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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024172691
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】皮膚の物理的特性の評価方法
(51)【国際特許分類】
A61B 5/107 20060101AFI20241205BHJP
A61B 5/00 20060101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
A61B5/107 800
A61B5/00 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023090562
(22)【出願日】2023-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】000000918
【氏名又は名称】花王株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002170
【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山岸 敦
(72)【発明者】
【氏名】伊平 寛
(72)【発明者】
【氏名】須川 雅之
(72)【発明者】
【氏名】宮本 拓実
(72)【発明者】
【氏名】樋口 拓郎
【テーマコード（参考）】
4C038
4C117
【Ｆターム（参考）】
4C038VB03
4C038VB14
4C038VB22
4C038VB28
4C038VB29
4C038VC05
4C117XB01
4C117XB17
4C117XD05
4C117XD10
4C117XD11
4C117XD26
4C117XD31
4C117XD37
4C117XE20
4C117XE43
4C117XK09
(57)【要約】
【課題】皮膚表層の物理的特性を評価しやすく、これまでの計測器では得られない、物性の面における分布や皮膚変形の様子（等方-異方性）、応力が働く方向の推定（皺は圧縮応力により生ずる）が可能になる皮膚の物理的特性の評価方法を提供すること。
【解決手段】皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子２１を接触させる工程と；接触子２１を、皮膚に対して垂直方向の荷重が加わらないように、位置決めする位置決め工程と；接触子２１の周囲の皮膚を拘束せずに、接触子２１を、皮膚表面に沿う方向に移動させるか又は該皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて、皮膚に変化を与える変化付与工程を具備する。変化付与工程において撮像した画像から得られる、接触子２１の近傍に位置する皮膚の複数部位の位置の変化に基づき、皮膚の物理的特性を評価する。
【選択図】図４
【解決手段】皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子２１を接触させる工程と；接触子２１を、皮膚に対して垂直方向の荷重が加わらないように、位置決めする位置決め工程と；接触子２１の周囲の皮膚を拘束せずに、接触子２１を、皮膚表面に沿う方向に移動させるか又は該皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて、皮膚に変化を与える変化付与工程を具備する。変化付与工程において撮像した画像から得られる、接触子２１の近傍に位置する皮膚の複数部位の位置の変化に基づき、皮膚の物理的特性を評価する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
皮膚の物理的特性の評価方法であって、
皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子を接触させる工程と
前記接触子を、前記皮膚に対して垂直方向の荷重が加わらないように、位置決めする位置決め工程と、
前記接触子の周囲の皮膚を拘束せずに、前記接触子を、前記皮膚表面に沿う方向に移動させるか又は該皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて、該皮膚に変化を与える変化付与工程を具備し、
