層、透明基板、及び基層の３層構造の第１積層構造体、並びに透明基板の一方の面に塗布材料が塗布されて形成された、塗布層、及び透明基板の２層構造の第２積層構造体をそれぞれ固定する固定部と、固定部に固定された第１積層構造体及び第２積層構造体に向けて照射光を出射する光照射部と、光照射部から出射される照射光を絞り、絞られた光を第１積層構造体及び第２積層構造体の一部にそれぞれ照射するための光学系と、絞られた光が固定部に固定された第１積層構造体に入射される入射方向に対して傾斜させて配置され、入射方向に対して傾斜した方向から、第１積層構造体の塗布層で反射した光の分布と、塗布層及び透明基板を透過し第１積層構造体の基層で反射した光の分布とを分離して第１画像として撮影し、固定部に固定された第２積層構造体の塗布層で反射した光の分布を第２画像として撮影する撮影部と、撮影部で撮影された第１画像、及び第２画像から、塗布層及び透明基板を透過し、第１積層構造体の基層で反射した光の分布を求め、塗布層、及び基層の光学特性を分離して評価する評価部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
上記第１および第２の態様において、光照射部は、さらに、透明基板の一方の面に塗布材料が塗布されて形成された、塗布層、及び透明基板の２層構造の第２積層構造体の一部に絞られた光を照射するものであり、撮影部は、さらに、第２積層構造体の塗布層で反射した光の分布を第２画像として撮影するものであり、さらに、撮影部で撮影された第１画像、及び第２画像から、塗布層及び透明基板を透過し、第１積層構造体の基層で反射した光の分布を求め、塗布層、及び基層の光学特性を分離して評価する評価部とを有することが好ましい。
また、さらに、撮影部と第１積層構造体とが傾斜して配置されるように第１積層構造体を固定する固定部を有することが好ましい。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の態様の測定方法は、基層上に塗布された塗布材料の光学的特性の測定方法であって、透明基板の一方の面の粘着層上に塗布材料を塗布して塗布層を形成し、他方の面に基層を密着して、塗布層、透明基板、及び基層の３層構造の第１積層構造体を形成し、形成された第１積層構造体の一部に絞られた光を照射し、絞られた光が第１積層構造体に入射される入射方向に対して傾斜した方向から、第１積層構造体の塗布層で反射した光の分布と、塗布層及び透明基板を透過し、第１積層構造体の基層で反射した光の分布とを分離して第１画像として撮影することを特徴とする。
【００１４】
上記第３の態様において、さらに、透明基板の粘着層上に塗布材料を塗布して塗布層を形成して、塗布層、及び透明基板の２層構造の第２積層構造体を形成し、形成された第２積層構造体の一部に絞られた光を照射し、第２積層構造体の塗布層で反射した光の分布を第２画像として撮影し、撮影された第１画像、及び第２画像から、塗布層及び透明基板を透過し、第１積層構造体の基層で反射した光の分布を求め、塗布層、及び基層の光学特性を分離して評価することが好ましい。
【００１５】
さらに、上記目的を達成するために、本発明の第４の態様の積層構造体は、人肌上に塗布された塗布材料の光学的特性を測定するために、塗布材料が塗布されて撮影に用いられる積層構造体であって、一方の面に塗布材料が塗布された塗布層を形成するための粘着層を備える透明基板と、散乱体と吸収体を含み、透明基板の他方の面に密着される、人肌を模擬した肌レプリカと、透明基板と肌レプリカとの間に挿入され、透明基板と肌レプリカとの界面における光の反射を低減し、透明基板と肌レプリカとを密着させるマッチングオイルと、を有することを特徴とする。
【００１６】
上記各態様において、塗布材料は、人肌に塗布するためのファンデーションであり、塗布層は、ファンデーションが塗布されたファンデーション層であることが好ましい。
さらに、基層として、散乱体と吸収体を含み、人肌を模擬した肌レプリカを有し、透明基板と肌レプリカとは、マッチングオイルを介して密着された積層構造体を構成することが好ましい。
また、基層は、人肌であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、皮膚等の基層上の化粧品等の塗布材料と基層との光学特性を分離して測定することができる。
