(57)【要約】【課題】表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質を定量する。【解決手段】励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射部１００と、励起光の照射によって生じる蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定部１０２と、生体に対する励起光の照射角度を変更する角度変更機構とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射部と、
前記励起光の照射によって生じる蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定部と、
前記生体に対する前記励起光の照射角度を変更する角度変更機構とを備えていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記蛍光スペクトル測定部は、
前記角度変更機構により前記照射角度を変更することで設定される複数の照射角度のそれぞれについて前記蛍光スペクトルを測定するとともに、
測定された複数の蛍光スペクトルの中で特定波長のピーク強度が最大となる蛍光スペクトルをピーク強度発生蛍光スペクトルとして求め、
前記ピーク強度発生蛍光スペクトルが得られた照射角度を、ピーク強度発生照射角度として決定することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記照射角度を、前記生体における前記励起光が照射される面の法線方向と、前記励起光の照射方向とがなす角度として定義した場合、
前記ピーク強度発生蛍光スペクトルに係る前記特定波長の強度は、前記照射角度が小さいときには発生せず、前記照射角度が大きいときに発生するピークの強度に対応するものであることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記蛍光スペクトル測定部は、
前記励起光が第１照射角度にて前記生体に照射される際に生じる蛍光の蛍光スペクトルを、第１蛍光スペクトルとして測定し、
前記第１照射角度と異なる角度である第２照射角度にて前記励起光が前記生体に照射される際に生じる蛍光の蛍光スペクトルを、第２蛍光スペクトルとして測定し、さらに、
前記第１蛍光スペクトルと前記第２蛍光スペクトルとの相対比較を行うものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記蛍光スペクトル測定部は、
前記第１蛍光スペクトルにおける蛍光強度がピーク値を示す波長と、前記第２蛍光スペクトルにおける蛍光強度がピーク値を示す波長とが、同一の波長領域に存在する場合、前記第１蛍光スペクトルと前記第２蛍光スペクトルとを差分した差分蛍光スペクトルを求めるものであることを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記励起光源として、異なる複数の波長の励起光を発する光源を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記励起光源によって発せられる励起光の異なる複数の波長を、第１波長および第２波長とした場合、
前記蛍光スペクトル測定部は、
前記第１波長に係る励起光の照射角度と、当該励起光の照射によって生じる蛍光の強度との相関関係である第１相関関係と、
前記第２波長に係る励起光の照射角度と、当該励起光の照射によって生じる蛍光の強度との相関関係である第２相関関係とを相対比較することを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記励起光は、ＡＧＥｓ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ  Ｅｎｄｐｒｏｄｕｃｔｓ）を測定するために適した波長範囲を有していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項９】
前記励起光源から前記生体に至るまでの光学経路中に、コリメートレンズを備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１０】
励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射工程と、
前記生体に対する前記励起光の照射角度を変更しながら、複数の照射角度のそれぞれについて、前記励起光の照射によって生じる蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定工程を含むことを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を用いて得られる蛍光特性を利用した測定装置および測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、抗糖化（抗加齢）化粧品として、皮膚に蓄積したＡＧＥｓ（Advanced Glycation Endproducts；後期糖化反応生成物）の低減を目的としたものが商品化されている。このＡＧＥｓは、タンパク質と、糖質や脂質との非酵素的糖付加反応（メイラード反応）により形成される最終生成物であり、黄褐色を呈し、その一部は蛍光を発する物質である。また、ＡＧＥｓは、近くに存在する構造蛋白質と結合して架橋を形成する性質を有している。特にＡＧＥｓと真皮を構成しているコラーゲンとの架橋は、皮膚の弾力性を低下させるので、しわやくすみの原因としても問題となっている。
【０００３】
また、皮膚中にはＡＧＥｓ以外にも蛍光を示す物質があり、例えばヒドロキシプロリン、リボフラビン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）、プロトポルフィリン、チロシン、トリプトファン、エラスチン等の蛍光物質がある。これらの物質を評価することはＡＧＥｓ以外の阻害要因を把握する目的や、その他美容・健康に影響する指針を得る為の情報を取得できるという観点から有用である。
【０００４】
この点、皮膚中のＡＧＥｓやその他の蛍光物質を測定することに適用可能な技術として、たとえば、下記の特許文献１に開示された技術が存在する。
【０００５】
また、皮膚中に存在するＡＧＥｓやその他の蛍光物質に関しては、皮膚における特定の深さ領域に応じて異なる種類のものが存在するし、存在する量も異なる。
【０００６】
たとえば、表皮領域（表面〜深さ約０．２ｍｍ）中や真皮領域（深さ約０．２〜２．２ｍｍ）中にあるＡＧＥｓは、皮膚の弾力性を低下させたり、しわやくすみの原因となるので、美容上の観点から粗悪要因となっている。なお、この粗悪要因を解消する為の市販のクリーム等は、表皮や真皮中のＡＧＥsを減少させる方向に働く。
【０００７】
さらに、血管領域（深さ約２．２ｍｍ以下）中にもＡＧＥｓは存在する。そして、糖尿病の場合、血糖の上昇に伴い、ＡＧＥｓも増加するので、ＡＧＥｓをモニタリングすることで、糖尿病の早期発見、あるいは進行状況を把握することができる。なお、血液中のＡＧＥｓを低減する手段としては、糖尿病治療薬や機能性食品があるが、これらは直接的に血液中のＡＧＥｓ量を制御するものである。
【０００８】
このように、皮膚中の特定の深さ領域（表皮領域、真皮領域、血管領域）におけるＡＧＥｓ量を把握することは極めて有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２９０２３４号公報（２００４年１０月２１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、種々のＡＧＥｓについて、特に表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質を定量するという点においては、上記特許文献１に開示された技術は不十分である。
【００１１】
なぜなら、特許文献１においては、皮膚の深さに応じてＡＧＥｓの種類や量が異なるという点について全く記載されていない。すなわち、特許文献１は、様々な種類のＡＧＥｓについて、真皮および表皮のみに存在する蛍光物質の定量が必要であるという課題を開示していない。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質を簡易な構成で定量できる測定装置および測定方法を提供し得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の測定装置は、上記課題を解決するため、励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射部と、前記励起光の照射によって生じる蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定部と、前記生体に対する前記励起光の照射角度を変更する角度変更機構とを備えていることを特徴としている。
【００１４】
生体に対する励起光の照射角度（生体における励起光が照射される面の法線方向と、励起光の照射方向とがなす角度）が小さい場合、励起光は生体内を進行する際にそれほど強度が減衰しない。すなわち、表皮および真皮領域に存在する蛍光物質（蛍光物質Ａとする）、あるいは血管領域に存在する蛍光物質（蛍光物質Ｂとする）のいずれに対しても、励起光は照射される。これにより、蛍光スペクトル測定部で測定される蛍光スペクトルにおいて、蛍光物質Ａのピークが蛍光物質Ｂのピークに隠れてしまい、蛍光物質Ａのピークを認識できない場合がある。
【００１５】
しかしながら、本発明は、角度変更機構を備えているので、生体に対する励起光の照射角度を変更することができる。これにより、生体に対する励起光の照射角度を大きくすることができる。そして、このように照射角度を大きくすると、生体内を進行する励起光の伝搬距離が、照射角度が小さい場合よりも大きくなる。
【００１６】
つまり、照射角度を大きくすると、照射角度が小さい場合よりも、蛍光物質Ａに照射される励起光の強度が、蛍光物質Ｂに照射される励起光の強度よりも大きな値となる。これにより、蛍光スペクトル測定部で測定される蛍光スペクトルにおいては、蛍光物質Ａに対応するピーク値が、蛍光物質Ｂに対応するピーク値よりも明確に現れるので、蛍光物質Ａのピークの存在をより確実に認識できる。
【００１７】
このように、本発明は、角度変更機構を設けるという簡易な構成により、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質の定量が可能となる。
【００１８】
さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記蛍光スペクトル測定部が、前記角度変更機構により前記照射角度を変更することで設定される複数の照射角度のそれぞれについて前記蛍光スペクトルを測定するとともに、測定された複数の蛍光スペクトルの中で特定波長のピーク強度が最大となる蛍光スペクトルをピーク強度発生蛍光スペクトルとして求め、前記ピーク強度発生蛍光スペクトルが得られた照射角度を、ピーク強度発生照射角度として決定することが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、蛍光スペクトル測定部は、測定された複数の蛍光スペクトルの中で特定波長のピーク強度が最大となる蛍光スペクトルを、ピーク強度発生蛍光スペクトルとして求める。
【００２０】
これにより、たとえば蛍光物質Ａに対応する蛍光ピークが現れる波長を特定波長とすれば、複数の照射角度のそれぞれについて測定された蛍光スペクトルのうち、真皮および表皮に存在する蛍光物質Ａに対応する蛍光強度が最大となる蛍光スペクトルが、ピーク強度発生蛍光スペクトルとして求められる。
【００２１】
そして、ピーク強度発生蛍光スペクトルが得られた照射角度としてピーク強度発生照射角度を得ておけば、それ以降の蛍光スペクトルの測定時に、励起光の照射角度をピーク強度発生照射角度に設定するだけで、蛍光物質Ａに対応する蛍光ピークが最大となる蛍光スペクトルを容易に得ることできる。これにより、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質Ａの定量を高い再現性で行うことができる。
【００２２】
また、ピーク強度発生蛍光スペクトルは、特定波長のピーク強度が最大となる蛍光スペクトルである。よって、特定波長以外の波長で蛍光ピークを示す蛍光物質が存在していても、ピーク強度発生スペクトルを測定することにより、特定波長において蛍光ピークを示す蛍光物質の存在を明確に把握できる。この点において、上記構成によれば、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質に係る測定を、他の蛍光物質の影響を受けることなく選択的に行うことができる。
【００２３】
さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記照射角度を、前記生体における前記励起光が照射される面の法線方向と、前記励起光の照射方向とがなす角度として定義した場合、前記ピーク強度発生蛍光スペクトルに係る前記特定波長の強度は、前記照射角度が小さいときには発生せず、前記照射角度が大きいときに発生する蛍光強度のピーク値に対応するものであることが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、蛍光スペクトル測定部は、照射角度が小さいときには発生せず、照射角度が大きいときに発生する蛍光強度のピーク値が、測定された複数の蛍光スペクトルの中で最大となる蛍光スペクトルを、ピーク強度発生蛍光スペクトルとして求める。
【００２５】
これにより、真皮および表皮に存在する蛍光物質の存在を的確に把握することが可能となる。
【００２６】
さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記蛍光スペクトル測定部が、前記励起光が第１照射角度にて前記生体に照射される際に生じる蛍光の蛍光スペクトルを、第１蛍光スペクトルとして測定し、前記第１照射角度と異なる角度である第２照射角度にて前記励起光が前記生体に照射される際に生じる蛍光の蛍光スペクトルを、第２蛍光スペクトルとして測定し、さらに、前記第１蛍光スペクトルと前記第２蛍光スペクトルとの相対比較を行うものであることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、第１照射角度にて励起光が照射された場合に測定される第１蛍光スペクトルと、第２照射角度にて励起光が照射された場合に測定される第２蛍光スペクトルとを得ることができる。これにより、第１照射角度により測定された第１蛍光スペクトルのピーク値と、第２照射角度により測定された第２蛍光スペクトルのピーク値とを相対比較することができる。
【００２８】
そして、既知の蛍光物質に対応する蛍光スペクトルのピーク値と、第１照射角度と第２照射角度との間の大小関係とを手掛かりとし、既知蛍光物質の存在領域に対する未知蛍光物質の存在領域の相対深さを判断することができる。
【００２９】
たとえば、第１蛍光スペクトルが、既知蛍光物質に対応するピーク値Ａ１と、未知蛍光物質に対応するピーク値Ｂ１とを示していると仮定する。同様に、第２蛍光スペクトルが、既知蛍光物質に対応するピーク値Ａ２と、未知蛍光物質に対応するピーク値Ｂ２とを示していると仮定する。さらに、ピーク値Ａ１とピーク値Ａ２とは同じ大きさとなるよう規格化した際、ピーク値Ｂ２がピーク値Ｂ１よりも大きな値であり、なおかつ第２照射角度が第１照射角度よりも大きな値であると仮定する。
【００３０】
この場合、未知蛍光物質は既知蛍光物質よりも浅い領域、たとえば表皮や真皮領域に多く存在していることを判断することができる。
【００３１】
以上のとおり、上記構成によれば、測定された第１蛍光スペクトルおよび第２スペクトルから、生体内に存在する蛍光物質が存在する深さを把握することが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記蛍光スペクトル測定部が、前記第１蛍光スペクトルにおける蛍光強度がピーク値を示す波長と、前記第２蛍光スペクトルにおける蛍光強度がピーク値を示す波長とが、同一の波長領域に存在する場合、前記第１蛍光スペクトルと前記第２蛍光スペクトルとを差分した差分蛍光スペクトルを求めるものであることが好ましい。
【００３３】
上記構成によれば、第１蛍光スペクトルと第２蛍光スペクトルとを差分した差分蛍光スペクトルが求められる。これにより、生体における特定の深さに存在する蛍光物質の蛍光スペクトルであって、他の領域に存在する蛍光物質の影響が低減された蛍光スペクトルを、差分スペクトルとして得ることができる。
【００３４】
たとえば、前述の仮定と同様に、第１蛍光スペクトルが、既知蛍光物質に対応するピーク値Ａ１と、未知蛍光物質に対応するピーク値Ｂ１とを示していると仮定する。同様に、第２蛍光スペクトルが、既知蛍光物質に対応するピーク値Ａ２と、未知蛍光物質に対応するピーク値Ｂ２とを示していると仮定する。さらに、ピーク値Ａ１とピーク値Ａ２とが同じ大きさとなるよう規格化した際、ピーク値Ｂ２がピーク値Ｂ１よりも大きな値であり、なおかつ、第２照射角度が第１照射角度よりも大きな値であると仮定する。
【００３５】
この場合、未知蛍光物質は既知蛍光物質よりも浅い領域に多く存在していることがわかる。すなわち、既知蛍光物質が血管領域に存在する蛍光物質であれば、未知蛍光物質は、表皮や真皮領域に多く存在していることを判断することができる。そして、第１蛍光スペクトルと第２蛍光スペクトルとを差分して差分蛍光スペクトルを得ることにより、表皮や真皮領域に存在する未知蛍光物質の影響を低減し、血管領域に存在する既知蛍光物質に対応する蛍光スペクトルを得ることができる。
【００３６】
さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記励起光源として、異なる複数の波長の励起光を発する光源を備えていることが好ましい。
【００３７】
上記構成によれば、生体内に存在する種々の蛍光物質のそれぞれを励起させるのに最適な波長を複数選択し、選択された複数の波長の励起光を光源から発することができる。これにより、各蛍光物質に対応するピーク値が明確に出現した蛍光スペクトルを得ることができ、生体内の蛍光物質をより的確に測定することができる。
【００３８】
さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記励起光源によって発せられる励起光の異なる複数の波長を、第１波長および第２波長とした場合、前記蛍光スペクトル測定部が、前記第１波長に係る励起光の照射角度と、当該励起光の照射によって生じる蛍光の強度との相関関係である第１相関関係と、前記第２波長に係る励起光の照射角度と、当該励起光の照射によって生じる蛍光の強度との相関関係である第２相関関係とを相対比較するものであることが好ましい。
【００３９】
上記構成によれば、生体内に存在する異なる蛍光物質の間の相対深さをより的確に判断することができる。
【００４０】
さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記励起光が、ＡＧＥｓ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ  Ｅｎｄｐｒｏｄｕｃｔｓ）を測定するために適した波長範囲を有していることが好ましい。
【００４１】
上記構成によれば、蛍光物質としての後期糖化反応生成物の定量をより的確に行うことができる。
【００４２】
さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記励起光源から前記生体に至るまでの光学経路中に、コリメートレンズを備えていることが好ましい。
【００４３】
上記構成によれば、生体に照射される励起光がコリメートレンズにより概略平行光となる。これにより、励起光における光軸中心を進行する光の生体に対する照射角度と、励起光における光軸中心以外の箇所を進行する光の生体に対する照射角度とが、実質的に等しいものとなる。
【００４４】
すなわち、生体に対して一様な照射角度で励起光を照射することができるので、蛍光スペクトルを安定して測定することができるとともに、精度良く測定することができる。
【００４５】
また、本発明の測定方法は、上記課題を解決するため、励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射工程と、前記生体に対する前記励起光の照射角度を変更しながら、複数の照射角度のそれぞれについて、前記励起光の照射によって生じる蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定工程を含むことを特徴としている。
【００４６】
上記工程を含む測定方法によれば、本発明の測定装置と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質を定量できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る皮膚状態測定装置を説明するための概念図である。
【図２】図２は、皮膚表面の直下における励起光強度と真皮最深層における励起光強度との比を、照射角度θの値との関係で示す光学シミュレーション結果である。