前記変化付与工程において撮像した画像から得られる、前記接触子の近傍に位置する皮膚の複数部位の位置の変化に基づき、皮膚の物理的特性を評価する、皮膚の物理的特性の評価方法。
皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子を接触させる工程と
前記接触子を、前記皮膚に対して垂直方向の荷重が加わらないように、位置決めする位置決め工程と、
前記接触子の周囲の皮膚を拘束せずに、前記接触子を、前記皮膚表面に沿う方向に移動させるか又は該皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて、該皮膚に変化を与える変化付与工程を具備し、
前記変化付与工程において撮像した画像から得られる、前記接触子の近傍に位置する皮膚の複数部位の位置の変化に基づき、皮膚の物理的特性を評価する、皮膚の物理的特性の評価方法。
【請求項2】
前記位置の変化を、デジタル画像相関法を用いて計測する、請求項１に記載の皮膚の物理的特性の評価方法。
【請求項3】
前記変化付与工程における前記接触子の前記移動又は前記回動に応じた前記皮膚からの反力及び／又は反トルクを加味して、前記皮膚の物理的特性を評価する、請求項１又は２に記載の、皮膚の物理的特性の評価方法。
【請求項4】
皮膚が動かされたときの感触を推定する肌感触の推定方法であって、
皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子を接触させる工程と
前記接触子を、前記皮膚に対して垂直方向の荷重が加わらないように、位置決めする位置決め工程と、
前記接触子の周囲の皮膚を拘束せずに、前記接触子を、前記皮膚表面に沿う方向に移動させるか又は皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて、該皮膚に変化を与える変化付与工程を具備し、
前記変化付与工程における前記接触子の前記移動又は前記回動に応じた前記皮膚からの反力及び／又は反トルクに基づき、前記感触を推定する、肌感触の推定方法。
皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子を接触させる工程と
前記接触子を、前記皮膚に対して垂直方向の荷重が加わらないように、位置決めする位置決め工程と、
前記接触子の周囲の皮膚を拘束せずに、前記接触子を、前記皮膚表面に沿う方向に移動させるか又は皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて、該皮膚に変化を与える変化付与工程を具備し、
前記変化付与工程における前記接触子の前記移動又は前記回動に応じた前記皮膚からの反力及び／又は反トルクに基づき、前記感触を推定する、肌感触の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、皮膚の物理的特性の評価方法及び肌感触の推定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
皮膚の物性の測定に使用可能な装置として、例えば、非特許文献１には、皮膚に当てる接触子の接触面の中心に吸引孔を有し、該吸引孔を介して、該接触子が接触する領域の中心に位置する皮膚の一部を吸引し、その皮膚の変化を計測することができる装置が記載されている。
非特許文献２には、肌に超音波振動を与え、反射する超音波を測定し、音響インピーダンスに変換して、肌の層構造を可視化する方法が記載されている。
非特許文献３には、皮膚に当てる接触子の接触面に、回転駆動される回動部と、該回動部の周囲を囲む周辺領域とを有し、周辺領域によって回動部の周囲の皮膚を拘束した状態下に回動部を回動することによって、回動部と周辺領域との間の隙間に位置する皮膚に生じる変位を計測する装置が記載されている。
非特許文献２には、肌に超音波振動を与え、反射する超音波を測定し、音響インピーダンスに変換して、肌の層構造を可視化する方法が記載されている。
非特許文献３には、皮膚に当てる接触子の接触面に、回転駆動される回動部と、該回動部の周囲を囲む周辺領域とを有し、周辺領域によって回動部の周囲の皮膚を拘束した状態下に回動部を回動することによって、回動部と周辺領域との間の隙間に位置する皮膚に生じる変位を計測する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】Courage+Khazaka electronic GmbH、"Cutometer(R) Dual MPA 580"、[online]、[令和５年４月２８日検索]、インターネット<https://www.courage-khazaka.de/en/scientific-products/efficacy-tests/skin?view=article&id=266&catid=16>
