R&D支援センター SAMp ( )
皮膚の色ほど生活の一部となっている分野はない。カラーテレビ、写真、印刷、絵画、自然の色など生活の一部に溶け込み気の付くことが少ない日常生活である。衣食住を始め学術研究に至る幅広い分野に皮膚の色彩が関わっている。皮膚は目に見え触れることのできる臓器であり、最も実感的な生体表面である。表面の生体膜としては非常に乾燥しており、機械的・化学的にも強い抵抗力を持っている。さらに、機械的・化学的保護作用だけでなく、熱の放散や光の吸収に対する調節機能や物質の移動も他の生体膜に見られない皮膚特有の機能である。皮膚の最外層の角質層などは細胞の堆積であり、表面と内部の複合膜として相互に保護を受け、生体としての機能を果たしている。皮膚の性状は個人差だけでなく、加齢、季節、体調変化など取り巻く環境によって大きく変化し、表面の光反射特性が大きく影響している。特に皮膚の表面は一様に平滑ではなく、多数の細かい凹凸成分から形成されているため複雑な見え方をする。このため皮膚表面を測定し、その程度を的確に把握することは美容皮膚科学の犬きな関心のひとつであった。さらに、色の違いを製品の品質管理に活用することは塗容皮膚科学において極めて便利な方法であり、色の測定技術が重要な要素となる。色を定量的に表現するには、色を数値で表現する必要があるが、色を数値で表現することは不息譲な感じがする。この色の定量化には、ギリシャ時代やローマ時代の先人達の探求心まできかのぼる。色彩学は生理先学の学問分野として主にヨーロッパを中心に古代ギリシャやローマ時代の古くから発展してきた。美容の免野では、例えば、美にまつわる伝説を持つエジプトの女王・タルオパトラはあまりにも有名である。クレオパトラは紀元前69年頃に、エジプトの王家に生まれた。また、フェルダールの真珠の耳飾りの少女（1665年）は皮膚の色を忠実に再現した最初の作品としても有名である。2003年にイギリスで映画も製作され、2004年には第76回アカデミー賞を受賞しており、鑑賞すると皮膚色の表現の難しさが理解できる。日本の古いことわざの「百聞は一見にしかず」はまさに見ることは最大の情報源であることの意味を的確に表現している。また、『色の白いは七難隐す」がある。色の白い人は他にさまざまな欠点があっても、色白で目立たないということであり、美容に関係した内容である。さらに、色彩ほど広い分野にまたがる学門も珍しい。芸術や科学、心理学などあらゆる分野において色彩が利用されている。医学・医療の分野にも色彩の知識が活用されている。本書は美容皮膚科学において色を定量的に扱う薬務のための色彩科学の基礎知識や色彩の品質管理をわかりやすく学ぶためのテキストを狙いとしている。まず皮膚色の歴史から始まり、色の表示方法や測定原理、さらには色の応用技術について解説した。しかし、本書は色彩の解説書であるが、色刷りの部分はない。読者の方々には内容を理解するのにご不便をおかけするものと考え、その分なるべく多くの図や表を随所に挿入したので、理解の手助けになればと考えている。色彩科学の重要な用語や語句は強調文字とし、該当する英語の表現を括弧内に示した。さらに、本書は、文部科学省後援の色彩検定やカラーコーディネーターの色彩能力検定試験および各種の資格試験の参考書としても最適である。近年、国際整合性の観点から、規格や用語の改定が実施されている。日本工業規格(Japan Industrial Standards、略称：JIS）の日本語名称が2019年7月1日より日本産業規格に変更となった。英語名称や略称は変更がなく、従来通りである。日本工業規格の名称は長く親しんできた読者も多いと考えるが、本書では変更後の用語を記載した。画像による色の測定方法の開発や研究、皮膚科臨床への糸口を切り開いたのは浅枝設計事務所の浅枝暉雄博士に負うところが大きい。ここに感謝申し上げる。また、開発した装置を活用して皮膚科治療への応用に関しては、高野医科クリニックの畑三恵子院長、クイーンズスクエア・皮膚科・アレルギー科／日本医科大学の尾見徳弥客員教授およびニュー上田クリニックの上田由紀子院長には大変お世話になった。ここに感謝を申し上げる。また、東京工科大学応用生物学部の前田憲寿教授には色彩の教育・研究の護者において大変お世話になった。感謝を申し上げる。さらに、本書の出版に際し（株）R&D支援センターの関係各位に感謝の意を表したい。特に業務担当の加藤ゆり否氏はは本書の播成など細かい箇所までご指摘いただいた。ここに御礼申し上げる。本書は、著者の長年の色彩教育・頑免の朱大成である。色の知識は物理学や心理学、生理学を含む境界領域を対象としており、これまで多くの方々から貴重なご意見をいただいた。ここに関係各位に感謝する。本書を重とぬるにあたって、妻・佳子には、大変苦労をかけた。資料の整理がら校正に至る随所で協力いただいた。ここに、本書を捧げるとともに感謝する。はじめに