【図３】図３は、励起光の照射角度（θ１）、皮膚中における光進行方向の角度（θ２）、および皮膚表面直下からの深さ（ｔ）を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、励起光の照射角度θが小さいときに測定される蛍光スペクトルを示す図であり、図４（ｂ）は、励起光の照射角度θが大きいときに測定される蛍光スペクトルを示す図であり、図４（ｃ）は、「特定波長のピーク強度」の定義を説明するための図である。
【図５】励起光の照射角度を８０度に設定して励起光を皮膚に照射する状態を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、皮膚表面に対し励起光が拡散しながら照射されている状態を示す図であり、図６（ｂ）は、皮膚表面に対し励起光が収束しながら照射されている状態を示す図である。
【図７】図７（ａ）は、皮膚状態測定装置の全体的な装置構成を示す模式図であり、図７（ｂ）は、プローブの紙面に平行な面における断面図である。
【図８】図８（ａ）は、励起光の照射角度を略０度に近い照射角度に設定することにより得られた蛍光スペクトルを示す図であり、図８（ｂ）は、照射角度を第１照射角度よりも大きな第２照射角度に設定することにより得られた蛍光スペクトルを示す図である。
【図９】図９は、波長が３６５ｎｍの励起光を、照射角度がほぼ０度の状態で試験ピースに照射（垂直照射）することで測定された蛍光スペクトルを示す図である。
【図１０】図１０は、波長が２９０ｎｍの励起光を、照射角度がほぼ０度の状態で試験ピースに照射（垂直照射）することで測定された蛍光スペクトルを示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、照射角度θが大きい場合に波長３６５ｎｍの励起光を皮膚に照射したときに得られる蛍光スペクトルを示す図であり、図１１（ｂ）は、照射角度θが大きい場合に波長２９０ｎｍの励起光を皮膚に照射したときに得られる蛍光スペクトルを示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、波長３６５ｎｍの励起光を皮膚に照射することで測定される蛍光スペクトルを示す図である。図１２（ｂ）は、波長２９０ｎｍの励起光を皮膚に照射することで測定される蛍光スペクトルを示す図である。図１２（ｃ）は、照射角度を変更させた場合、図１２（ａ）に示す蛍光スペクトルのピーク強度がどのように変化するかを示すグラフである。図１２（ｄ）は、照射角度を変更させた場合、図１２（ｂ）に示す蛍光スペクトルのピーク強度がどのように変化するかを示すグラフである。
【図１３】皮膚における照射角度θや深さＴの定義を示す図である。
【図１４】図１４は、蛍光スペクトルのピーク強度と、照射角度との相関関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１５】図１５（ａ）は、照射角度θをほぼ０度として小さな値に設定した上で、測定された蛍光スペクトル（第１蛍光スペクトル）を示す図である。また、図１５（ｂ）は、照射角度θを０度ではなくある程度大きな値（６０度程度）に設定した上で測定された蛍光スペクトル（第２蛍光スペクトル）を示す図である。
【図１６】図１１（ａ）に示す蛍光スペクトルから図１１（ｂ）に蛍光スペクトルを差分することにより得られる差分スペクトルを示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の測定装置に係る角度変更機構の変形例を説明するための図である。
【図１８】図１８は、本発明の測定装置に係る変形例を示す図である。
【図１９】図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、本発明の皮膚状態測定装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
〔１．基本原理〕
図１は、本発明の一実施形態に係る皮膚状態測定装置（測定装置）１００を説明するための概念図である。図１に示すように、皮膚状態測定装置１００は、励起光源から導光される励起光を皮膚１０３の一部に励起光を照射する照射部１０１と、皮膚の一部に励起光が照射されることにより生じた蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定部１０２とを備えている。
【００５０】
なお、蛍光スペクトル測定部１０２は、集光レンズ、光ファイバー、および分光器等の光学機器が集合することにより構成されるものであるが、図１においては模式的に１ブロックとして記載している。また、蛍光スペクトル測定部１０２は、蛍光スペクトルを測定するのみならず、測定された蛍光スペクトルに対して種々の解析や演算を行う機能も具備しているものである。
【００５１】
また、照射部１０１から照射される励起光の照射方向と、皮膚１０３において励起光が照射される面の法線方向とがなす角度を照射角度θとすると、皮膚状態測定装置１００は、零ではない（０よりも大きな）値として設定される照射角度θにて、照射部１０１から励起光を皮膚１０３に照射する。そして、皮膚状態測定装置１００は、このように励起光が照射されることにより生じた蛍光に係る蛍光スペクトルを、蛍光スペクトル測定部１０２により検出することで測定可能である。
【００５２】
また、照射部１０１から照射される励起光は、皮膚１０３中の蛍光物質を励起する為に用いられる。さらに、蛍光スペクトル測定部１０２は、励起された蛍光物質からの蛍光を検出する為に用いられる。なお、皮膚中において蛍光を示す物質としては、後期糖化反応生成物（ＡＧＥｓ：Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ  Ｅｎｄｐｒｏｄｕｃｔｓ）、ヒドロキシプロリン、リボフラビン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）、プロトポルフィリン、チロシン、トリプトファン、エラスチン等が存在する。そして、皮膚に照射される励起光の波長としては、上述の後期糖化反応生成物の測定に適した波長範囲である３１５〜６００ｎｍとすることが好ましく、より好ましくは３１５〜４００ｎｍの範囲とすればよい。
【００５３】
図２は、皮膚表面の直下における励起光強度と真皮最深層における励起光強度との比を、照射角度θの値との関係で示す光学シミュレーション結果である。
【００５４】
より具体的には、図２に係る縦軸は、皮膚表面直下から真皮最深層までに吸収される励起光強度と真皮最深層より深いところで吸収される励起光強度との比を、励起光の照射角度が０°における値を１として表した相対値を表している。また、図２に係る横軸は、励起光の照射角度θを表している。
【００５５】
図２に示すように、励起光の照射角度が大きくなるほど縦軸の数値が大きくなっている。これは、真皮最深層に比べて皮膚表面直下における励起光強度が相対的に大きくなっていることを表している。
【００５６】
なお、光学シミュレーションにおいて、皮膚表面内部の構造は均一、すなわち屈折率（実数部）及び吸収係数は一定とした。また、図３に示すように、励起光の照射角度をθ１、皮膚中における光進行方向の角度をθ２、皮膚表面直下からの深さをｔ、皮膚中の屈折率（実数部）をｎ、吸収係数をαとし、励起光強度Ａとして次式を用いた。
【００５７】
【数１】
2013138720.tif 000003
【００５８】
上式を用い、皮膚直下から真皮最下層までの間に吸収される光パワーは、
【００５９】
【数２】
2013138720.tif 000004
【００６０】
と表現できる。
【００６１】
また、真皮最下層より深い所で吸収される光パワーは
【００６２】
【数３】
2013138720.tif 000005
【００６３】
と表現できる。
これらの数式より、図２における縦軸の値は
【００６４】
【数４】
2013138720.tif 000006
【００６５】
と表現された式より算出を行った。また皮膚の屈折率は１．４、吸収係数は３５〜５０［ｃｍ−１］、真皮最深層の深さは０．２２［ｃｍ］を用いた。
【００６６】
図２より、θが例えばθが６０度の場合における、皮膚表面から真皮最深層までの励起光強度の、真皮最深層以下の励起光強度に対する相対値は、０度の時に比べて６〜２０倍となっている。すなわち、励起光を皮膚表面に対し垂直に入射させた場合（θ＝０度の場合）に比べ、θ１＝６０度の角度で入射させた場合、皮膚表面から真皮最深層までの領域が相対的に６〜２０倍強く励起されることになる。これにより、皮膚状態測定装置１００を用いることにより、皮膚表面から所定の深さまでの情報を得ることができる。
【００６７】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、皮膚状態測定装置１００を用いて得られる蛍光スペクトルの模式概念図である。特に、図４（ａ）は、励起光の照射角度θが小さいとき（θが０度に近いとき）に、蛍光スペクトル測定部１０２によって測定される蛍光スペクトルを表しており、２つの蛍光ピーク（第１のピーク、第２のピーク）が測定されている。これに対し、図４（ｂ）は、励起光の照射角度θが大きいとき（θが９０度に近いとき）に、蛍光スペクトル測定部１０２によって測定される蛍光スペクトルを表しており、２つの蛍光ピーク（第１のピーク、第２のピーク）が測定されている。
【００６８】
なお、第１のピークは第２のピークよりも短波長側のピークであると定義している。また、図４（ａ）および図４（ｂ）のいずれの蛍光スペクトルにおいても、第２のピークの高さが同じとなるよう、蛍光スペクトルに係る縦軸の値（相対光強度）の規格化を行っている。また、図４（ａ）の第１のピークに係る中心波長と、図４（ｂ）における第１のピークに係る中心波長は同じであるとする。さらに、図４（ａ）の第２のピークに係る中心波長と、図４（ｂ）における第２のピークに係る中心波長は同じであるとする。
【００６９】
そして、図４（ｂ）では図４（ａ）に比べ、第２のピークに対する第１のピークの相対光強度が増加していることが判る。換言すれば、第１のピークは、照射角度が小さいときには発生せず、照射角度が大きいときに発生しているといえる。これは、図２を用いて説明したように、励起光の照射角度θが大きくなるほど、皮膚表面直下の励起光強度が相対的に大きくなるので、第１のピークは皮膚表面に比較的近い層から発せられた蛍光であり、第２のピークは比較的深い層から発せられた蛍光であることが判る。
【００７０】
このように、照射角度θを変更することにより、蛍光スペクトルのピーク値が変化する性質を利用して、本実施形態に係る皮膚状態測定装置１００は、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質の定量が可能とするものである。つまり、本実施形態に係る皮膚状態測定装置１００は、図１に示す構成において、皮膚１０３に対する励起光の照射角度を変更する角度変更機構を備えているのである、なお、角度変更機構の具体的構成については、後述する。