また、本発明によれば、上記効果に加え、例えば、人肌（皮膚）や化粧品、紙上にインクで印字された印刷物、塗装膜などの散乱層を含む積層構造体などの散乱物質を含む多層構造体の光学特性をそれぞれ分離して測定することができ、それによって、基礎化粧品やメイクアップ化粧品等の化粧品やスキンケア用品、印刷物のインク、および積層構造体の塗装膜等の解析、研究、開発を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗布材料の光学的特性の測定システムの一例を示す模式図である。
【図２】図１に示す測定システムに用いられる積層構造体の一実施例の断面図である。
【図３】図１に示す測定システムに用いられる積層構造体の他の実施例の断面図である。
【図４Ａ】図１に示す測定システムにおける積層構造体の測定状態の一例を模式的に示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す積層構造体の測定状態を模式的に示す断面図である。
【図５】図２に示す積層構造体を用いた図１に示す測定システムによる測定結果の一例を示すグラフである。
【図６】図３に示す測定冶具を用いた図１に示す測定システムによる測定結果の一例を示すグラフである。
【図７】図５及び図６に示す測定結果に基づいて得られた積層構造体の内部反射を示すグラフである。
【図８】図５及び図６に示す測定結果に基づいて得られた従来技術による測定結果に相当するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る塗布材料の光学特性の測定システム、測定方法、測定装置、および塗布材料の光学特性の測定に用いられる積層構造体を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
以下では、本発明に係る測定システムおよび測定方法について積層構造体を用いる測定システムを代表例として説明するが、本発明は、これらに限定されず、どのようなものであっても良く、例えば、測定冶具を人の皮膚上に配置して測定するものであっても良いのはもちろんである。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る塗布材料の光学的特性の測定システムの一例を示す模式図である。図２は、図１に示す測定システムに用いられる積層構造体の一実施例の断面図である。
図１に示すように、本発明に係る塗布材料の光学的特性の測定システム（以下、単に測定システムという）１０は、光源１２と、集光レンズ１４と、スリット板１６と、集光レンズ１８と、集光レンズ２０と、積層構造体２２と、積層構造体２２の支持部材２４と、集光レンズ２６と、ＣＣＤカメラ２８と、評価装置３０とを有する。
なお、集光レンズ１４、スリット板１６、集光レンズ１８、および集光レンズ２０は、光源１２から出射された照射光の光路に配置され、照射光を、所定の形状、例えば円形やスリット等の任意の形状にして積層構造体２２に照射する入射光学系を構成する。また、光源１２、前述の入射光学系、積層構造体２２の支持部材２４、集光レンズ２６、ＣＣＤカメラ２８および評価装置３０は、本発明に係る塗布材料の光学的特性の測定装置を構成する。
【００２１】
光源１２は、積層構造体２２に向けて照射光を出射するためのもので、本発明の光照射部を構成し、例えば、キセノンランプや、水銀灯等の、白色光を照射光として出射する白色光源や、レーザ光源と蛍光体とからなる擬似白色光源、ＲＧＢ等の３原色のレーザまたはＬＥＤなどの狭帯域光源からなる白色光源や、または、各色のレーザまたはＬＥＤなどの狭帯域光源等を挙げることができる。
なお、光源１２として、種々の波長のレーザまたはＬＥＤを用いても良いが、白色光源を用い、その出射側の光路にバンドパスフィルタ（図示せず）を挿入して種々の波長の光を積層構造体２２に照射する用意しても良い。
集光レンズ１４は、光源１２から出射された照射光をスリット板１６のスリット１６ａに集光するレンズである。
【００２２】
スリット板１６は、スリット１６ａを有し、光源１２から出射された照射光の光量を絞る、すなわち調整するための絞りとして機能するものである。スリット板１６は、光源１２から出射され、集光レンズ１４において集光された照射光を、スリット１６ａを通過させることにより光量を絞り、すなわち調整し、光量が絞られた光、すなわち光量が調整されたスリット光とするためのものである。なお、スリット板１６は、集光レンズ１４の焦点に配置されるのが好ましい。
【００２３】
図示例においては、入射光学系に、絞りとして、スリット１６ａ有するスリット板１６を用い、スリット光を積層構造体２２に照射しているが、本発明はこれに限定されず、円形の開口を有する絞り板を用い、円形の光を積層構造体２２に照射しても良いし、種々の形状の開口を持つ絞り板を用い、種々の形状の光を積層構造体２２に照射しても良い。