【非特許文献2】応用物理、第87巻、第12号（2018）、P.932
【非特許文献3】Dia-Stron Limited.、"DTM310 Dermal Torque Meter"、[online]、[令和５年４月２８日検索]、インターネット<https://www.diastron.com/app/uploads/2017/05/Dia-Stron-DTM310-Brochure.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ヒトの皮膚表層（角層を含む）は、乾燥、紫外線、及びＰＭ２．５、黄砂等の大気中の粒子等の外的要因による影響を受けやすい一方、スキンケアによる効果も得られやすいため、皮膚の性状を大局的に知ることは、スキンケアの効果検証やスキンケア剤の開発等にとって有益である。
しかしながら、非特許文献１に記載の装置は、吸引孔を介して吸引する皮膚が、接触子が接触する皮膚の面積のうちの極一部であるため、皮膚に凹凸がある場合に、凸部を吸引したときの物性値と凹部を吸引したときの物性値とに差が生じる等、皮膚の凹凸が、測定に影響しやすく、また、皮膚が広範囲にわたり動く場合の性状をみるのには適さない。
非特許文献２の技術においては、皮膚にガラス板を当て、超音波付加装置とガラス板との間に水を配して、該皮膚に超音波を付加している。そのため、皮膚が広範囲にわたり動く場合の性状をみるのに適さず、さらに、皮膚に、液状化粧料を塗布した場合には、皮膚の適切な評価が困難となる。
非特許文献３に記載の装置は、回動部と周辺領域との間に存する狭い環状の隙間に位置する皮膚の剪断応力に基づき該皮膚の物性を計測するものである。そのため、皮膚が広範囲にわたり動く場合の性状をみるのには適さず、また皮膚に、液状化粧料を塗布した場合には、皮膚の適切な評価が困難となる。
しかしながら、非特許文献１に記載の装置は、吸引孔を介して吸引する皮膚が、接触子が接触する皮膚の面積のうちの極一部であるため、皮膚に凹凸がある場合に、凸部を吸引したときの物性値と凹部を吸引したときの物性値とに差が生じる等、皮膚の凹凸が、測定に影響しやすく、また、皮膚が広範囲にわたり動く場合の性状をみるのには適さない。
非特許文献２の技術においては、皮膚にガラス板を当て、超音波付加装置とガラス板との間に水を配して、該皮膚に超音波を付加している。そのため、皮膚が広範囲にわたり動く場合の性状をみるのに適さず、さらに、皮膚に、液状化粧料を塗布した場合には、皮膚の適切な評価が困難となる。
非特許文献３に記載の装置は、回動部と周辺領域との間に存する狭い環状の隙間に位置する皮膚の剪断応力に基づき該皮膚の物性を計測するものである。そのため、皮膚が広範囲にわたり動く場合の性状をみるのには適さず、また皮膚に、液状化粧料を塗布した場合には、皮膚の適切な評価が困難となる。
【0005】
本発明は、上述した従来技術が有する解決課題を解消し得る、皮膚の評価方法を提供することに関する。
【0006】
また従来の皮膚の評価方法は、ヒトが自分の肌を指で動かしたときに感じるツッパリ感等に着目したものは無かった。
本発明は、ヒトが自分の肌を指で動かしたときの肌感触を評価しやすい肌感触の評価方法に関する。
本発明は、ヒトが自分の肌を指で動かしたときの肌感触を評価しやすい肌感触の評価方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明（第１方法）は、皮膚の物理的特性の評価方法に関する。
前記方法は、皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子を接触させる工程を備えることが好ましい。前記方法は、前記接触子を、前記皮膚に対して垂直な方向の荷重が加わらないように、位置決めする位置決め工程を備えることが好ましい。前記方法は、前記接触子の周囲の皮膚を拘束せずに、前記接触子を、前記皮膚表面に沿う方向に移動させるか又は該皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて、該皮膚に変化を与える変化付与工程を具備することが好ましい。前記方法は、前記変化付与工程において撮像した画像から得られる、前記接触子の近傍に位置する皮膚の複数部位の位置の変化に基づき、皮膚の物理的特性を評価することが好ましい。