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第1章色彩の文化と歴史11欧米の色彩文化1.1 11 1.2 日本の色彩文化14 1.3皮膚色研究の歴史18 1.4色彩科学の過去・現在から未来へ18 21 24 2.2.1角層の構造による保護機能2.2.2 表皮のpH維持機能2.2.3 紫外線に対する防御機能24 25第3章光の定義および眼の機能30 30 3.1光の定義3.2 物理量と心理物理量-31 37 3.3分光分布の性質39 3.4加法混色と減法混色41 3.5光の反射の方向性3.6   眼球の構造42 3.7   眼球から大脳への情報伝達47
第4章色の表示方法
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4.1色の三属性49 4.2カラーオーダーシステム50 4.2.1マンセル表色系による表示50 4.2.2　オストワルト表色系による表示54 4.2.3 NCS表色系による表示57 4.2.4 日本色研配色体系による表示59 4.3色名61 4.3.1慎用色名61 4.3.2 系統色名62 24 21
第5章RGBからXYZ表色系への変換
64 5.1 CIE表色系による表示64 5.2   XYZ系への変換67 5.3デジタル画像の色の表示71 5.4視野の大きさ75 5.5主波長と刺激純度76 5.6照明光と色温度77 5.7標準イルミナント80第6章均等色空間による色表示均等色度図6.1 84 84 6.2  均等色空間の定義と色差式86心理量との相関量6.3 96第7章色の測定方法と心理的評価法7.1　色の測定方法の分類101 101 7.2視感的測色法7.2.1標準色票と比較する方法7.2.2混色による測色方法7.3物理測色方法103 7.4 測色技術の活用109 7.4.1許容色差の有用性109 7.5測定精度と誤差110 7.6 測色と計算の例113第8章皮膚色の測定原理と測定例120 8.1皮膚の光学特性8.2 皮膚色の測定例125 8.2.1標準色票による皮膚色の評価8.2.2 機器による皮膚色の測定方法8.3皮膚色測定の実施例132第9章色の心理的評価法と官能評価139 9.1心理的評価方法139 9.2心理物理学的測定法142 9.3 官能検査の方法と例143 120 125 127 6 101第10章光源の演色性評価方法10.1 145照明光による色の変化145 10.2 演色性の計算方法145第11章照明用光源の種類と性質11.1　室内照明用光源の種類153 153 11.2 室内照明用光源の特徴154第12章画像解析技術を支える基本要素12.1画像技術における撮像素子163 163第13章色彩科学の発展167 13.1色の見え方の変化167 13.1.1心理的な見えによる色の分類169 13.2色の見え方の変化13.3 画像による色見えモデル172 13.4色覚異常173 13.4.1色覚異常研究の歴史173 13.4.2色覚の分類173 13.4.3色覚異常の視覚変化13.4.4色覚異常の検査法167 13.6色のユニバーサルデザイン13.7皮膚測定におけるソフトウェアの種類と特徴第14章皮膚計測技術への応用14.1　肌スコープを活用した皮膚計測技術182 14.1.1　水分量の測定183 14.1.2　皮脂量の測定187 14.1.3キメおよびシミの定量化188 14.1.4 191シワの定量化ポルフィリン発光個数の測定14.1.5 192 14.1.6 皮膚色の測定194 14.2センサ技術による皮膚計測技術196 14.2.1皮膚のバリア機能の測定196 14.2.2 皮膚の柔軟性・弾力性の測定14.3画像技術の遠隔美容医療への発展197 200 179 180 182 176 13.5ファッションの色彩第15章色彩の法的規制202 15.1　被験者の人権擁護202 15.2色彩の国際標準化202 15.3色に関する日本産業規格（JIS） 204 15.4品質マネジメント規格207