【００７１】
そして、皮膚状態測定装置１００は、角度変更機構を具備していることにより、生体に対する励起光の照射角度θを大きくすることができる。そして、このように照射角度θを大きくすると、生体内を進行する励起光の伝搬距離が、照射角度θが小さい場合よりも大きくなる。そして、照射角度θが大きくなると、照射角度θが小さい場合よりも、表皮・真皮のみに存在する蛍光物質（トリプトファンＡＧＥｓ等）に照射される励起光の強度が、血管領域に存在する蛍光物質（コラーゲンＡＧＥｓ等）に照射される励起光の強度よりも大きな値となる。
【００７２】
これにより、蛍光スペクトル測定部１０２で測定される蛍光スペクトルにおいては、トリプトファンＡＧＥｓ等に対応するピーク値が、コラーゲンＡＧＥｓに対応するピーク値よりも明確に現れる。
【００７３】
つまり、図４（ａ）に示すように、照射角度θが小さい場合、トリプトファンＡＧＥｓに対応するピーク値が、コラーゲンＡＧＥｓに対応するピーク値に隠れてしまって明確に現れていない。これは、表皮・真皮に存在するトリプトファンＡＧＥｓに照射される励起光の強度と、血管領域に存在するコラーゲンＡＧＥｓに照射される励起光の強度とが、それほど変わらないからである。
【００７４】
しかしながら、皮膚状態測定装置１００の角度変更機構を用いて照射角度θを大きな値とすれば、図４（ｂ）に示すように、照射角度θが小さな場合よりも、トリプトファンＡＧＥｓに対応するピーク値が明確に現れた蛍光スペクトルを得ることができる。
【００７５】
以上のように、本実施形態に係る皮膚状態測定装置１００は、角度変更機構により照射角度θを変更しながら、それぞれの照射角度において蛍光スペクトル測定部１０２で蛍光スペクトルを測定する。そして、蛍光スペクトル測定部１０２は、測定された複数の蛍光スペクトルの中で、トリプトファンＡＧＥｓ等の表皮・真皮のみに存在する蛍光物質のピーク値（特定波長のピーク強度）が最大となる蛍光スペクトル（ピーク強度発生蛍光スペクトル）が得られる照射角度θ（ピーク強度発生照射角度）を決定する。このようにして、皮膚状態測定装置１００は、トリプトファンＡＧＥ等の存在を把握することができるので、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質の定量が可能となる。
【００７６】
なお、「特定波長のピーク強度」なる文言の定義について、より具体的に説明する。図４（ｃ）に示すように、蛍光ピークに関する短波長側に、当該ピークに隣接する谷１が存在し、蛍光ピークに関する長波長側に、当該ピークに隣接する谷２が存在すると仮定する。そして、蛍光ピークと当該ピークに隣接する谷１との光強度の差を強度差１とし、蛍光ピークと当該ピークに隣接する谷２との光強度の差を強度差２とすると、強度差２の方が強度差１よりも小さな場合、「特定波長のピーク強度」は、強度差２を指すものとする。
【００７７】
すなわち、蛍光ピークに関する短波長側および長波長側の両方に蛍光強度の谷が存在している場合、蛍光ピークと短波長側の谷に係る光強度との間における強度差と、蛍光ピークと長波長側の谷に係る光強度との間における強度差とのうち、小さな方の強度差が「特定波長のピーク強度」に相当する。
【００７８】
なお、蛍光ピークの短波長側および長波長側の内、片側若しくは両側に谷が存在しない場合は、谷の光強度は０と見なすものとする。
【００７９】
また、本発明者らは、皮膚表面と平行な方向に係る変位量と蛍光強度との間の関数から、皮膚の深さ方向に係る蛍光強度の分布を測定する方法についても検討したが、下記の通り困難であると判断した。
【００８０】
つまり、図５に示すように、励起光の照射角度を現実的に実現可能な上限値である８０度として想定すると、皮膚は１．４程度の屈折率を有しているため、空気／皮膚界面で励起光は屈折する。そして、スネルの法則より、皮膚表面の法線から約４５度（＝Ｓｉｎ−１（ｓｉｎ８０°÷１．４））の角度で、励起光は進行する。たとえば、皮膚表面より２．２ｍｍ付近に真皮／血管界面が存在するので、真皮の被照射領域（励起光が照射される領域）と血管の被照射領域とは、皮膚表面に平行な方向に関して約２．２ｍｍの距離を隔てていることになる。
【００８１】
さらに、血管領域に励起光が照射されることにより生じた蛍光は全方向に照射され、皮膚表面に到達するまでに皮膚構造中で散乱する。また、照射ビーム径は有限の大きさを有している。
【００８２】
以上のとおりであるから、蛍光強度の深さ方向分布を、皮膚表面に平行な方向に空間的に分離して測定するためには、たとえば、真皮の被照射領域と血管の被照射領域との間に存在する皮膚表面に平行な方向の距離の隔たりを考慮しなければならない。さらには、皮膚構造中における蛍光の散乱や、照射ビーム径も考慮しなれければならい。よって、蛍光強度の深さ方向分布を、皮膚表面に平行な方向に空間的に分離して測定することは極めて困難であることが判る。
【００８３】
なお、図４（ａ）および図４（ｂ）のように、第１のピークおよび第２のピークにおける相対強度比が入射角度によって変化したことを確認するためには、図２に示す照射角度θと励起光強度比との関係において、照射角度として異なる２つの角度（第１の照射角度、第２の照射角度）を選択した場合、第１の照射角度に対応する励起光強度比と、第２の照射角度に対応する励起光強度比とが、少なくとも１．３倍以上異なることが必要である。なお、この１．３倍という値は、もちろん蛍光スペクトル測定時のノイズレベルに応じて変更され得る値である。
【００８４】
そして、図２によれば、２つの励起光の照射角度が５度以上異なっていれば、上記条件を満たすことになるが、望ましくは１０度以上異なっていることが良く、さらに望ましくは２０度以上異なっていることが良い。ただし、照射角度が８０度より大きくなると、図２における縦軸の値が飽和傾向を示していることや、励起光の照射面積が広くなり皮膚表面の凹凸や体毛の影響を受けやすくなることから、測定再現性が低くなると考えられる。したがって、照射角度は８０度以下に設定することが望ましい。
【００８５】
なお、本実施形態においては、蛍光強度の波長依存性を示す蛍光スペクトルを、蛍光スペクトル測定部１０２において測定結果として得ているが、これ以外を測定結果として得てもよい。たとえば、特定の蛍光物質のピーク波長を選択的に透過するフィルターと、光強度を検出する光検出器（例えばフォトディテクタ）とを用いた測定によって得られる光強度値を、測定結果として得てもよい。このような測定結果を用いた評価によっても、表皮・真皮領域のみに存在する蛍光物質の定量を行うことができることはいうまでもない。
【００８６】
また、図６（ａ）は、皮膚表面に対し励起光が拡散しながら照射されている状態を示す図であり、図６（ｂ）は、皮膚表面に対し励起光が収束しながら照射されている状態を示す図である。なお、図６（ａ）に示すような拡散状態は、たとえば、光ファイバー端面からそのまま励起光を皮膚に照射することにより実現される。また、図６（ｂ）に示すような収束状態は、たとえば、励起光を集光レンズに透過させることにより実現される。
【００８７】
そして、図６（ａ）および図６（ｂ）のいずれの場合についても、皮膚表面に対する励起光の照射角度は、θａ〜θｂの範囲内で分布している。θａおよびθｂのいずれの値についても、構造パラメータから幾何学計算を行うことにより容易に把握することができる。そして、θａとθｂとの平均値が光軸中心となり、この光軸中心と皮膚表面の法線とがなす角度が、前述のθに係る条件を満たしていれば、表皮や真皮領域に存在する蛍光物質の定量を行うことができる。
【００８８】
しかしながら、θａとθｂとの差が大きくなると、表皮や真皮領域に存在する蛍光物質の存在を検知する精度が低下する可能性があるので、θａとθｂとの差は小さいことが望ましい。より具体的には、｜θａ−θｂ｜≦１０度とすることが望ましい。さらに望ましくは、｜θａ−θｂ｜≦５度とすることが望ましく、さらに望ましくはθａ≒θｂ、即ち励起光を概略平行光とすることが望ましい。なお、励起光を概略平行光とするために、光源から励起光が照射される皮膚の一部までの光学経路中に、コリメートを目的とした凸レンズ等が配置されることが可能である。
【００８９】
また、図６（ａ）に示す拡散状態が、たとえば光ファイバー端面からそのまま励起光を出射することにより実現されている場合、Δθ＝｜θａ−θｂ｜の値は、光ファイバーのＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）＝ｓｉｎΔθ／２より計算できる。また、図６（ｂ）に示す収束状態が、たとえば集光レンズに励起光を透過させることにより実現されている場合、Δθ＝｜θａ−θｂ｜の値は、レンズの焦点距離ｆおよびレンズ半径ｒを用い、ｔａｎ（Δθ／２）＝ｒ／ｆと計算できる。
【００９０】
〔２．角度変更機構の具体的構成例〕
以下、本実施形態に係る皮膚状態測定装置１００が備える角度変更機構の具体的構成について説明する。なお、図１に示した皮膚状態測定装置１００は、当該装置に係る主要構成である照射部１０１および蛍光スペクトル測定部１０２のみを概略的に図示するものであったが、皮膚状態測定装置１００に係る主要構成以外の構成を理解すれば、角度変更機構の具体的な構成をより明確に理解することができる。そのため、図７（ａ）および図７（ｂ）を用いて、皮膚状態測定装置１００に係る具体的構成について説明する。
【００９１】
まず、図７（ａ）は、皮膚状態測定装置１００の全体的な装置構成を示す模式図であり、光源１１１および分光器１１２からなる測定装置本体部１１３と、皮膚状態を測定する為に皮膚表面に接触されるプローブ１１４と、測定装置本体部１１３とプローブ１１４とを光学的に接続しているバンドルファイバー１１５と、分光器１１２と電気的に接続されるように配置され測定結果を表示する表示手段１１６とで構成されている。また、バンドルファイバー１１５の両端は、各々２本のファイバーに分岐しており、一方が励起側光ファイバー１１７であり、他方が受光側光ファイバー１１８となっている。
【００９２】
また、図７（ｂ）は、プローブ１１４の紙面に平行な面における断面図を示している。図７（ｂ）に示すように、プローブ１１４の筐体１１９には、２つのアーム１２０が接続されている。これら２つのアーム１２０は、いずれも皮膚の一部１２１に照射されるエリアの概略中心を通る紙面垂直方向の直線を回転中心軸１２２として、筐体１１４内部に加工されたレール１２３に沿って回転できる機構となっている。
【００９３】
また、２つのアーム１２０のそれぞれには、励起側光ファイバー１１７および受光側光ファイバー１１８が機械的に固定されている。そして、励起側光ファイバー１１７の先にはコリメートレンズ１２５が、受光側光ファイバー１１８の端面の先には集光レンズ１２６が配置されている。
【００９４】