前記方法は、皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子を接触させる工程を備えることが好ましい。前記方法は、前記接触子を、前記皮膚に対して垂直な方向の荷重が加わらないように、位置決めする位置決め工程を備えることが好ましい。前記方法は、前記接触子の周囲の皮膚を拘束せずに、前記接触子を、前記皮膚表面に沿う方向に移動させるか又は該皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて、該皮膚に変化を与える変化付与工程を具備することが好ましい。前記方法は、前記変化付与工程において撮像した画像から得られる、前記接触子の近傍に位置する皮膚の複数部位の位置の変化に基づき、皮膚の物理的特性を評価することが好ましい。
【0008】
本発明（第２方法）は、皮膚が動かされたときの感触を推定する肌感触の推定方法に関する。
前記方法は、皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子を接触させる工程を備えることが好ましい。前記方法は、前記接触子を、前記皮膚に対して垂直な方向の荷重が加わらないように、位置決めする位置決め工程を備えることが好ましい。前記方法は、前記接触子の周囲の皮膚を拘束せずに、前記接触子を、前記皮膚表面に沿う方向に移動させるか又は皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて、該皮膚に変化を与える変化付与工程を具備することが好ましい。前記方法は、前記変化付与工程における前記接触子の前記移動又は前記回動に応じた前記皮膚からの反力及び／又は反トルクに基づき、前記感触を推定することが好ましい。
前記方法は、皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子を接触させる工程を備えることが好ましい。前記方法は、前記接触子を、前記皮膚に対して垂直な方向の荷重が加わらないように、位置決めする位置決め工程を備えることが好ましい。前記方法は、前記接触子の周囲の皮膚を拘束せずに、前記接触子を、前記皮膚表面に沿う方向に移動させるか又は皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて、該皮膚に変化を与える変化付与工程を具備することが好ましい。前記方法は、前記変化付与工程における前記接触子の前記移動又は前記回動に応じた前記皮膚からの反力及び／又は反トルクに基づき、前記感触を推定することが好ましい。
【発明の効果】
【0009】
本発明（第１方法）の皮膚の物理的特性の評価方法によれば、皮膚表層の物理的特性を大局的に評価しやすく、例えば、これまでの計測器では得られない、物性の面における分布や皮膚変形の様子（等方性又は異方性）、応力が働く方向の推定（皺は圧縮応力により生ずる）等が可能になる。また皮膚に液状化粧料等の塗布物を塗布した状態においても、皮膚の物理的特性の適切な評価が可能である。
本発明（第２方法）の肌感触の推定方法によれば、肌を動かしたときに感じる肌感触を推定することができる。
本発明（第２方法）の肌感触の推定方法によれば、肌を動かしたときに感じる肌感触を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明の実施の形態（態様）について、図面を参照して、例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態（態様）に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【0012】
〔肌変化付与装置〕
図１には、本発明の方法の実施に好ましく用いられる肌変化付与装置の一例が示されている。本発明の実施に好ましく用いられる肌変化付与装置について、図１に示す肌変化付与装置１を例に説明すると、肌変化付与装置１は、皮膚表面に接触させる接触子２１を備えた反力等測定部２と、反力等測定部２を支持し、皮膚表面に対する接触子２１の向きや位置を調整可能な位置調整機構３と、接触子２１を電動で変位させる電動変位機構４とを備えている。
