(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を発する光源及び光源で発せられた光を被験部位へ導光するライトガイドからなり、ライトガイドの光照射側端部がホルダーに挿通されているソーラーシミュレーターにおいて、ライトガイドが一つの入射面と複数の光照射側端部を有する多分岐石英ライトガイドであり、該ライトガイドの各光照射側端部が、共通のホルダーとバネ材を介して接合され、ライトガイドの光照射側端部が被験部位を押圧する位置にホルダーが配されたときに、光照射側端部がバネ材により被験部位側へ付勢されるようにしたことを特徴とするソーラーシミュレーター。
【請求項２】
ライトガイドの各光照射側端部に、照射の随時停止を可能とするシャッターが設けられている請求項１記載のソーラーシュミレーター。
【請求項３】
ホルダーよりも光源側でライトガイドの光照射側端部とホルダーとがバネ材を介して接合している請求項１又は２記載のソーラーシミュレーター。
【請求項４】
ホルダーよりも被験部位側でライトガイドの光照射側端部とホルダーとがバネ材を介して接合している請求項１又は２記載のソーラーシミュレーター。
【請求項５】
バネ材が、バネ強度０．０１〜０．０８Ｋｇｆ／ｍｍのコイル状バネからなる請求項１〜４のいずれかに記載のソーラーシミュレーター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＰＦ(Sun Protection Factor) 等の測定用光源として有用なソーラーシミュレーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、紫外線が皮膚に対して及ぼす炎症（サンバーン）、色素沈着、黒化、老化促進等の障害作用が広く認識されるようになり、紫外線の皮膚に対する作用を軽減あるいは防止する紫外線防止用化粧品が、数多く市販されている。また、これら紫外線防止用化粧品の紫外線防止効果の指標として、一般にＳＰＦ(Sun Protection Factor) が使用されている。
【０００３】
ＳＰＦは、試料とする紫外線防止用化粧品を塗布した肌と塗布しなかった肌のそれぞれについて、ソーラーシミュレーターから人工太陽光を一定時間照射し、照射後１６〜２４時間に照射野のほぼ全域に僅かな紅斑が認められる最小の紫外線量（ＭＥＤ：Minimal Erythema Dose ）を求め、次式のように、試料を塗った皮膚のＭＥＤと試料を塗らなかった皮膚のＭＥＤとの比を求めることにより得られる値である。
【０００４】
【数１】
0003769814.tif 000002
なお、このＳＰＦは、太陽紫外線（ＵＶＢ、波長２８０〜３２０ｎｍ，ＵＶＡ，波長３２０〜４００ｎｍ）に対する試料の防止効果を示すものである。すなわち、地表に達する紫外線には、長波長紫外線（ＵＶＡ、波長３２０〜４００ｎｍ）と中波長紫外線（ＵＶＢ、波長２８０〜３２０ｎｍ）とがあり、ＵＶＡとＵＶＢとでは皮膚に及ぼす作用が異なっている。このうちＵＶＢは、短時間で皮膚に紅斑や浮腫等の炎症（サンバーン）を引き起こし、数日後メラニン色素の沈着を起こさせるサンタン作用を有する。また、ＵＶＡには表皮にある淡色のメラニン色素を濃色のメラニン色素に黒化させる即時黒化作用と、長時間を経て皮膚の弾力を失わさせる光老化作用とを有する。
【０００５】
ＳＰＦの測定方法としては、種々の紫外線防止用化粧品の紫外線防止能を相互に比較できるようにするため、統一的な基準が必要となる。そこで日本においては業界基準（日本化粧品工業連合会ＳＰＦ測定基準）が設けられている。この基準によれば、光源としては、太陽光に近似した連続スペクトルを有し、波長２９０ｎｍ以下及び熱線が極力除去されているソーラーシミュレーターを使用することなどが定められている。また、この基準に沿った光源として、例えば、ソーラーライト社のソーラーシミュレーターが使用されている。
【０００６】