そして、図７（ｂ）に示す構成のうち、励起側光ファイバー１１７、当該ファイバー１１７が接続されたアーム１２０、およびコリメートレンズ１２５が、図１に示す照射部１０１に対応している。また、図７（ｂ）に示す構成のうち、受光側光ファイバー１１８、当該ファイバー１１８に接続されたアーム１２０、および集光レンズ１２６が、図１に示す蛍光スペクトル測定部１０２に対応している。
【００９５】
そして、上記構成により、励起側光ファイバー１１７から出射された励起光１２７はコリメートレンズを通して概略平行光となり、皮膚の一部１２１に照射される。また、励起光により皮膚内部の蛍光物質が励起されることにより生じた蛍光１２８は、集光レンズ１２６を通して受光側光ファイバー１１８の端面に結合される仕組みとなっている。
【００９６】
また、筐体１１４は、皮膚の一部と接触する接触部分１２９が突出した構造となっている。また、光源１１１としては、中心波長３６５ｎｍの近紫外ＬＥＤ光源を使用しており、各種光ファイバー及びレンズは全て近紫外光用となっている。
【００９７】
以上の構成により、皮膚状態測定装置１００は、励起側光ファイバ１１７が接続されたアーム１２０を、レール１２３に沿って回転させることにより、皮膚の一部１２１に対する励起光１２７の照射角度を変更することができるのである。すなわち、アーム１２０およびレール１２３により、皮膚に対する励起光の照射角度を変更する角度変更機構が実現されているといえる。
【００９８】
このように、皮膚状態測定装置１００は、角度変更機構としてのアーム１２０およびレール１２３を具備することにより、零でない照射角度にて励起光１２７を皮膚の一部に照射することができる。そして、皮膚状態測定装置１００を用いて、表皮及び真皮中のＡＧＥｓを減少させるクリームを施した被験者１０名と、前記クリームを施していない被験者１０名を対象に、皮膚の一部に対して励起光を零でない照射角度で照射することにより生じる蛍光のスペクトルを測定した（ケースＡとする）。その結果、クリームを施した被験者の方が、クリームを施していない被験者に比べて、顕著に少ないＡＧＥs量が検出された。
【００９９】
これに対し、皮膚の一部に対して励起光がほぼ０度の照射角度にて照射される状態で蛍光スペクトルを測定したところ（ケースＢとする）、クリームを施した被験者と、クリームを施していない被験者との間で、ＡＧＥｓ量に顕著な差異は見られなかった。これは、ケースＢにおいては、皮膚の表皮や真皮領域に存在するＡＧＥｓ（トリプトファンＡＧＥｓ）だけでなく、血管領域中のＡＧＥｓ（コラーゲンＡＧＥｓ等）の量も併せて検出されるので、ＡＧＥｓを減少させるというクリームの効果を把握できていないといえる。
【０１００】
一方、ケースＡでは、零でない照射角度にて励起光を皮膚に照射すること、すなわち皮膚に対して斜め方向から励起光を照射することにより、血管領域に存在するＡＧＥｓの影響を受けることなく、表皮および真皮領域にのみ存在する蛍光物質（トリプトファンＡＧＥｓ等）の量が検出される。これにより、クリームによるＡＧＥｓの低減効果がケースＡでは明確に把握できているといえる。
【０１０１】
〔３．異なる２つの照射角度における蛍光スペクトルの測定〕
また、本実施形態の皮膚状態測定装置１００は、上述のような角度変更機構を具備していることにより、異なる２つの照射角度（第１照射角度、第２照射角度）における蛍光スペクトルの測定を蛍光スペクトル測定部１０２にて行うことができる。これにより、既知の蛍光物質に対応する蛍光スペクトルのピーク値と、第１照射角度と第２照射角度との間の大小関係とを手掛かりとし、既知蛍光物質の存在領域に対する未知蛍光物質の存在領域の相対深さを判断することができる。この点について、以下により具体的な説明を行う。
【０１０２】
図８（ａ）は、皮膚状態測定装置１００の角度変更機構を用いて、励起光の照射角度を略０度に近い照射角度（第１照射角度）に設定することにより得られた蛍光スペクトル（第１蛍光スペクトル）を示す図である。また、図８（ｂ）は、照射角度を第１照射角度よりも大きな第２照射角度に設定することにより得られた蛍光スペクトル（第２蛍光スペクトル）を示す図である。
【０１０３】
図８（ａ）および図８（ｂ）のいずれにおいても、２つの波長において蛍光ピークが出現している。そして、図８（ａ）および図８（ｂ）に出現した２つの蛍光ピークのうち、長波長側の第２のピークは既知の物質（コラーゲンＡＧＥｓ等）に対応する蛍光ピークであり、短波長側の第１のピークはトリプトファンＡＧＥｓ等に対応する蛍光ピークであるとする。なお、図８（ａ）および図８（ｂ）に示す蛍光スペクトルは、既知の物質に対応する蛍光ピークの値が同じとなるよう、それぞれ規格化されている。
【０１０４】
そして、図８（ａ）と図８（ｂ）とを比較すれば判るように、図８（ａ）におけるトリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピーク値よりも、図８（ｂ）におけるトリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピーク値が大きくなっている。この蛍光ピーク値の相対比較結果から、トリプトファンＡＧＥｓに対しては、照射角度を大きく設定することにより、より大きな強度の蛍光が生じているといえる。
【０１０５】
すなわち、トリプトファンＡＧＥｓは、コラーゲンＡＧＥｓが存在する皮膚の領域よりも、浅い領域に存在しているといえる。そして、コラーゲンＡＧＥｓは血管領域に存在する蛍光物質であることは既知であるから、トリプトファンＡＧＥｓは、血管領域よりも浅い領域、たとえば表皮・真皮領域に多く存在していることを把握できる。
【０１０６】
このように、異なる２つの照射角度で得られる蛍光スペクトルを、蛍光スペクトル測定部１０２で相対比較することにより、既知蛍光物質の存在領域に対する未知蛍光物質の存在領域の相対深さを判断することができる。
【０１０７】
〔４．蛍光物質に最適な波長の励起光を用いる構成〕
また、皮膚に含まれる種々の蛍光物質のそれぞれを励起するのに最適な波長の励起光を発する励起光源を用いることにより、皮膚内の蛍光物質を測定する精度をより向上させることができる。この点について、以下により具体的に説明する。
【０１０８】
まず、図９は、波長が３６５ｎｍの励起光を、照射角度がほぼ０度の状態で試験ピースに照射（垂直照射）することで測定された蛍光スペクトルを示す図である。なお、試験ピースは、トリプトファンＡＧＥｓを人工的に合成することにより作製されたものである。トリプトファンＡＧＥｓの合成は、１／１５Ｍリン酸緩衝液にトリプトファン（４．５ｇ／ｄｌ）とリボース（０．５Ｍ）とを混合させ、４０℃に設定したインキュベータ内で反応させることにより行ったものである。
【０１０９】
そして、図９に示す蛍光スペクトルでは、３９０ｎｍ付近の波長域にトリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピークが明確でないが出現している。また、４２０ｎｍ付近の波長域に水のラマンピークが出現している。なお、トリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピークが明確に出現していないのは、水のラマンピークの影響がトリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピークに大きく影響し、トリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピークが水のラマンピークに隠れてしまっているからだと考えられる。
【０１１０】
また、図１０は、波長が２９０ｎｍの励起光を、照射角度がほぼ０度の状態で試験ピースに照射（垂直照射）することで測定された蛍光スペクトルを示す図である。そして、図１０に示す蛍光スペクトルでは、３５０ｎｍ付近の波長域にトリプトファンの蛍光ピークが明確に出現している。また、３９０ｎｍ付近の波長域には、トリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピークが明確に出現している。
【０１１１】
なお、図９および図１０に示す蛍光スペクトルは、いずれも市販の蛍光光度計（株式会社堀場製作所製）を用いて測定されたものである。
【０１１２】
そして、図９に示す蛍光スペクトルと図１０に示す蛍光スペクトルとを比較すれば明らかなように、励起光の波長が３６５ｎｍの場合よりも２９０ｎｍの場合の方が、トリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピークが明確に出現している。すなわち、トリプトファンＡＧＥｓを励起するためには、波長２９０ｎｍの励起光が適しているといえる。また、トリプトファンＡＧＥｓ以外の蛍光物質、たとえばコラーゲンＡＧＥｓに対しては、たとえば波長３６５ｎｍの励起光を用いることにより、明確な蛍光ピークが出現する。
【０１１３】
このように、皮膚の内部に含まれる各蛍光物質には、それぞれの蛍光ピークを出現させるのに適した励起光の波長が存在する。そこで、図１１（ａ）に示すように、照射角度θが６０度程度で大きな場合に、波長が３６５ｎｍの励起光を光源１１１からプローブ１１４に導くとともに、図１１（ｂ）に示すように照射角度θが６０度程度で大きい場合に、波長が２９０ｎｍの励起光を光源１１１からプローブ１１４に導く。
【０１１４】
このように励起光の波長を変更して蛍光スペクトルを測定すると、図１１（ａ）に示すように、励起光の波長が３６５ｎｍである場合には、コラーゲンＡＧＥｓの蛍光ピークおよびトリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピークの両方が明確に出現する。一方、励起光の波長が２９０ｎｍである場合には、図１１（ｂ）に示すように、トリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピークのみが出現する。
【０１１５】
よって、照射角度θを大きくして蛍光スペクトルを測定する際に、表皮・真皮領域に多く存在する蛍光物質（トリプトファンＡＧＥｓ等）を励起するのに適した波長の励起光を皮膚に照射すれば、当該蛍光物質の蛍光ピークが明確に出現した蛍光スペクトルを得ることができる。これにより、表皮及び真皮領域にのみ存在する蛍光物質の定量をより的確に行うことができる。
【０１１６】
なお、光源において異なる複数の波長の励起光を発するためには、種々の構成を採用することができる。たとえば、ハロゲンやキセノン光源のような管球タイプのものや、ＬＥＤ，ＬＤ等が利用可能である。
【０１１７】
そして、光源から発せられる複数の異なる波長のそれぞれについて得られる蛍光スペクトルと照射角度との関係から、異なる蛍光物質の間における相対的な深さの関係を把握することもできる。この点について以下に説明する。
【０１１８】