図１には、本発明の方法の実施に好ましく用いられる肌変化付与装置の一例が示されている。本発明の実施に好ましく用いられる肌変化付与装置について、図１に示す肌変化付与装置１を例に説明すると、肌変化付与装置１は、皮膚表面に接触させる接触子２１を備えた反力等測定部２と、反力等測定部２を支持し、皮膚表面に対する接触子２１の向きや位置を調整可能な位置調整機構３と、接触子２１を電動で変位させる電動変位機構４とを備えている。
【0013】
反力等測定部２は、一方向に延びる棒状をなし、先端部に接触子２１を備えている。接触子２１は、図２に示すように、固定ねじ２３等の固定手段を用い、接触子支持部２２に対して、容易に、固定及び取り外しが可能な脱着式であることが好ましい。図２に示す接触子２１は、円盤部２１ａと、円盤部２１ａの片面の中央部から突出する棒状部２１ｂとを有し、接触子支持部２２に設けた装着孔２２ａに棒状部２１ｂを挿入し、その棒状部２１ｂに、側方から固定ねじ２３を押し当てることで、接触子支持部２２に固定可能になされている。接触子２１は、反力等測定部２に設けた接触子支持部２２に対して脱着可能であることが、接触子２１を容易に交換可能とする観点から好ましい。
本発明における接触子２１は、脱着式のものに限られず、例えば、一端が、肌に対する接触面となる円柱状の接触子を、図２に示す接触子２１及び接触子支持部２２に代えて備えていてもよい。
本発明における接触子２１は、脱着式のものに限られず、例えば、一端が、肌に対する接触面となる円柱状の接触子を、図２に示す接触子２１及び接触子支持部２２に代えて備えていてもよい。
【0014】
反力等測定部２は、接触子２１よりも基端側に六軸力覚センサ２４を備えている。基端側は、皮膚表面から遠い側である。六軸力覚センサ２４とは、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）とモーメント（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）の大きさ及び方向を測定可能なセンサであり、保有する構造体に生じるひずみや変位量などの物理量をさまざまな方法で電気信号に変えて検出する。ひずみや変位量などの検出方法としては、ひずみゲージ式、圧電式、光学式、静電容量式などがあり、ひずみゲージを用いたものが好ましい。六軸力覚センサの原理及び構造は、例えば、精密工学会誌、Ｖｏｌ．８４，Ｎｏ．４，２０１８のＰ．３０３－３０６に記載されている。
肌変化付与装置１において、六軸力覚センサ２４は、その一端側が、接触子２１と一体的に移動及び回動するように接触子支持部２２と結合されており、他端側が、接続部材２５を介してシャフト２６と連結されている。
肌変化付与装置１において、六軸力覚センサ２４は、その一端側が、接触子２１と一体的に移動及び回動するように接触子支持部２２と結合されており、他端側が、接続部材２５を介してシャフト２６と連結されている。
【0015】
位置調整機構３は、三脚等の装置支持体３１に支持されたギア雲台又は自由雲台３２と、手動のＸＹＺステージ３３とを備えている。電動変位機構４は、第１リニアアクチュエータ４１と、第２リニアアクチュエータ４２とを備えている。
第１リニアアクチュエータ４１は、ギア雲台又は自由雲台３２に固定されており、Ｘ方向に移動する第１スライダ４１ａを備えている。第２リニアアクチュエータ４２は、第１リニアアクチュエータ４１の第１スライダ４１ａ上に固定されており、第１スライダ４１ａの移動方向と直交する方向に移動する第２スライダ４２ａを備えている。ＸＹＺステージ３３は、第２スライダ４２ａ上に固定されており、接触子２１の位置をＺ方向に微調整するための第１ステージ３１ａ、接触子２１の位置をＺ方向と直交するＸ方向に微調整するための第２ステージ３１ｂ、及び接触子２１の位置をＺ方向及びＸ方向と直交するＹ方向に微調整するための第３ステージ３１ｃを備えている。第１ステージ３１ａ、第２ステージ３１ｂ及び第３ステージ３１ｃは、それぞれ摘まみを廻すことによって、正逆両方向に移動する。第１ステージ３１ａの移動方向であるＸＹＺステージ３３のＺ方向は、反力等測定部２の軸長方向及び六軸力覚センサ２４のＺ軸方向と一致する。