図４は、従来より使用されているソーラーシミュレーターの全体構成図であり、図５はその光照射側端部付近の断面図である。同図のように、このソーラーシミュレーターでは、光源（キセノンランプ）１から発せられた光が集光部２で６本の液体ライトガイド３にそれぞれレンズで集光される。各液体ライトガイド３の光照射側端部４は、それぞれホルダー５に挿通され固定されている。また、各光照射側端部４の内部にはフィルター６が内蔵され、所定の波長領域の光が光照射口８から出射するようになっている。また各光照射側端部４には、光照射口８からの光の出射を遮るシャッター７も内蔵されている。
【０００７】
このソーラーシミュレーターの使用方法としては、測定者が手でホルダー５を持って光照射側端部４を被験者Ｐの被験部位Ｓに押しつけ、シャッター７で照射時間又は照射強度を変えることにより予め設定しておいた多段階の照射量となるように照射を行う。そして紅斑の発生度合を観察し、ＭＥＤを求める。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来のソーラーシミュレーターでは、紫外線を被験部位Ｓに照射する際に、６つの光照射側端部４が固定されているホルダー５を測定者が手で被験部位Ｓに押しつけ、それにより各光照射側端部４を被験部位Ｓに固定するので、各光照射側端部４の光照射口８と被験部位Ｓとの距離が同一にならず、各被験部位Ｓが受光する光量を所期の値に正確に制御することができないという問題があった。すなわち、人の皮膚表面には凹凸や丸みがあり、また人の皮膚は押圧により容易に凹むので、図５に示すように、複数個の光照射側端部４の光照射口８のうちには、被験部位Ｓの表面から離れたものも被験部位Ｓの表面に圧入したものも生じる。光照射口８が被験部位Ｓの表面から離れた場合、光照射口８が被験部位Ｓの表面に圧入した場合に比して、同一照射時間あたりの被験部位Ｓの受光光量は少なくなる。したがって、各被験部位Ｓの受光光量を所期の値に正確に制御することができず、ＳＰＦの測定誤差の原因となっていた。
【０００９】
本発明は以上のような従来技術の課題を解決しようとするものであり、光照射口と被験部位との距離が常に一定に維持されるようにし、所期の照射光量が安定的に被験部位に照射されるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、複数のライトガイドの光照射側端部をホルダーに挿通するが、その光照射側端部を単にホルダーに固定するのではなく、光照射側端部が常に適度な荷重で被験部位を押圧するように、バネ材を用いて光照射側端部を可動的にホルダーへ取り付けると、各光照射口から被験部位が受光する光量を正確に制御でき、上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
即ち、本発明は、紫外線を発する光源及び光源で発せられた光を被験部位へ導光するライトガイドからなり、ライトガイドの光照射側端部がホルダーに挿通されているソーラーシミュレーターにおいて、ライトガイドが一つの入射面と複数の光照射側端部を有する多分岐石英ライトガイドであり、該ライトガイドの各光照射側端部が、共通のホルダーとバネ材を介して接合され、ライトガイドの光照射側端部が被験部位を押圧する位置にホルダーが配されたときに、光照射側端部がバネ材により被験部位側へ付勢されるようにしたことを特徴とするソーラーシミュレーターを提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例のソーラーシミュレーターの全体構成図であり、図２はこのソーラーシミュレーターの光照射側端部付近の側面図である。
【００１４】
図１に示したように、このソーラーシミュレーターにおいては、キャスター付き架台１０の上部に光源１１が設置され、光源１１の電源１２が架台１０の下部に設置されている。この光源１１としては、例えば、キセノンランプ５００Ｗなどが使用される。
【００１５】
光源１１からは、ライトガイドとして６分岐石英ライトガイド１３が導出され、光照射側端部１４A に光を導光している。
【００１６】