まず、図１２（ａ）に示すように、波長３６５ｎｍ（第１波長）の励起光を皮膚に照射することで、４６０ｎｍ付近に蛍光中心が存在する蛍光スペクトルが得られたとする。また、図１２（ｂ）に示すように、波長２９０ｎｍ（第２波長）の励起光を皮膚に照射することで、３５０ｎｍ付近に蛍光中心が存在する蛍光スペクトルが得られたとする。
【０１１９】
なお、図１２（ａ）に示す蛍光スペクトルは、コラーゲンＡＧＥｓに対応する蛍光スペクトルであると考えられる。また、図１２（ｂ）に示す蛍光スペクトルは、トリプトファンＡＧＥｓに対応する蛍光スペクトルであると考えられる。
【０１２０】
さらに、図１２（ｃ）は、皮膚測定装置１００に設けられた角度変更機構により照射角度を変更させた場合、図１２（ａ）に示す蛍光スペクトルのピーク強度がどのように変化するかを示すグラフ（第１相関関係）である。また、図１２（ｄ）は、皮膚測定装置１００に設けられた角度変更機構により照射角度を変更させた場合、図１２（ｂ）に示す蛍光スペクトルのピーク強度がどのように変化するかを示すグラフ（第２相関関係）である。
【０１２１】
そして、図１２（ｃ）に示すグラフと、図１２（ｄ）に示すグラフとを相対比較すれば判るように、図１２（ｃ）に示すグラフにおいては、照射角度を大きくするとピーク強度が急峻に低下するが、図１２（ｄ）に示すグラフにおいては、照射角度を大きくしていくとピーク強度がなだらかに低下していく。このように図１２（ｃ）に示すグラフと、図１２（ｄ）に示すグラフとにおいて、ピーク強度の低下する形状に差が生じるのは、トリプトファンＡＧＥｓがコラーゲンＡＧＥｓよりも浅い領域（表皮・真皮領域）に存在するからであると考えられる。
【０１２２】
以上のとおり、ピーク強度と照射角度との相関関係が、蛍光物質に応じて異なる性質を利用して、異なる蛍光物質の間における相対的な深さの関係を把握する手順について説明すると、以下のとおりである。
【０１２３】
すなわち、蛍光物質が皮膚において分布する領域の深さが十分薄いと仮定した上で、皮膚表面における励起光強度をＡ、励起光の照射角度をθ１、屈折角をθ２、励起波長λにおける吸収係数をα（λ）とすると、分布領域の深さＴにおける励起光強度は次式で表すことができる。
【０１２４】
【数５】
2013138720.tif 000007
【０１２５】
（なお、照射角度θ１、屈折角θ２、深さＴについては、図１３に示している）
また、θ１とθ２に関しては、スネルの法則より皮膚中の屈折率ｎを用いて次式で表せる。
【０１２６】
【数６】
2013138720.tif 000008
【０１２７】
上式を考慮すると、ピーク強度と照射角度との相関関係を示すグラフについては、α（λ）やＴの値が大きいほど、図１４に示すように、より小さな照射角度θでピーク強度の値が横軸に漸近するようになる。なお、図１４において、discrete1からdiscrete4に係るグラフは、以下のように吸収係数αおよび深さＴを設定したシミュレーションにより得られたものである。
【０１２８】
discrete1：α=35[/cm]、Ｔ＝0.22[cm]
discrete2：α=50[/cm]、Ｔ＝0.22[cm]
discrete3：α=70[/cm]、Ｔ＝0.22[cm]
discrete4：α=100[/cm]、Ｔ＝0.22[cm]
従って、励起波長λに対する吸収係数α（λ）は文献値より参照するとともに、蛍光スペクトルのピーク強度と照射角度との関係に係る実際の測定結果が、上記〔数５〕および〔数６〕に基づき行われるシミュレーション結果と一致するように深さＴを求めれば、測定対象の蛍光物質に係る深さを把握することができる。
【０１２９】
たとえば、図１２（ｃ）に示すグラフと、図１２（ｄ）に示すグラフを相対比較した場合、図１２（ｃ）に示すグラフの方が、図１２（ｄ）に示すグラフよりも小さな照射角度においてピーク強度の値が横軸に漸近している。これは、図１２（ｃ）のグラフに対応する蛍光物質（コラーゲンＡＧＥｓ）の深さＴが、図１２（ｄ）のグラフに対応する蛍光物質（トリプトファンＡＧＥｓ）の深さＴよりも大きなことを意味している。換言すれば、図１２（ｃ）のグラフと図１２（ｄ）のグラフとを相対比較すると、トリプトファンＡＧＥｓがコラーゲンＡＧＥｓよりも浅い領域（表皮・真皮領域）に存在していることを把握できる。
【０１３０】
このようにして、光源から発せられる複数の異なる波長のそれぞれについて得られる蛍光スペクトルと照射角度との関係を、蛍光スペクトル測定部１０２にて相対比較することにより、異なる蛍光物質の間における相対的な深さの関係を把握することもできる。
【０１３１】
〔５．２つの蛍光スペクトルの差分〕
さらに、本実施形態の皮膚状態測定装置１００により、異なる２つの照射角度のそれぞれについて蛍光スペクトルを得て、一方の蛍光スペクトルから他方の蛍光スペクトルを差分してもよい。これにより、特定の深さに存在する蛍光物質の蛍光スペクトルであって、他の領域に存在する蛍光物質の影響が低減された蛍光スペクトルを、差分スペクトルとして得ることができる。この点について、以下により具体的に説明する。
【０１３２】
図１５（ａ）は、皮膚状態測定装置１００の角度変更機構を用いて照射角度θをほぼ０度として小さな値に設定した上で、測定された蛍光スペクトル（第１蛍光スペクトル）を示す図である。また、図１５（ｂ）は、照射角度θを０度ではなくある程度大きな値（６０度程度）に設定した上で測定された蛍光スペクトル（第２蛍光スペクトル）を示す図である。
【０１３３】
図１５（ａ）に示す蛍光スペクトルと図１５（ｂ）に示す蛍光スペクトルとを比較すると、図１５（ａ）においては第１のピークおよび第２のピークの２つのピークが出現している。また、図１５（ｂ）においても、第１のピークおよび第２のピークの２つのピークが出現しているが、図１５（ｂ）における第２のピークの値は、図１５（ａ）における第２のピークの値よりもかなり小さなものとなっている。なお、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に係る蛍光スペクトルは、第１のピークの値が同じになるよう、それぞれ規格化されている。
【０１３４】
上述の測定結果から、第１のピークは主としてより皮膚表面よりに分布している蛍光物質からの蛍光であり、第２のピークは主としてより皮膚表面から深い位置に分布している蛍光物質からの蛍光であることが判る。
【０１３５】
たとえば、第２のピークは後期糖化反応生成物（ＡＧＥｓ）に対応する蛍光ピークであると仮定し、第１のピークは未知の物質に対応する蛍光ピークであると仮定する。この場合、ＡＧＥｓは、表皮領域から血管領域までのどの領域にも分布していることが判っているので、第２のピークの発生源となる蛍光物質は、少なくともＡＧＥｓの平均分布深さより深い位置にあることが判る。すなわち、第２のピークの発生源となる蛍光物質は、血管もしくはそれに近い位置に多く分布していることが判る。
【０１３６】
また、図１５（ｃ）は、図１５（ａ）に示す蛍光スペクトルから、図１５（ｂ）に示す蛍光スペクトルを差分することにより得られた差分スペクトルを示す図である。このように２つの蛍光スペクトルを差分することにより、皮膚表面から血管までの間に存在する蛍光物質の情報がキャンセルされる。したがって、図１５（ｃ）に示す差分スペクトルは、主として血管中に存在する蛍光物質の密度に依存しているといえる。このような差分スペクトルを用いることにより、血管中に存在する物質の密度を精度よく測定することができる。
【０１３７】
また、血中の蛍光物質に係る濃度測定の応用例として、血中のＡＧＥｓを測定することが挙げられる。このように血中のＡＧＥｓを測定することにより、糖尿病の早期発見や進行状況を把握できるという点において非常に有用である。
【０１３８】
すなわち、血中に異常な量の糖質や脂質が存在する環境下で、酸化ストレスが加わると、タンパク質と糖質または脂質とが反応を起こし、糖化タンパクが生成される。これがさらに脱水・縮合を繰り返すとＡＧＥｓが生成され、生成されたＡＧＥｓが血管壁に沈着・侵入したり、免疫システムの一部を担うマクロファージに作用してタンパク質の一種であるサイトカインを放出する。これに伴い、血管の炎症や動脈硬化を発症し、このような症状が進行すると糖尿病を誘発すると言われている。したがって、血中のＡＧＥｓを測定して、糖尿病の早期発見あるいは進行状況を把握することについては、非常に有用性が高いといえる。
【０１３９】
なお、図１５（ｃ）では、皮膚表面から血管までの間に存在する蛍光物質の情報をキャンセルした結果を示している。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、皮膚表面からの深さが０．２ｍｍである領域よりも浅い領域に分布する蛍光物質であれば、図１５（ａ）〜図１５（ｃ）を用いて説明した蛍光スペクトルを差分する手法と同様の手法により、その情報をキャンセルすることが可能である。
【０１４０】
すなわち、皮膚表面からの深さが０．２ｍｍである領域より浅い領域には表皮層が存在しており、皮膚表面からの深さが０．２ｍｍである領域より深い領域には真皮層が存在している。そして、たとえば真皮層中のＡＧＥｓ、ヒドロキシプロリン、リボフラビン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）、プロトポルフィリン、チロシン、トリプトファン、エラスチン等の蛍光物質に係る蛍光スペクトルは、皮膚状態測定装置１００の角度変更機構を用いて照射角度を６０度程度に設定して励起光を照射することにより測定可能である。
【０１４１】
そして、このように測定された蛍光スペクトルを、照射角度を略０度に設定することにより測定される蛍光スペクトルから差分することで、０．２ｍｍである領域よりも浅い領域に分布する蛍光物質に係る蛍光スペクトルをキャンセルすることができる。
【０１４２】
なお、図１５（ｂ）で示した蛍光ピークにおいては、第２のピークが、ある程度のピーク値をもったピークとして明確に出現している。したがって、図１５（ａ）に示す蛍光スペクトルから図１５（ｂ）に示す蛍光スペクトルを差分すると、図１５（ａ）に示す第２のピークに係るピーク値が、図１５（ｂ）に示す第２のピークに係るピーク値に相当する分だけ減じられる。よって、図１５（ｃ）に示す差分スペクトルにおいて、第２のピークに係るピーク値が明確に出現しない可能性が少なからず存在する。
【０１４３】
この可能性を低減させて、差分スペクトルにおける第２のピークの存在を明確に把握するためには、照射角度が小さな場合における励起光の波長と、照射角度が大きな場合における励起光の波長とを変更すればよい。つまり、照射角度が０度程度で小さな場合には、血管領域に存在する蛍光物質の励起に適した波長の励起光を皮膚に照射する一方、照射角度θが０度ではない大きな値（６０度程度）の場合には、表皮及び真皮領域にのみ存在する蛍光物質の励起に適した波長の励起光を皮膚に照射すればよい。