第１リニアアクチュエータ４１は、ギア雲台又は自由雲台３２に固定されており、Ｘ方向に移動する第１スライダ４１ａを備えている。第２リニアアクチュエータ４２は、第１リニアアクチュエータ４１の第１スライダ４１ａ上に固定されており、第１スライダ４１ａの移動方向と直交する方向に移動する第２スライダ４２ａを備えている。ＸＹＺステージ３３は、第２スライダ４２ａ上に固定されており、接触子２１の位置をＺ方向に微調整するための第１ステージ３１ａ、接触子２１の位置をＺ方向と直交するＸ方向に微調整するための第２ステージ３１ｂ、及び接触子２１の位置をＺ方向及びＸ方向と直交するＹ方向に微調整するための第３ステージ３１ｃを備えている。第１ステージ３１ａ、第２ステージ３１ｂ及び第３ステージ３１ｃは、それぞれ摘まみを廻すことによって、正逆両方向に移動する。第１ステージ３１ａの移動方向であるＸＹＺステージ３３のＺ方向は、反力等測定部２の軸長方向及び六軸力覚センサ２４のＺ軸方向と一致する。
【0016】
肌変化付与装置１は、更に、接触子２１を回動させる電動回動機構５と、皮膚表面における、接触子２１が当接した領域の周囲の領域を撮像可能な撮像装置６と、制御及び情報処理部７とを備えている。図３に示すように、制御及び情報処理部７は、第１リニアアクチュエータ４１及び第２リニアアクチュエータ４２による接触子２１の変位を制御する変位制御部７１、電動回動機構５による接触子２１の回動を制御する回動制御部７２、六軸力覚センサ２４の出力値を記録し、所定の解析を行う第１情報処理部７３、撮像装置６により撮像した画像を記録し、該画像に対して画像解析等を行う情報処理装置７４等を備えている。
電動回動機構５は、ＸＹＺステージ３３の第３ステージ３１ｃに固定されており、第３ステージ３１ｃと一体的に移動する。電動回動機構５は、シャフト２６を回動可能に支承する支承機構と、シャフト２６を正逆両方向に回動させることが可能な駆動機構を備えている。駆動機構は、ステッピングモータやサーボモータ等の回転角度及び／又は回転角速度を制御可能な電動モータを備えることが好ましい。
電動回動機構５は、ＸＹＺステージ３３の第３ステージ３１ｃに固定されており、第３ステージ３１ｃと一体的に移動する。電動回動機構５は、シャフト２６を回動可能に支承する支承機構と、シャフト２６を正逆両方向に回動させることが可能な駆動機構を備えている。駆動機構は、ステッピングモータやサーボモータ等の回転角度及び／又は回転角速度を制御可能な電動モータを備えることが好ましい。
【0017】
制御及び情報処理部７は、ＣＰＵなどの中央演算装置、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置等を含むコンピュータ等に、所定のプログラムを組み込んで構成することができる。制御及び情報処理部７は、液晶モニター等の表示部、キーボード、タッチパネル等の入力部を有することが好ましい。制御及び情報処理部７と、六軸力覚センサ２４、電動変位機構４、電動回動機構５、撮像装置６とは、電気的に接続されている。電気的な接続には、必要に応じて、各種コネクタ、Ｉ／Ｏインターフェース等が用いられる。
【0018】
〔第１実施態様〕
次に、肌変化付与装置を用いた本発明の方法の実施態様について説明する。
本発明の第１実施態様は、第１方法（皮膚の物理的特性の評価方法）の一実施態様である。
〔変化付与前工程〕
第１実施態様においては、皮膚の複数部位の位置の変化に基づき、皮膚の物理的特性を評価する。位置の変化を計測するには、デジタル画像相関法（ＤＩＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｅ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を用いることが好ましい。デジタル画像相関法は、測定対象の表面に、ランダムパターンの模様を付加し、該模様の変位を解析することで、測定対象に生じるひずみや変位を解析する手法である。以下、デジタル画像相関法に用いるランダムパターンの模様を、ＤＩＣ用の模様ともいう。
デジタル画像相関法は、カメラ１台を用いる２Ｄ－ＤＩＣ、及びカメラを複数台用いる３Ｄ－ＤＩＣのいずれを用いてもよい。皮膚の変位の計測に、デジタル画像相関法を用いると、皮膚の変位の計測が、表面の表面に存在する凹凸の影響を受けにくい。
次に、肌変化付与装置を用いた本発明の方法の実施態様について説明する。
本発明の第１実施態様は、第１方法（皮膚の物理的特性の評価方法）の一実施態様である。
〔変化付与前工程〕