なお、スリット１６ａ、円形の開口、および種々の形状の開口のサイズは、特に制限的ではないが、スリット１６ａの場合、スリット幅は、例えば、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることが良い。
なお、本実施形態の測定システム１０においては、スリット板１６のスリット１６ａ、円形の開口、および種々の形状の開口の形状およびサイズは、積層構造体２２に照射される照射光の形状およびサイズと一致、もしくは略一致するようにすることが好ましい。
【００２４】
集光レンズ１８は、スリット板１６のスリット１６ａを通過した光量調整スリット光（光量が絞られた光）を平行光にするレンズである。なお、集光レンズ１８は、スリット板１６の配置位置が集光レンズ１８の焦点位置となるように配置するのが好ましい。
集光レンズ２０は、集光レンズ１８と平行光学系構成するもので、集光レンズ１８で平行にされた平行光を集光してスリット光とし、スリット光を積層構造体２２の表面に照射するためのものである。なお、集光レンズ２０は、積層構造体２２の表面の配置位置が集光レンズ１８の焦点位置となるように配置するのが好ましい。
【００２５】
積層構造体２２は、本発明の３層構造の第１積層構造体を構成するもので、図２に拡大して示すように、透明基板３２と、透明基板３２の一方の面（図中上面）に形成された粘着層３４と、この粘着層３４上に、例えばファンデーション等の塗布材料が塗布されたファンデーション層等の塗布層３６と、透明基板３２の他方の面（図中下面）に、例えば、人肌や人肌を模擬した肌レプリカ等の基層３８とを有する。
透明基板３２は、ファンデーション層等の塗布層３６の表面での反射光と、この塗布層３６および透明基板３２を透過し人肌や肌レプリカ等の基層３８から反射した反射光と、を光学的に分離するためのものである。透明基板３２は、透明なものであれば特に制限的ではなく、例えば、透明なガラス板、透明な樹脂板等を上げることができる。透明基板３２は、３層構造の積層構造体２２の中間層を構成する。
【００２６】
透明基板３２の形状は、特に制限的ではなく、例えば、図４Ａに示すように、矩形、多角形、円形、楕円形等であれば良く、測定対象の塗布層３６や基層の形状に応じて適宜選択すればよい。
透明基板３２の平面形状のサイズも、特に制限的ではなく、透明基板３２の形状に対して種々のサイズであって良く、測定対象の塗布層３６や基層のサイズに応じて適宜選択すればよい。
透明基板３２の厚さも、特に制限的ではないが、例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．８ｍｍ〜１．２ｍｍであることが良い。
特に、透明基板３２の厚さが１ｍｍである場合には、上述した入射光学系の絞りの形状としては、スリット板１６のスリット１６ａのスリット形状が最も好ましく、スリット幅は、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００２７】
粘着層３４は、本発明において評価の対象となる塗布材料の光学特性を得るために、塗布材料を透明基板３２の一方の面（図中上面）に塗布する際に、塗布された塗布材料を粘着させ、塗布材料が塗布された塗布層３６と透明基板３２との密着性を確保するための層である。なお、粘着層３４は、透明で粘着性があれば、どのようなものであっても良い。
また、粘着層３４の厚さは、特に制限的ではないが、例えば、０．００５ｍｍ〜０．０５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍであることが良い。
また、粘着層３４は、透明基板３２の一方の面の全面に形成されていることが好ましいが、透明基板３２の一方の面に対して、塗布層３６が形成される部分が一部で良い場合には、塗布層３６が形成される部分のみに形成しても良い。
【００２８】
塗布層３６は、本発明において評価の対象となる塗布材料の光学特性を求めるために、透明基板３２の一方の面（図中上面）に、粘着層３４を介して形成される塗布材料の薄膜の層である。塗布層３６は、３層構造の積層構造体２２の上層を構成する。
本発明に用いられる塗布材料としては、散乱媒質を含む塗布材料であれば、特に制限的ではないが、例えば、人の肌や皮膚に塗布される化粧品やスキンケア用品、具体的には、化粧下地、ファンデーション、日焼け止め等の基礎化粧品や、チーク、アイシャドウ、マニキュア等のメイクアップ化粧品や、化粧水、乳液、クリーム等のスキンケア用品等や、印刷物等を得るために紙に吐出されるインク、塗装膜等の散乱層を含む他の積層構造体の塗装膜を形成するための塗料等を挙げることができる。