【０１４４】
たとえば、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、波長３６５ｎｍの励起光と、波長２９０ｎｍの励起光とを皮膚に照射すればよい。これにより、図１１（ａ）に示すように、血管領域に多く存在するコラーゲンＡＧＥｓ等の蛍光ピークが明確に出現した蛍光スペクトルを得ることができる。一方で、図１１（ｂ）に示すように、表皮及び真皮領域にのみ存在するトリプトファンＡＧＥｓの蛍光ピークが明確に出現した蛍光スペクトルを得ることができる。
【０１４５】
したがって、図１１（ａ）に示す蛍光スペクトルから図１１（ｂ）に示す蛍光スペクトルを差分することにより、図１６に示すような差分スペクトルを得られ、表皮及び真皮領域の影響が的確に除かれた、血管領域に存在する蛍光物質のみに対応する蛍光スペクトルを得ることができる。これにより、血管領域に存在する蛍光物質の定量をより的確に行うことができる。
【０１４６】
〔６．皮膚状態測定装置の物理的構成に係る補足事項〕
以上に説明したとおり、皮膚状態測定装置１００は角度変更機構を具備することにより、種々の効果を奏するものである。その他、皮膚状態測定装置１００は、角度変更機構以外にも様々な物理的構成上の特徴点が存在するので、以下に説明する。
【０１４７】
まず、皮膚状態測定装置１００に用いられる光ファイバーについて説明する。図７（ｂ）に示すように、皮膚状態測定装置１００に用いられている励起側光ファイバー１１７および受光側光ファイバー１１８は、いずれもプローブ１１４の内部でアーム１２０に固定されており、アーム１２０と共に可動する構造となっている。
【０１４８】
したがって、励起側光ファイバー１１７および受光側光ファイバー１１８は、皮膚状態測定装置１００の内部で破損しないよう、曲率半径が小さなものを選択することが望ましい。
【０１４９】
しかしながら、曲率半径はクラッド径やコア径とほぼ反比例の関係にあり、コア径は光源１１１から励起側光ファイバー１１７への結合効率や、蛍光の受光側光ファイバー１１８への結合効率とほぼ比例の関係にある。すなわち、曲率半径が小さいことと、蛍光の検出強度を高めることとはトレードオフの関係にあるので、光ファイバーの曲率半径には最適値が存在する。具体的には、コア径は５０〜１，０００μｍ、クラッド径は６０〜１，２００μｍの範囲とすることが望ましい。
【０１５０】
また、図７（ｂ）に示すように、皮膚状態測定装置１００における皮膚との接触部分１２９は、概ね単一の平面を構成している。そして、皮膚表面が、接触部分１２９が構成する平面と一致した状態で測定がなされることが望ましいが、接触部分１２９の面積が小さいと、平面を構成する面積も小さくなってしまい、皮膚表面が傾斜した状態で測定することを許容してしまう。
【０１５１】
さらに、皮膚にプローブ１１４を押しつけた際、接触部分１２９の内部で皮膚が盛り上がる為、励起光の皮膚表面への照射角度が測定毎に変化してしまい、測定再現性の低下に繋がる可能性がある。この為、接触部分１２９の面積は、少なくとも半径１ｃｍの円形状以上の面積を有していることが望ましい。さらに望ましくは、接触部分１２９の面積は、半径２ｃｍの円形状以上の面積を有していることが望ましい。しかしながら、接触部分１２９の面積が広すぎると測定対象部位が不明確になるという問題が生じるため、接触部分１２９の面積は、半径１０ｃｍの円形状以下の面積となっていることが望ましい。
【０１５２】
なお、図７（ｂ）において、励起光は概略平行光として記載されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、励起光は概略平行光でなくてもよく、たとえば励起光が収束光や発散光であっても、そのように励起光を収束ないし発散させるレンズの光軸中心と、皮膚表面の法線方向との角度（照射角度）を変更することにより、上述のように、皮膚の特定の領域に係る蛍光物質の定量を選択的に行うことができる。
【０１５３】
しかしながら、前述の通り、励起光は平行光であることがより望ましい。また、コリメートレンズ１２５を使用せず、励起側光ファイバー１１７の端面からの出射光を励起光として使用しても良いが、この場合は励起光の発散角が小さくなるよう、励起側光ファイバー１１７はＮＡが低いものを使用することが望ましい。
【０１５４】
また、図７（ｂ）においては、受光側光ファイバー１１８は皮膚表面の法線方向に配置しているが、必ずしもその必要はない。すなわち、受光側光ファイバー１１８は、皮膚表面の法線方向に対して傾斜するように配置してもよい。また図７（ｂ）において、受光側光ファイバー１１８や集光レンズ１２６が接続されたアーム１２０は可動できるようになっているが、必ずしもその必要はなく、プローブ筐体１１９と一体的に作製されていてもよい。
【０１５５】
また、図７（ｂ）において、蛍光は集光レンズ１２６を用いて受光側光ファイバー１１８に接続されているが、集光レンズ１２６は皮膚状態測定装置１００に必須ではない。たとえば、蛍光が受光側光ファイバー１１８の端面に直接結合されるよう、受光側光ファイバー１１８の端面を、皮膚表面近傍に配置してもよい。
【０１５６】
さらに、図７（ｂ）において、アーム１２０は、回転中心軸１２２を中心として、コリメートレンズ１２５や集光レンズ１２６を連続的に可動させる構造となっているが、これも必須ではない。たとえば、コリメートレンズ１２５および集光レンズ１２６を、離散的な角度でプローブ筐体に固定できる構成となっていてもよい。
【０１５７】
〔７．角度変更機構の変形例〕
図１７は、本発明の測定装置に係る角度変更機構の変形例を説明するための図である。なお、全体的な装置構成については、図７（ａ）と同様である為、説明を省略する。
【０１５８】
まず、プローブ筐体２０１には、励起側レンズホルダー２０２と、受光側レンズホルダー２０３が固定されている。そして、励起側レンズホルダー２０２の内部には、励起側光ファイバー２０４から導かれる励起光を収束光とするコリメーティングレンズ（図示せず）が組み込まれている。また、受光側レンズホルダー２０３の内部には、励起光の照射により生じた蛍光を集光するための集光レンズ（図示せず）が組み込まれている。
【０１５９】
また、励起側レンズホルダー２０２には、励起側光ファイバー２０４が接続されており、受光側レンズホルダー２０３には、受光側光ファイバー２０５が接続されている。そして、励起側レンズホルダー２０２から出射された励起光２０６は、励起光の光軸及び皮膚表面２０７に対し傾斜して配置された可動ミラー２０８に照射されることで、０度ではない照射角度にて皮膚表面に対して照射されるようになっている。
【０１６０】
以上の図１７に示す構成において、励起側レンズフォルダー２０２、励起側光ファイバー２０４、および可動ミラー２０８が、図１における照射部１０１に対応する。また、受光側レンズフォルダー２０３および受光側光ファイバー２０５が、図１における蛍光スペクトル測定部１０２に対応する。そして、皮膚に対する励起光の照射角度を変更するための角度変更機構として、可動ミラー２０８が回転軸２０９を中心に回転する機構が採用されている。
【０１６１】
そして、可動ミラー２０８は、回転軸２０９を中心とした回転方向と、励起側レンズホルダー２０２の光軸方向とに自由度を持たせた構造となっている。そして、可動ミラー２０８の回転角度は、皮膚表面への励起光の照射角度により決定される。すなわち、皮膚表面の法線方向に対する励起光の照射角度をθとする場合は、可動ミラー２０８は皮膚表面の法線方向に対してθ／２だけ傾くように設定すればよいことが、簡単な幾何光学計算により判る。
【０１６２】
また、可動ミラー２０８の回転中心軸については、励起光の光軸方向における位置が、プローブ筐体２０１の皮膚表面への接触部分２１０の概略中心に励起光が照射されるよう決定される。たとえば、皮膚表面２０７に対する励起光の照射角度をθとする場合は、皮膚表面の法線方向から光学面内でθだけ傾斜した直線と、励起側レンズホルダー２０６の光軸との交点に、可動ミラー２０８の回転中心軸が配置されるように決定される。
【０１６３】
そして、図１７に示すような構成のプローブによれば、可動ミラー２０８を回転中心軸２０９に関して回転させることにより、皮膚表面２０７に対する励起光の照射角度を変更することができる。したがって、図７（ａ）および図７（ｂ）に示した皮膚状態測定装置１００により測定される蛍光スペクトルを、図１７に示すような構成を具備する皮膚状態測定装置によって得ることもできる。
【０１６４】
なお、図１７においては、励起光は収束光となるように記載されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、励起光が平行光や発散光であっても、そのように励起光を平行光や発散光とするレンズの光軸中心と、皮膚表面の法線方向との角度を変更することにより、皮膚の特定の領域に係る蛍光物質の定量を選択的に行うことができる。
【０１６５】
しかしながら、前述の通り、励起光は平行光であることがより望ましい。またレンズを使用せず、ファイバー端面からの出射光を励起光として使用しても良いが、この場合は励起光の発散角が小さくなるよう、励起側光ファイバーはＮＡの低いものを使用することが望ましい。
【０１６６】
また、図１７において、受光側レンズホルダー２０３は、受光側レンズホルダー２０３の中心軸が皮膚表面の法線方向と一致するように配置されているが、必ずしもその必要はない。たとえば、受光側レンズホルダー２０３の中心軸が、皮膚表面の法線方向に対して傾斜するように、受光側レンズホルダー２０３を配置してもよい。
【０１６７】
さらに、図１７においては、受光側レンズホルダー２０３の内部に設けられた集光レンズを用いて、蛍光が受光側光ファイバー２０５に接続されているが、集光レンズは必ずしも必要ではない。たとえば、蛍光が受光側光ファイバー２０５の端面に直接結合されるべく、受光側光ファイバー２０５の端面を皮膚表面２０７の近傍に配置してもよい。
【０１６８】
〔８．蛍光スペクトル測定部をプローブ筐体内に設ける構成〕
また、皮膚状態測定装置１００の変形例として、プローブ筐体内に蛍光スペクトル測定部を設けることも可能であるので、図１８を用いて説明する。
【０１６９】
図１８に示すように、プローブ筐体３０１の内部には、ＬＥＤ光源３０２と、コリメートレンズ３０３と、可動ミラー３０４とが配置されている。これらの構成により、ＬＥＤ光源３０２から発せられた励起光は、コリメートレンズ３０３を透過した後に可動ミラー３０４において反射され、接触部分３０５において接触する皮膚の一部３０６に照射される。また皮膚の一部３０６から発せられた蛍光は、集光レンズ３０７を通して平行光に変換された後、ハーフミラー３０８へ導入される。
【０１７０】