ここで使用されている６分岐石英ライトガイド１３は、ライトガイドへの光の入射面は１つであるが出射側は６本に分岐されている石英製のライトガイドである。石英ライトガイドは紫外線透過率が高いので、光源からの光を効率よく導光することができる。また、石英ライトガイドは柔軟性に富んでいるので、光照射側端部１４A を被験部位Ｓに配するにあたり、ライトガイドを任意の方向に比較的小さい曲率で曲げたときの光量の低減を従来の液体ライトガイドに比して小さくすることができる。また、このように多分岐のライトガイドを使用することにより、被験部位に対する多段階の照射量設定を容易に行うことができるので好ましい。
【００１７】
なお、光源１１からの光を多分岐石英ライトガイド１３の入射面へ取り込ませる光学系１５としては、例えば、光源１１であるキセノンランプの背面に設けた楕円ミラーと、その前方に設けた反射ミラーとを用いて、光源１１からの光を６分岐石英ライトガイド１３の入射面の一点に集光させるものを使用することができる。ライトガイドとして６分岐ライトガイドではなく、分岐のない６本のライトガイドを使用し、それぞれの入射面に光源１１からの光を集光させる場合に比して、上述のように６分岐石英ライトガイド１３に集光させると、効率よくライトガイドに光を取り込ませることができるので好ましい。
【００１８】
光照射側端部１４A は、架台１０に取り付けられているアームと固定用ノブにより、図１の紙面に垂直なｘ方向、図１の紙面に平行な方向であって図示したようなｙ方向及びｚ方向に自在に移動できるようになっている。したがって、例えば、被験者Ｐの背中を被験部位Ｓとする場合に、図示したように被験者Ｐをベッド３０にうつぶせに横たわらせ、被験者Ｐに楽な姿勢で紫外線照射を行うことができるので好ましい。すなわち、従来、被験者Ｐの背中を被験部位とする場合、被験者Ｐは椅子に座らされていたが、それに比して、本発明の図１の態様によれば被験者Ｐに楽な姿勢で紫外線照射を行うことが可能となる。
【００１９】
光照射側端部１４A 付近の詳細は図２に示した通りであり、６分岐された石英ライトガイド１３のそれぞれの端部がホルダー１６の孔部１６ａに挿通されている。そして、ホルダー１６よりも光源側のライトガイド１３に取り付けられた口金１７とホルダー１６との間にコイル状のバネ材１８が配され、このバネ材１８を介してライトガイド１３の光照射側端部１４A とホルダー１６とが接合しており、この点がこのソーラーシミュレーターの大きな特徴となっている。これにより、被験部位の照射時にライトガイドの光照射側端部１４A が被験部位をある程度押圧するようにホルダー１６を配するとバネ材料１８は圧縮され、その弾性反発力により、光照射側端部１４A が被験部位側へ付勢される。したがって、６分岐されているライトガイドのいずれの光照射側端部１４A も被験部位に十分に密着することとなり、各光照射側端部１４A の光照射口１９と被験部位との距離のばらつきを解消し、各光照射側端部１４A から被験部位へ所定の照射量で正確に照射することが可能となる。
【００２０】
このように、光照射側端部１４A を被験部位側へ付勢するために使用するバネ材１８のバネ強度としては、通常、０．０１〜０．０８Ｋｇｆ／ｍｍとすることが好ましい。
【００２１】
本発明においては、ライトガイド１３の光照射側端部１４A とホルダー１６とがバネ材１８を介して接合されている限り、光照射側端部１４A の細部には特に制限はないが、光照射側端部１４A にはフィルター２０を設けて熱線（赤外線）や可視光をカットし、被験部位へ照射される光が太陽光紫外線スペクトル分布に近いスペクトルを有するようにすることが好ましい。
【００２２】
なお、ＳＰＦを測定する場合には、被験部位へ照射する光はＵＶＢとＵＢＡとを含んだ近似太陽光スペクトルとするが、前述のようにＵＶＡも皮膚障害を引き起こすことから、紫外線防止用化粧品の紫外線防止能を評価するに際しては、ＵＶＡに対する評価もＵＶＢに対する評価と同様に行うことが望ましい。そこで、ＵＶＡの評価にソーラーシミュレーターを使用する場合には、光源、フィルターを適宜選択して被験部位にＵＶＡが照射されるようにする。
【００２３】
また、光照射側端部１４A には、被験部位への照射を随時停止することを可能とするシャッター２２を設けることが好ましい。これにより、分岐した各ライトガイドごとに照射時間を変え、各ライトガイドごとに照射量を変えて紅斑の生成を観察できるので、ＳＰＦを容易に求めることが可能となる。