また、塗布層３６の厚さは、特に制限的ではないが、例えば、０．００５ｍｍ〜０．０５ｍｍである薄膜であることが好ましく、より好ましくは、０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍであることが良い。
塗布層３６は、塗装材料の光学特性の解析に必要な光学測定ができれば、透明基板３２の一方の面の全面に形成されていても良いが、一部に形成されていても良い。
【００２９】
基層３８は、本発明において評価の対象となる人肌や、印刷物のための紙や、他の積層構造体のベースの光学特性を求めるために、透明基板３２の他方の面（図中下面）に密着されるものである。基層３８は、３層構造の積層構造体２２の下層を構成する。
基層３８としては、通常は上述した塗布材料が塗布されるもので、散乱媒質を含むものであれば特に制限的ではなく、例えば、人肌、人肌を模擬した肌レプリカ、印刷物のための紙、積層構造体のベース等の層である。
なお、基層３８と透明基板３２との間に、マッチングオイルを挿入して介在させることで、界面における反射を低減することができる。
【００３０】
肌レプリカは、人肌を模擬した半透明体であり、散乱体と吸収体を混合したシリコンサンプルであるのが好ましい。
ここで、散乱体としては、例えば、酸化チタン等を挙げることができる。
また、吸収体としては、例えば、カラーインク、カラー絵の具、着色料等を挙げることができる。
また、シリコンとしては、例えば、シリコーンとシリコーンレジン溶液を１０：１の割合で混合させて固化させたもの等を挙げることができる。
散乱体と吸収体とシリコーンとの混合割合は、シリコーン１０ｇに対して、散乱体１ｍｇ〜５０ｍｇであり、吸収体０ｃｃ〜０．１ｃｃであるのが好ましい。
【００３１】
積層構造体２２は、上述した塗布層３６と、透明基板３２と、基層３８とが、この順序で積層された３層構造の積層構造体であり、例えば、上層の塗布層３６がファンデーション層等の化粧品層であり、中間層の透明基板３２が透明なスライドガラス（例えば、厚さ１ｍｍ）、および下層の基層３８が上記肌レプリカである場合には、ファンデーション等の化粧品の光学特性と、模擬人肌の光学特性とを分離して評価するための積層構造体サンプルとして用いることができ、擬似的に、ファンデーション等の化粧品の光学特性と、人肌の光学特性と、を分離して評価することができる。
【００３２】
また、この場合に、下層の基層３８として、上記肌レプリカの代わりに、人肌そのものを用いる場合には、ファンデーション等の化粧品の光学特性と、人肌の光学特性とを分離して評価することができる。この場合、図３に示す２層構造の積層構造体４０を用い、積層構造体４０の透明基板３２の他方の面を人肌に密着させて、人肌を基層３８とする３層構造の積層構造体２２を構成することができる。
なお、図３に示す２層構造の積層構造体４０は、本発明の２層構造の第２積層構造体を構成し、図２に示す３層構造の積層構造体２２の基層３８を備えていない塗布層３６と透明基板３２とが粘着層３４を介して密着されたものであるので、その説明は省略する。
【００３３】
以上のように構成される３層構造の積層構造体２２の表面、すなわち塗布層３６には、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、集光レンズ２０によって所定形状、例えば、スリット幅１ｍｍのスリット形状に集光（収束）されたスリット光４２、すなわち絞られた光４２が照射される。
ここで、スリット光４２の積層構造体２２の塗布層３６への入射角度は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、０°であっても良いし、図１に示すように、０°超の所定角度であっても、すなわち０°以上であれば良いが、入射角が大きすぎると反射率が高くなるために、０°〜６０°の範囲内の角度とすることが好ましく、より好ましくは、３０°〜４５°であることが良い。
【００３４】