このハーフミラー３０８により、蛍光パワーは概ね２分割され、分割された蛍光パワーの一方は、フィルター３０９およびフォトダイオード３１１に導入される。また、分割された蛍光パワーの他方は、フィルター３１０およびフォトダイオード３１２に導入される。なお、フィルター３０９・３１０は、それぞれ異なる波長を中心にもつ蛍光を選択的に透過するよう設計されたものである。
【０１７１】
そして、図１８に示す構成例においては、ＬＥＤ光源３０２からなる照射部と、フィルター３０９・３１０及びフォトダイオード３１１・３１２で構成された蛍光スペクトル測定部が、いずれもプローブ筐体３０１の内部に組み込まれた構造となっていることが特徴である。
【０１７２】
可動ミラー３０４は、図１７に示す可動ミラー２０８と同様に、回転軸３１３を中心とした回転方向と、励起光の光軸方向に自由度を持たせた構造となっている。そして、可動ミラー３０４の回転角度は、皮膚表面への励起光の照射角度により決定される。すなわち、皮膚表面の法線方向に対する励起光の照射角度をθとする場合は、可動ミラー３０４は皮膚表面の法線方向に対してθ／２だけ傾くように設定すればよいことが、簡単な幾何光学計算により判る。
【０１７３】
また、可動ミラー３０４の回転中心軸については、励起光の光軸方向における位置が、プローブ筐体３０１の皮膚表面への接触部分３０５の概略中心に励起光が照射されるよう決定される。たとえば、皮膚表面３０６に対する励起光の照射角度をθとする場合は、皮膚表面の法線方向から光学面内でθだけ傾斜した直線と、励起光の光軸との交点に、可動ミラー３０４の回転中心軸が配置されるように決定される。
【０１７４】
また、図１８に示す構成例におけるフィルター３０９によって透過される蛍光スペクトルの中心波長をλ１とし、フィルター３１０によって透過される蛍光スペクトルの中心波長をλ２とする。そして、照射角度がθ１においてフォトダイオード３１１及び３１２のそれぞれから得られる電気信号強度をそれぞれＡ１，Ａ２とし、照射角度θ２（＞θ１）においてフォトダイオード３１１及び３１２のぞれぞれから得られる電気信号強度をそれぞれＢ１，Ｂ２とする。
【０１７５】
この場合、Ａ２／Ａ１＞Ｂ２／Ｂ１であれば、フィルター３１０によって透過される蛍光を発生させる蛍光物質の方が、フィルター３０９によって透過される蛍光を発生させる蛍光物質よりも深い位置に分布しているといえる。また、Ａ２／Ａ１＜Ｂ２／Ｂ１であれば、フィルター３１０によって透過される蛍光を発生させる蛍光物質の方が、フィルター３１０によって透過される蛍光を発生させる発光物質より浅い位置に分布しているといえる。さらに、Ａ２／Ａ１≒Ｂ２／Ｂ１であれば、フィルター３１０によって透過される蛍光を発生させる蛍光物質が、フィルター３０９によって透過される蛍光を発生させる蛍光物質とほぼ同じ深さに分布していると判断することができる。
【０１７６】
〔９．測定された蛍光スペクトルとデータベースとの比較〕
図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、皮膚状態測定装置の変形例を示す図である。図１９（ａ）に示すように、皮膚状態測定装置４００は、光源４０１および分光器４０２からなる本体４０３と、皮膚表面に測定の為に接触されるプローブ４０４と、本体４０３とプローブ４０４とを光学的に接続しているバンドルファイバー４０５と、本体４０３の分光器４０２と電気的に接続され、測定結果を表示する表示手段４０６とで構成されている。
【０１７７】
また、バンドルファイバー４０５の両端は、各々２本のファイバーに分岐しており、一方が励起側光ファイバー４０７、他方が受光側光ファイバー４０８となっている。さらに表示手段４０６は、分光器４０２の測定結果である蛍光スペクトル４０９と、データベース４１０に登録されたデータ（詳細は後述する）とを比較する比較部４１１と、比較結果を表示する表示部４１２とを含んでいる。
【０１７８】
図１９（ｂ）は、プローブ４０４の紙面に平行な面における断面図である。図１９（ｂ）に示すように、プローブ筐体４１３には、励起側光ファイバー４１４と蛍光側光ファイバー４１５とが導入されている。そして、励起側光ファイバー４１４から出射された励起光は、コリメートレンズ４１６を通して、接触部分４１７に接触した皮膚の一部４１８に照射される。さらに、励起光の照射によって発せられた蛍光は、集光レンズを用いることなく皮膚の一部の近傍（皮膚から５ｍｍ以内）に配置された受光側光ファイバー４１５に導入され、その後、プローブ４０４を出て、本体４０３の内部に設けられた分光器４０２に導入される。
【０１７９】
そして、図１９（ａ）に示す皮膚状態測定装置４００は、測定の結果得られた蛍光スペクトルを、データベース４１０に登録されたデータと比較する点が特徴的である。データベース４１０には、励起光を多人数の皮膚表面に対し垂直に入射することにより測定された蛍光スペクトルに係るデータが登録されている。より具体的には、データベース４１０に登録されたデータには、性別・年齢・身長・体重・民族性・皮膚メラニン含有量等に係る情報が、測定対象者ごとに関連付けられた状態で保存されている。
【０１８０】
そして、このようにデータベース４１０に登録されたデータと、測定された蛍光スペクトルとを比較することにより、測定された蛍光スペクトル中に存在する複数の蛍光ピークの発光源となる蛍光物質の深さを、相対的に把握することができる。
【０１８１】
なお、図１９（ｂ）に示すプローブの構成は、皮膚に対する励起光の照射角度を固定するものであるが、もちろん、図７（ｂ）・図１７・図１８に示したような照射角度を変更可能なプローブを用いて測定された蛍光スペクトルを、データベース４１０に登録されたデータと比較してもよい。
【０１８２】
なお、本発明の測定装置は、皮膚の一部に光を照射する光源と、前記皮膚の一部に光が照射されることにより生じた光を検出する光検出部を備え、前記皮膚の一部に照射された光の方向と、前記皮膚の一部の垂直方向が為す角度が非零である第１の角度で測定し第１の測定結果を得る工程を少なくとも含み、皮膚表面から所定の深さまでの情報を得る測定装置としても表現できる。
【０１８３】
さらに、前記所定の深さは０．２ｍｍ以上であることが好ましい。
【０１８４】
さらに、上記測定装置は、前記角度が前記第１の角度と異なる第２の角度で測定し第２の測定結果を得る工程を少なくとも含み、前記第１の測定結果及び第２の測定結果から、皮膚状態の深さ方向分布情報を得ることが好ましい。
【０１８５】
さらに、上記光源から照射される光の波長は、後期糖化反応生成物を検知する事が可能な範囲内の波長であることが好ましい。
【０１８６】
さらに、上記測定装置は、皮膚の一部に接触し、接触部分と概略平行な半径１ｃｍの円形状以上の面積を有する面を備えているが好ましい。
【０１８７】
さらに、上記測定装置は、光源から、光が照射される皮膚の一部までの光学経路中に、少なくとも１つ以上の凸レンズを含んでいることが好ましい。
【０１８８】
さらに、前記第１の測定結果と前記第２の測定結果はいずれも光強度の波長依存性であることが好ましい。
【０１８９】
さらに、上記測定装置は、前記皮膚の一部に照射された光の方向と、前記皮膚の一部の垂直方向が為す角度が可変となる機構を備えていることが好ましい。
【０１９０】
さらに、前記第１の角度と前記第２の角度とは１０度以上異なっていることが好ましい。
【０１９１】
さらに、上記測定装置は、前記第１の測定結果である光強度の波長依存性と、前記第２の測定結果である光強度の波長依存性において、概略同じ波長を中心とするいずれか１つのピーク強度で規格化を行い、他のピーク強度の比較を行うことで皮膚状態の深さ方向分布情報を得ることが好ましい。
【０１９２】
さらに、前記皮膚状態の深さ方向分布情報は、皮膚表面より少なくとも０．２ｍｍ以深の領域にある蛍光物質の濃度であることが好ましい。さらに、前記領域は、血管内部であることが好ましい。
【０１９３】
また、本発明の測定装置は、皮膚の一部に光を照射する光源と、前記皮膚の一部に光が照射されることにより生じた光を検出する光検出部を備え、前記皮膚の一部に照射された光の方向と、前記皮膚の一部の垂直方向が為す角度が固定された機構を備え、前記角度が第１の角度で測定し第１の測定結果を得る工程を少なくとも含み、前記第１の測定結果及び第１の角度と異なる角度で測定したデータベース結果を比較し、皮膚状態の深さ方向分布情報を得るものとしても表現できる。
【０１９４】
さらに、本発明の測定方法は、皮膚の一部に光を照射する工程と、前記皮膚の一部に光が照射されることにより生じた光を検出する工程と、前記皮膚の一部に照射された光の方向と、前記皮膚の一部の垂直方向が為す角度が非零である第１の角度で測定し第１の測定結果を得る工程を少なくとも含み、皮膚表面から所定の深さまでの情報を得る方法としても表現できる。
【０１９５】
さらに、本発明の測定方法は、前記角度が前記第１の角度と異なる第２の角度で測定し第２の測定結果を得る工程と、前記第１の測定結果及び第２の測定結果から、皮膚状態の深さ方向分布情報を得ることを含むことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１９６】
本発明によれば、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質を定量できるので、しわやくすみ等を予防するための美容・健康器具に適用できるし、糖尿病の早期発見や進行状況を把握するためにも用いることができる。
【符号の説明】
【０１９７】
１００    皮膚状態測定装置（測定装置）
１０１    照射部
１０２    蛍光スペクトル測定部
１１１    光源
１２０    アーム（角度変更機構）
１２３    レール（角度変更機構）
１２５    コリメートレンズ
【図１】
2013138720.tif 000009
【図２】
2013138720.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013138720.tif 000015
【図８】
2013138720.tif 000016
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2013138720.tif 000021
【図１４】
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【図１５】
2013138720.tif 000023
【図１６】
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【図１７】
2013138720.tif 000025
【図１８】
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【図１９】
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