第１実施態様においては、皮膚の複数部位の位置の変化に基づき、皮膚の物理的特性を評価する。位置の変化を計測するには、デジタル画像相関法（ＤＩＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｅ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を用いることが好ましい。デジタル画像相関法は、測定対象の表面に、ランダムパターンの模様を付加し、該模様の変位を解析することで、測定対象に生じるひずみや変位を解析する手法である。以下、デジタル画像相関法に用いるランダムパターンの模様を、ＤＩＣ用の模様ともいう。
デジタル画像相関法は、カメラ１台を用いる２Ｄ－ＤＩＣ、及びカメラを複数台用いる３Ｄ－ＤＩＣのいずれを用いてもよい。皮膚の変位の計測に、デジタル画像相関法を用いると、皮膚の変位の計測が、表面の表面に存在する凹凸の影響を受けにくい。
【0019】
第１実施態様においては、デジタル画像相関法で皮膚の変位を計測するため、皮膚表面に、スタンプ又はスプレー等によりＤＩＣ用の模様を付与する。ＤＩＣ用の模様の付与は、接触子２１を皮膚表面に接触させる前でも後でもよい。接触子２１を接触させる前に付与する場合は、例えばマスキングテープを利用することによって、接触子２１を接触させる部位には、ＤＩＣ用の模様を付与しないことが好ましい。接触子２１を皮膚表面に接触させた後に、ＤＩＣ用の模様を付与するには、スプレーによる塗布等を用いることができる。
接触子２１を接触させる部位にも、ＤＩＣ用の模様を付与してもよいが、付与しない方が、付与に使用する塗料等が皮膚の変位に影響しないようにする観点から好ましい。
図４には、接触子２１を当接させる部位の周囲に、ＤＩＣ用の模様として、ランダムパターンのドット模様を付した例を示した。図４中に示すドット模様は、規則的にドットが配されているように見えるが、実際には、多数のドットがランダムに配置されている。
接触子２１を接触させる部位にも、ＤＩＣ用の模様を付与してもよいが、付与しない方が、付与に使用する塗料等が皮膚の変位に影響しないようにする観点から好ましい。
図４には、接触子２１を当接させる部位の周囲に、ＤＩＣ用の模様として、ランダムパターンのドット模様を付した例を示した。図４中に示すドット模様は、規則的にドットが配されているように見えるが、実際には、多数のドットがランダムに配置されている。
【0020】
第１実施態様の方法においては、変化付与前工程として、ＤＩＣ用の模様の付与工程に加えて、皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子２１を接触させる接触工程及び、接触子２１を、前記皮膚に対して垂直方向の荷重が加わらないように、位置決めをする位置決め工程を行う。
【0021】
接触子２１を、皮膚が接触子２１と共に動くように接触させる方法としては、図２に示すように、接触子２１の肌対向面に粘着テープ２１ｃを貼り付けておき、その状態で、反力等測定部２をＺ軸方向に前進させ、接触子２１を、粘着テープ２１ｃを介して皮膚に密着させる。反力等測定部２を前進させるには、制御及び情報処理部７に所定の指令を入力して、第２リニアアクチュエータ４２の第２スライダ４２ａをＺ軸方向に前進させる。接触工程においては、皮膚に過度の荷重を加えないように配慮する。
【0022】
位置決め工程とは、皮膚に対して、少なくとも垂直方向の荷重が加わらないように、接触子２１の該垂直方向の位置を調整する工程である。具体的には、接触子２１をＺ軸方向に前進又は後退させて、六軸力覚センサ２４から得られるＺ軸方向の荷重値がゼロに近づくように調整する。ここで、「垂直方向の荷重が加わらない」とは、垂直方向の荷重が完全にゼロであることを要しない。位置決め工程では、垂直方向の荷重の絶対値が、０．５Ｎ以下、より好ましくは０．３Ｎ以下、更に好ましくは０．１Ｎ以下となるように、位置決めをする。
【0023】
皮膚に対して垂直方向とは、皮膚の表面に対して垂直な方向である。皮膚に対して垂直な方向は、典型的には、反力等測定部２を前進又は後退させる方向（Ｚ軸方向）と同一であるため、皮膚に対して垂直方向をＺ軸方向ともいう。
【0024】