図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、スリット状照射光４２は、積層構造体２２の塗布層３６に入射角度０°で入射し、その一部が塗布層３６の表面で反射されると共に、残りの一部が塗布層３６および透明基板３２を透過して、スリット状透過光４４として基層３８に入射角度０°で入射する。このスリット状透過光４４は、その一部が基層３８の表面で反射されると共に、残りの一部が基層３８の内部に入射するが、内部の散乱体等の散乱媒質で散乱されて拡散反射され、内部散乱反射光４６として基層３８の表面から放射される。基層３８の表面で反射された一部のスリット状透過光４４および内部散乱反射光４６は、透明基板３２および塗布層３６を透過して、塗布層３６から外部に放射される。なお、反射された一部のスリット状透過光４４および内部散乱反射光４６の一部は、塗布層３６の裏面（透明基板３２側の面）によって反射され、基層３８に向かうが、基層３８の表面反射や内部反射によって、再び塗布層３６に向かい、一部が透過して外部に放射され、残りの一部が裏面反射されることを繰り返す。
【００３５】
支持部材２４は、本発明の第１および第２積層構造体を固定する固定部を構成し、図１に示すように、３層構造の積層構造体２２および２層構造の積層構造体４０をそれぞれ照射光が所定の入射角度で入射されるように傾斜させて支持し固定するものである。支持部材２４は、３層構造の積層構造体２２および２層構造の積層構造体４０をそれぞれ所定の角度支持し固定できれば、どのようなものでもよく、公知の支持部材や固定部材を用いることができる。支持部材２４は、３層構造の積層構造体２２および２層構造の積層構造体４０を同時にそれぞれ支持し固定するものであっても良いし、１つずつ交互に支持し固定するものであっても良い。
集光レンズ２６は、撮像光学系を構成するもので、３層構造の積層構造体２２の塗布層３６から反射および放射された光を集光し、ＣＣＤカメラ２８に収束させて入射させるためのものである。集光レンズ２６は、塗布層３６からＣＣＤカメラ２８に向かう光の光路に配置され、ＣＣＤカメラ２８は、集光レンズ２６の焦点位置に配置されることが好ましい。
【００３６】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ２８は、本発明の撮影部を構成するものであり、光源１２から出射され、スリット板１６のスリット１６ａで絞られた照射光が積層構造体２２に入射される入射方向に対して所定角度傾斜させて配置され、入射方向に対して所定角度傾斜した方向から積層構造体２２の塗布層３６から反射および放射された光（以下、単に反射光という）を受光して撮像し、第１画像として撮影し、その画像データを取得するためのものである。ＣＣＤカメラ２８は、塗布層３６から反射および放射された光を受光する際に、塗布層３６で反射した光（以下、表面反射光という）の分布と、塗布層３６及び透明基板３２を透過し積層構造体２２の基層３８の表面および内部で反射した光（以下、内部反射光という）の分布とを空間的に分離された状態で含む光分布を第１画像として撮影する。
図示例では、ＣＣＤイメージセンサを用いたＣＣＤカメラ２８を用いているが、本発明はこれに限定されず、塗布層３６から反射および放射された光を受光することができれば良く、例えば、ＣＣＤイメージセンサの代わりに、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子からなるイメージセンサを用いるカメラなど、公知のカメラを用いることができる。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂに示す例においては、光源１２からの照射光は、０°の入射角度で積層構造体２２の塗布層３６に入射し、積層構造体２２の塗布層３６からの反射光は、４５°の受光角度でＣＣＤカメラ２８に受光し、表面反射光の分布および内部反射光の分布を空間的に分離された状態で含む光分布をＣＣＤカメラ２８で撮影し、第１画像の画像データとして取得している。なお、図１に示す例では、入射角度が３０°、受光角度が０°である。
なお、本発明においては、積層構造体２２の塗布層３６への照射光の入射角度と、積層構造体２２の塗布層３６からの反射光のＣＣＤカメラ２８の受光角度との和が、３０°未満であると、反射光の空間分離、詳しくは、表面反射光の分布および内部反射光の分布を空間的に分離するのが難しくなるため、入射角度と受光角度との和が、３０°以上となるようにすることが好ましい。
【００３８】
図１に示す測定システム１０においては、上述したように、図２に示す３層構造の積層構造体２２を支持部材２４に支持・固定して光源１２から出射されて絞られたスリット光を照射して積層構造体２２の表面反射光の分布および内部反射光の分布を空間的に分離された状態で含む光分布の画像を第１画像として撮影してその画像データを取得した後に、支持部材２４から積層構造体２２を取り外し、その代わりに、図３に示す２層構造の積層構造体４０を支持部材２４に支持・固定して光源１２から出射されて絞られたスリット光を照射して積層構造体４０の塗布層３６の表面で反射した光、すなわち表面反射光の分布をＣＣＤカメラ２８で第２画像として撮影してその画像データを取得する。なお、積層構造体４０の塗布層３６を透過した光は、透明基板３２を透過して外部に放射されるので、ＣＣＤカメラ２８で受光されることない。