付録213 A-1　順列および組み合わせA-2　行列および行列式A-3、指数と対数  , A-5   基礎定数／
A-7　角度の定義A-8   基本単位への接頭語A-9 ギリシャ文字
8色彩の基礎知識と皮膚色の測定および定量化SAMp ( )
色彩学の歴史には色の現象の発見から始まり、色がどうして見えるのかという色覚探究の時代、どのように色を定量的に表現するかという色の表示方法や色の測定の時代へと広がっていった。色とは何か、色の本質などの探究は紀元前500年頃におけるギリシャ時代のプラトンやアリストテレスにまでさかのぼり、人類最初の色彩論を書き残している。ローマ時代には多種多様な色彩材料を発見し、多彩な表現技術を発展させて色彩文化を向上させた。モザイク細工やポンペイ遺跡の壁画などはその典型的な例である。これらの色彩論は長い間にわたって後世のヨーロッパの色彩文化に影響を与えたとされている。内世から近世ヨーロッパはキリスト教の信仰によってさまざまな物質を混合して人為的に色を作ることが申心的な考えであった。このため天然緑青のマラカイトグリーンなど天然の緑の染拝や顔料が多く発見されている。ルネッサンス時代にはレオナルド・ゲ・ヴィンチやミケランジェ白なピ多くの画家が活躍した時代である。ルネッサンスとは文芸から自然科学に至る広義聞な分野で人間中心の色彩文化が盛んになった時代のひとつである。色発表現に緊造近まが生まれ、明暗を遺淡の違いによって立体感を写実的に表現する画法が工夫され、自一ロッパ独特の発展を遂げてきた。大航海時代も始まり、いろいろな資源がヨーロッパにもだらされた。ロチニール介護虫を原料とするカーマイン染料などの着色原料が発明され、絵画には絵の具や染料の種類、その混色技法、色彩の対比現象、色彩調和についての考えが婚生った。さらに、グーテンベルタによる活版印刷が発明（1447年）され、大量の印刷物が普及した。中国、朝鮮、日本などの東洋では、木版印刷が長く続いた。活版印刷は羅針盤、火藥と共に広ネッサンスの三大発明のひとつである。活版印刷とは、金属製の活字を作り、枠に取めてアンクを付け紙に印刷する技法である。活版印刷はその後急速に普及し、出版・新聞などの普及など大きな情報革命となった。近代文明は活版印刷によって発展してきたが、20世紀末に急速に普及したコンピュータによって、活字利用が後退してきている。 17世紀になると主に光の科学的な探究が始まり、ケプラー、ホイヘンス、スネルなど光の波動の原理や反射などの法則が発見された。スネルは光が屈折率の異なる物質の境界に入射した場合の入射角と屈折角および物質の屈折率の関係を表わす法則を導き、スネルの法則として知られている。さらに、ニュートンによりスペクトルが発見(1666年）され、人間が色を感じる仕組みには主に光の刺激が関係していることが明らかになった。ニュートンは太陽光をプリズムに透過させると光が分離することを発見した。これは光のスペクトルと呼ばれ、白色光がさまざまな色の光の重ね合わせによるものであることを示している。このスペクトルの発見により、分光学が誕生し、現代においてもいろいろな物性の評価に利用されている分光法に発展した。さらに、光に対する関心は、ジョルジュ・ド・ラ・トウールやレンプラント、フェルメールなどのバロック美術に発展した。バロック美術とは宗教改革を経たカトリック教会の反宗教改革運動や絶対王政の確立を背景にした美術様式である。16世紀末から18世紀初頭にかけヨーロッパ各国に広まった絵画や彫刻などの美術のことである。ルネサンス時代の美術の理想とされた均衡のある構成より、意図的にバランスを崩した動的な表現が好まれ、光と闇、陰影の対比など光の存在が認められる表現が登場した。例えば、ラトゥールの「大工の聖ヨセフ」(1640年)やレンプラントの「夜警」(1642年)、フェルメールの「天文学者」（1668年）などの作品で知られているが、「真珠の耳飾りの少女」（1665年）は肌色を忠実に再現した最初の作品としても有名である。フェルメールの作品で使用されている色数は少なく、基本的に青と黄色で構成されている。少女の服装の中で鮮やかなターバンには、ウルトラマリンの顔料が重ねられている。