【００２４】
なお、光照射側端部１４A において、以上のフィルター２０、レンズ２１、シャッター２２は、レンズフィルターホルダー２３内に設けられている。また、レンズフィルターホルダー２３の被験部位側の端部には、金属圧着による違和感をなくし、皮膚の損傷を防止するため、また照射中の照射部位のずれを防止するため、密着用ラバー２４が設けられている。
【００２５】
図３は、本発明の異なる態様のソーラーシミュレーターの光照射側端部１４B 付近の側面図である。このソーラーシミュレーターの光照射側端部１４B は、上述の図２のソーラーシミュレーターの光照射側端部１４A と同様に、分岐された各ライトガイド１３の端部がホルダー１６の孔部１６ａに挿通されている。また、この光照射側端部１４B は、レンズフィルターホルダー２３内にレンズ２１、フィルター２０、シャッター２２が設けられている点でも、上述の図２の光照射側端部１４A と同様である。しかし、図３の光照射側端部１４B では、光照射側端部１４B を被験部位側へ付勢するバネ材１８がホルダー１６とレンズフィルターホルダー２３との間に配されている点が異なっている。このように、本発明において光照射側端部１４B を被験部位側へ付勢するバネ材１８の位置は種々の設置態様をとることができる。
【００２６】
以上、本発明のソーラーシミュレーターを図面に基づいて説明したが、本発明のソーラーシミュレーターはさらに種々の態様をとることができる。例えば、上述の例では、ライトガイドとして６分岐石英ライトガイドを使用し、この６分岐石英ライトガイドの一つの入射面に一つの光源（例えば、キセノンランプ５００Ｗ）から発せられた光を一点に集光して取り込ませたが、６分岐石英ライトガイドに代えて６本の別個のライトガイドを使用し、個々のライトガイドにそれぞれ光源を対応させて設けてもよい。この場合には、個々のライトガイドに設ける光源としては小出力のものを使用することができ、例えば前述の５００Ｗのキセノンランプ１灯に代えて７５Ｗのキセノンランプを６灯使用することができる。また、このような光源を使用することにより、熱線の除去等が容易になるという利点を得ることができる。
【００２７】
また、ライトガイドとしては、６分岐ライトガイド等の多分岐ライトガイドに代えて、分岐のない通常のライトガイドを必要本数使用してもよい。また、石英ライトガイドに代えて、より安価な液体ライトガイドを使用することもできる。
【００２８】
さらに光照射側端部のシャッター７としては、タイマーを備えたものを使用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のソーラーシミュレーターによれば、ライトガイドの光照射側端部が被験部位にバネ材により付勢され、光照射口と被験部位との距離が常に一定に維持されるので、所期の照射光量を安定的に被験部位に照射することが可能となる。したがって、試料のＳＰＦ等の紫外線防止効果を正確に評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のソーラーシミュレーターの全体構成図である。
【図２】本発明のソーラーシミュレーターのライトガイドの光照射側端部付近の側面図である。
【図３】本発明のソーラーシミュレーターのライトガイドの光照射側端部付近の側面図である。
【図４】従来のソーラーシミュレーターの全体構成図である。
【図５】従来のソーラーシミュレーターを用いて被験部位を照射した場合の問題点の説明図である。
【符号の説明】
１０    架台
１１    光源
１３    ライトガイド
１４A 、１４B   光照射側端部
１６    ホルダー
１８    バネ材
１９    光照射口
【図１】
0003769814.tif 000003
【図２】
0003769814.tif 000004
【図３】
0003769814.tif 000005
【図４】
0003769814.tif 000006
【図５】
0003769814.tif 000007