【００３９】
評価装置３０は、本発明の評価部を構成するもので、ＰＣ（Personal Computer）等で構成され、上述のようにしてＣＣＤカメラ２８で取得された第１画像の画像データおよび第２画像の画像データを受け取り、これらの画像データの画像解析を行い、塗布層３６の塗布材料の光学特性および基層３８の光学特性を分離して評価するものである。
なお、評価装置３０は、取得した第１画像および第２画像の画像データを用いて計算することにより、塗布層３６および基層３８のそれぞれの層から反射・散乱された光分布画像の得ることができる。さらに、評価装置３０は、塗布層３６および基層３８各層の光分布画像を、各層の光学特性を表すことのできる特性値、例えば輝度値に変換して、輝度プロファイル等の光学特性値のプロファイルを求めることができる。
すなわち、評価装置３０は、取得した第１画像および第２画像の画像データを、画像解析して得られたそれぞれの輝度プロファイル同士を計算することにより、塗布層３６および基層３８のそれぞれの光学特性を分離して評価することができる。
【００４０】
具体的には、評価装置３０は、塗布層３６の表面反射光の分布および基層３８の内部反射光の分布を空間的に分離された状態で含む光分布を表す第１画像の画像データを輝度値に変換して輝度プロファイルを得ることができる。こうして得られた輝度プロファイルＹＡを図５に示す。
図５に示す輝度プロファイルＹＡは、図１に示す測定システムにおいて、３層構造の積層構造体２２の塗布層３６の塗布材料であるファンデーションの種類（ＦＤ１〜６の６種類）を変えて、それぞれの積層構造体２２を測定した結果から得られたものである。
図５に示す輝度プロファイルＹＡは、６種類の３層構造の積層構造体２２を測定して得られた基層３８（肌レプリカ）の内部反射光の輝度ピーク(1)と、塗布層３６の表面反射光の輝度ピーク(2)とが空間的に分離されていることを示している。
【００４１】
また、評価装置３０は、塗布層３６の表面反射光の分布のみを表す第２画像の画像データを輝度値に変換して輝度プロファイルを得ることができる。こうして得られた輝度プロファイルＹＢを図６に示す。
図６に示す輝度プロファイルＹＢは、図１に示す測定システムにおいて、２層構造の積層構造体４０の塗布層３６の塗布材料であるファンデーションの種類（ＦＤ１〜６の６種類）を同様に変えてそれぞれの積層構造体４０を測定した結果から得られたものである。
図６に示す輝度プロファイルＹＡは、同様に６種類の２層構造の積層構造体４０を測定して得られた塗布層３６の表面反射光の輝度ピーク(2)を示しており、各ファンデーションの光学特性の１つとして求めることができる。
【００４２】
評価装置３０は、こうして得られた図５に示す輝度プロファイルＹＡ（空間的に分離された、基層３８の内部反射光の輝度ピーク(1)と塗布層３６の表面反射光の輝度ピーク(2)とを含む）と、図６に示す輝度プロファイルＹＢ（塗布層３６の表面反射光の輝度ピーク(2)のみを含む）との差分（ＹＡ−ＹＢ）を、６種類のファンデーション（ＦＤ１〜６）の輝度プロファイルについて求めることにより、各ファンデーションについて、基層３８の内部反射光の輝度ピーク(1)のみを含む図７に示す輝度プロファイルを基層３８の光学特性の１つとして求めることができる。
なお、積層構造体２２において、透明基板３２を用いず、基層３８上に直接塗布層３６が形成されている従来技術の場合には、図８に示すように、基層３８の内部反射光の輝度ピーク(1)と塗布層３６の表面反射光の輝度ピーク(2)とが重なった輝度プロファイルとなっており、塗布層３６の輝度プロファイルと、基層３８の輝度プロファイルとを分離することができないので、塗布層３６の光学特性と、基層３８の光学特性とを分離して評価することができない。
【００４３】
評価装置３０は、こうして得られた図７に示す輝度プロファイル（ＹＡ−ＹＢ）、および図６に示す輝度プロファイルＹＢから、それぞれの輝度プロファイル曲線の変化率、輝度ピークの裾幅、輝度プロファイル曲線で囲まれる面積、ピーク輝度値などを指標として光学特性を評価することもできる。
また、光源１２として白色光源を用いた場合には、得られた画像を画像処理によってＲＧＢ分解することでＲＧＢ色毎の光学特性を評価することができる。