フェルメールがこの群曹色を愛用したことにより、フェルメール・プルーとも呼ばれている。 18世紀は啓蒙主義の時代であり、美術や工芸に代表するような口ココ様式が全盛となっな。口ココ機式とは、18世紀に西欧で流行した美術様式であり、繊細さと優美さを特徴とし、曲線の多様で複雑な構成からなっている。また、ニュートンの著書の『光学』 (1704年)はその後の色彩群学に大きな影響を与えた。ニュートンは、プリズムという三角形のガラスに太陽の姓を当て色の違う光の番を壁に映し出し、光の中に含まれている色を分解した。この先の藩を久々クトルと名付け、赤、松、黄、緑、青、藍、華（紫）の7色に分類した。スペクトル先を用いた混色実験が実施されるようになり補色の概念が生まれた。また、色料の混合から経験的に巨原色を考え、18世紀前半に印刷業者ルプロンが初めて赤、黄、青の三原色による印刷に成功（1732年）した。 19世紀に入るとフランス革命やイギリス産業革命によって自然科學が急速に発展し、新しい文明の幕開けである。色の測定技術や客観的な色の表現など科学技術を基礎として色彩科学が発達した。19世紀の始め頃は主に人間の視覚に向けられ、主観的な色彩現象に注目したゲーテの『色彩論』 (1810年)やショペンハウエルの『視覚と色彩』 (1816年）などの多くの色彩論が発表された。特にゲーテはニュートンの実験科学による物理的事実に対して生理学や心理学を含めた経験科学的方法論で色彩を捉えた。ニュートンはスペクトルなど物理学的に色彩を考えたが、ゲーテは主観的な色の見え方も存在することを主張した。19世紀の中頃にはヤングの三原色説（1802年）を発展させたヘルムホルツが活躍した。現在は、この三原色説はヤング・ヘルムホルツの色覚理論(1868年)として知られている。光の3原色の赤・緑・青の加法混色で色が作り出せる事実を踏まえて、人間にはそれらに応答する3種類の神経細胞の組み合わせで色が認識できる考え方である。一方、ヘリングは反対色説（1874年）を発表した。赤・黄・緑・青の4色の赤と緑、青と黄を互いに対立した色として知覚される考え方である。また、眼の網膜に存在する視細胞の分光感度が明るい所と暗い所で異なることにより、色の見え方が異なるチェコスロバキアの生理学者プルキニエによるプルキンエ現象(1825年)もこの時代の主要な成果である。プルキンエ現象は錐体と杆体の遠いによって生じる現象である。錐体は明るい所で働く細胞であり、杆体は暗い所で働く細胞である。明るいときに見えていた色は錐体細胞が働いているが、暗くなるにつれて杆体細胞の働きが強くなる。錐体細胞と杆体細胞はどの波長をどのくらい吸収するのかの分光感度が異なるので色相の見え方に変化を生じる。これがプルキンエ現象である。さらに、ルードは著書『現代色彩学』（1879年）で、色の見え方が絵画の色彩表現に大きな影響を与えた。自然の中での色彩は、人間にとって最もなじみのある配色であり調和すると説明した。シュプルールはゴプラン織りの絨毯の品質管理の観点から『色彩の同時対比の法則(1839年)の著書を発表し、色彩による品質管理の重要性を主張した。シュプルールは類似の調和と対比の調和の2つの観点から色彩の調和論を展開した。類似の調和とは、色が似ているものどうしは調和するという法則である。対比の調和とは、色が反対なものどうしは調和する法則であり、現在の色彩調和の基礎を築いたとされている。スーラは、19世紀後半に新印象主義を創始したフランスの画家である。新印象主義とは、印象派から発展した美術運動であり、体験的だった印象派の色彩理論を科学的に追求し、光学的理論を取り入れた独自の絵画方法である点描技法を追求した。点描技法では、例えば黄色と赤色の小さな点を参数並置すると、遠くから見ると鮮やかな橙色に見える。これは加法混色のひとつである乾置混色と呼ばれる。スーラ一の点描技法の代表作、 「グランド・ジャット島の丘曜日の午後」（1884~86年）は、縦2m、横3mの大きさである。プリュースターやマタスカニル、ヴラスタン造色覚理論や混色原理を展開した研究者である。プリュースターは光の価治を利用して物質の屈折率を求める研究で知られている。屈折率の異なる2つの物質の界面にある角度で光が入射するとき、電界の振動方向が入射面に平行な偏光成分（b偏光）と、垂直な偏光成分（s偏光）とでは反射率が異なる。