【００４４】
本発明に係る測定システム、測定装置、および測定用積層構造体は、基本的に以上のように構成されるが、本発明は、基層上に塗布された塗布材料の光学的特性の測定方法としても行うことができる。
本発明の測定方法においては、まず、図１に示す測定システム１０において、透明基板３２の一方の面の粘着層３４上にファンデーション等の塗布材料を塗布して塗布層３６を形成し、他方の面に基層３８を密着して、塗布層３６、透明基板３２、及び基層３８からなる図２に示す３層構造の積層構造体２２を形成する。
【００４５】
次に、こうして形成された積層構造体２２の一部に光源１２から出射され、スリット板１６で絞られたスリット光を照射する。
次に、絞られたスリット光が積層構造体２２に入射される入射方向に対して所定角度傾斜した方向から、積層構造体２２の塗布層３６で反射した光の分布と、塗布層３６および透明基板３２を透過し、積層構造体２２の基層３８で反射した光の分布とを分離して第１画像として撮影する。
【００４６】
さらに、透明基板３２の粘着層３４上に塗布材料を塗布して塗布層３６を形成して、塗布層３６、及び透明基板３２からなる図３に示す２層構造の積層構造体４０を形成する。
形成された積層構造体４０の一部に光源１２から出射され、スリット板１６で絞られたスリット光を照射する。
続いて、積層構造体４０の塗布層３６で反射した光の分布を第２画像として撮影する。
撮影された第１画像、及び第２画像から、塗布層３６及び透明基板３２を透過し、積層構造体２２の基層３８で反射した光の分布を求め、塗布層３６、及び基層３８の光学特性を分離して評価する。
こうして、本発明の測定方法を行うことができる。
【００４７】
なお、従来技術では、化粧品を塗布した肌の光反射に対し、仕上がりに非常に重要な項目である化粧品層（塗布層）と肌層（基層）の各層における反射を簡易に分離し、それぞれの光反射を評価することが困難であったため、化粧品の性能目標値を定量的に定め、開発することが非常に困難であった。
これに対し、本発明においては、化粧品などの塗布物の表面反射光と肌における散乱・反射光を分離でき、各層の光学特性を個別に評価できる。したがって、本発明の手法を用いることにより、化粧品、スキンケア用品の研究、開発を支援することができる。
【００４８】
また、本発明では、透明基板となる透明なガラス板に塗布するため、ガラス板を肌から取り外すことで、ファンデーション薄膜の透過率など、その他測定装置による測定が同一サンプルで実行可能となる。また、取り外しが可能なため下層となる人肌や肌レプリカを変化させた時の比較（肌の異なる人での比較）も可能となる。
さらに、本発明では、ファンデーションを透明基板である透明な平板に塗布するため、塗布中に塗りムラを確認しやすくなる。また、本発明では、塗布ムラが出来ないよう塗布作業を制御でき、定量的な比較が可能な程均一に塗布された積層構造体サンプルが作製可能となる。
【００４９】
以上、本発明の塗布材料の光学特性の測定システム、測定方法、測定装置、および積層構造体について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、肌や化粧品などの散乱媒質を含む多層構造の光学特性を分離して解析することにより、基礎化粧品やメイクアップ化粧品などの効果を予測し、研究、開発を支援することができる。
本発明は、皮膚以外にも、紙にインクで印字された印刷物、塗装膜などの散乱層を含む積層構造体などの解析にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  塗布材料の光学特性の測定システム
１２  光源
１４、１８、２０、２６  集光レンズ
１６  スリット板
２２、４０  積層構造体
２４  支持部材２４
２８  ＣＣＤカメラ
３０  評価装置
３２  透明基板
３４  粘着層
３６  塗布層
３８  基層
４２  スリット状照射光
４４  スリット状透過光
４６  内部散乱反射光
【図１】
2015188665.tif 000003
【図２】
2015188665.tif 000004
【図３】
2015188665.tif 000005
【図４Ａ】
2015188665.tif 000006
【図４Ｂ】
2015188665.tif 000007
【図５】
2015188665.tif 000008
【図６】
2015188665.tif 000009
【図７】
2015188665.tif 000010
【図８】
2015188665.tif 000011