入射角を0度から徐々に増加するとp偏光の反射率は減少し、ある角度で0となり、その後増加する。このｐ偏光の反射光強度が0に塗る人射角のことをプリコースター角と呼び、表面の屈折率がプリュースター角から求めることができる。例えば、屈折率1の空気中から屈折率が1.5のガラスに入射する光のブルースター角は約56度である。この屈折率の測定の原理は1815年にブルースターにより提唱されたもぬである。この時代の代表的な科学者のひとりにマクスウェルがいる。マクスウェルはズコットランドのエジンバラに育った。エジンバラはスコットランドの学術の中心地である。マクスウェルには2つの顔がある。第一は、電磁波理論の提唱である。電磁波とは電気現象と磁気現象が互いに関連している現象である。電界、磁界ともに光速の波動となって伝搬するため、これが電磁波と呼ばれる由緑である。電磁波の速度は光速と一致するため、光は電磁波であると予想した理論体系である。電磁波の存在は1888年にヘルツによって実験により実証された。現在、ヘルツは周波数の単位として知られている。さらに、1897年にはマルコーニがイギリス-フランス間の無線電信に成功し、無線通信時代の幕開けとなった。第二の顔は、色彩科学に大きく貢献したことである。人間の眼は光の偏光には感じないが、網膜の中心にある黄斑部には偏光性がある。そのため偏光した光を見ると特異なパターンが見える。プリュースターは眼の角膜や水晶体の偏光により生じると主張したが、マクスウェルは1856年に黄斑説を証明した。マクスウェルは1858年に回転円盤に分割した色紙を貼り付け、高速で回転すると混ざり合って1つの色に見えることを発見し、分割する割合を変化すると色の測定ができることを示した。これは混色による色の測定原理であり、測色の開発者としても知られている。回転円板は色紙を使うという点では最も手近な混色装置であり、色紙を分割した円板を高速で回転すると色紙の色が融合して混色する。円板に切り込みを入れて両者をかみ合わせることにより、混合比を自由に調整できるように工夫したものである。円板は二重同心円となっており、内側と外側の円に別々の混色を作ると同時に両者の比較ができるようになっている。内側と外側の両者の混色比を調整して同じ色に見えるようにする実験を繰り返し実施している。これは、回転円板の回転速度によって内側と外側の色の見支友を常に一定に保つことが困難であることによる。このため、測定精度を高めるために、何度も繰り返し実験したと考えられている。例えば、内側は白と黒、外側はバーミリオン（赤）エメラルドグリーン（緑）、ウルトラ・マリーン（青紫）とし、両者の混色を比較し開整して、これが同じに見えるようにする色合わせなどの実験である。この場合、内側の円は白黒だから混色すれば灰色となる。外側の三色はマクスウェルが三原色として提んだ色であり、適当に混色すれば灰色となる。どんな色でも3つの色の加法混色によって作り出されるというものである。加法というのは光を加え合わせているからである。カラースライドなどは減法混色である。プロジェクターの光は白色であるが、これがフィルムに入り、ある光が吸収されて残ったものが透過されて出てくるが、これは白色ではない。光を吸収によって減らすことにより色を作り出すため、減法混色と呼ぶ。また、グラスママは加法混色の基本的原種について整理し、その法則性を見いだした。一方、19世紀は化学染料（合成染料）の開発の幕開けであり、多種多様の化学染料が合成された。パーキンはモープ（1856年）と名付けた鹿界最初の紫色の合成染料を開発した。現在は伝統的な植物染料の藍や舞も化学染料に代わり、着色材料のほとんどが化学染料に変わってきた。 20世紀から現在は全ての色を体系的に分類する表色系や色の測定技術の開発が発展した時代である。アメリカ人の画家・美術教育家のマンセルが色彩表記法を開発した。客観的な色の表示方法のマンセル表色系（1905年）は国際的な色の標準に用いられている。色票集も作製されており、色彩の教育や研究に活用されている。また、ドイツ人のオストワルトもオストワルト表色系を開発し、マンセル表色系と合わせていろいろな分野で用いられている。日本における大和時代や飛鳥時代は、当時、先進国であった中国の文化を積極的に取り入れた外来文化摂取時代である。中国は早くから文化の進んだ国であり、日本から造隋使や遺唐使を派遣して中国文化を受け入れてきた。学問、思想、芸術などさま