第１実施態様における位置決め工程は、皮膚に、垂直方向の荷重のみならず接線方向の荷重も加わらないように、接触子２１の垂直方向及び接線方向の位置を調整する。具体的には、接触子２１をＺ軸方向と直交する方向である接線方向に移動させて、六軸力覚センサ２４から得られる該接線方向の荷重値がゼロに近づくように調整する。ここで、「接線方向」は、典型的には、Ｚ軸方向と直交する方向のうちの、一方向であるＸ軸方向及び該一方向に直交するＹ軸方向である。皮膚に対する接線方向の荷重は、例えば、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向のいずれについても加わらないようにすることが好ましい。その場合においても、荷重が完全にゼロであることを要しない。接線方向の荷重についても、その絶対値が、０．５Ｎ以下、より好ましくは０．３Ｎ以下、更に好ましくは０．１Ｎ以下となるように、位置決めをする。
なお、位置決め工程の位置合わせは、六軸力覚センサ２４の出力値に基づき第１リニアアクチュエータ４１及び第２リニアアクチュエータ４２による接触子２１の変位を変位制御部７１が制御することによって行うことが好ましい。これに加えて、変位制御部７１による自動調整で位置合わせしてもよく、あるいは操作者が六軸力覚センサ２４の出力値を観察して位置合わせしてもよい。
なお、位置決め工程の位置合わせは、六軸力覚センサ２４の出力値に基づき第１リニアアクチュエータ４１及び第２リニアアクチュエータ４２による接触子２１の変位を変位制御部７１が制御することによって行うことが好ましい。これに加えて、変位制御部７１による自動調整で位置合わせしてもよく、あるいは操作者が六軸力覚センサ２４の出力値を観察して位置合わせしてもよい。
【0025】
〔変化付与工程〕
ＤＩＣ用の模様の付与工程、接触工程及び位置決め工程後に変化付与工程を行う。
第１実施態様においては、変化付与工程として、接触子の周囲の皮膚を拘束せずに、接触子２１を、皮膚表面に沿う方向に移動させるか（以下「剪断」ともいう。）又は皮膚表面に垂直な軸回りに回動させる（以下「捩り」ともいう。）。
ＤＩＣ用の模様の付与工程、接触工程及び位置決め工程後に変化付与工程を行う。
第１実施態様においては、変化付与工程として、接触子の周囲の皮膚を拘束せずに、接触子２１を、皮膚表面に沿う方向に移動させるか（以下「剪断」ともいう。）又は皮膚表面に垂直な軸回りに回動させる（以下「捩り」ともいう。）。
【0026】
第１実施態様においては、図４に示すように、接触子２１の周囲の皮膚を拘束せずに、接触子２１を、皮膚表面に垂直な軸回りに回動させる。本明細書において「接触子の周囲の皮膚を拘束せずに」とは、該皮膚における接触子が直接当接した部分の周囲についても、接触子の動きに応じた変化が生じることを妨げないようにすることをいう。接触子の周囲の皮膚を拘束しないことにより、例えば、図６に示すように、接触子２１の周囲の皮膚に、液体９を塗布して、液状化粧料の塗布の有無による皮膚物性の変化を調べることが可能となる等の利点がある。
【0027】
図４には、顔面の頬の皮膚に接触子を固定し、該皮膚の物性値を測定する場合を示したが、接触子を固定する皮膚は、おでこ、眉間、鼻、顎等の頬以外の顔の皮膚、首、腕、脚、腹部、胸部、背中、臀部、足の甲又は裏等、任意の部位の皮膚を選択することができる。
【0028】
接触子２１の回動は、図４に示すように時計周りＲ１の回転を正方向、反時計周り方向Ｒ２の回転を負方向としたときに、正方向又は負方向のいずれか一方向に、所定の角度回転するだけであってもよいが、正方向の回動と負方向の回動とを、交互に、それぞれ少なくとも１回、より好ましくは、それぞれ複数回行うことが、より客観的な皮膚の物理的特性の評価を行う観点から好ましい。また接触子２１を回動させる前の回動角度ゼロの位置を基準位置ａとしたとき、該基準位置ａからの回転角度は、正方向及び負方向のいずれについても、９０度以下であることが好ましく、６０度以下がより好ましい。前記回動角度を所定値以内に抑えることで、皮膚物性への悪影響を防止することができる。他方、基準位置ａからの回動角度は、正方向及び負方向のいずれについても、１度以上であることが好ましく、３度以上であることがより好ましく、１０度以上であることが更に好ましく、３０度以上であることが一層好ましい。前記回転角度を所定値以上とすることで、皮膚に変形を与える領域を増加させることができ、より正確な計測をすることができる。接触子２１の回動は、正方向又は負方向への一回の回動のみであってもよく、その場合においても、基準位置ａからの回転角度は、上述した範囲であることが好ましい。
【0029】
接触子２１の角速度は一定であることが好ましい。この場合、画像撮影時の被写体ブレの影響を避ける観点から、角速度は、正方向及び負方向のいずれについてもそれぞれ独立に０．０１度／秒以上９０度／秒以下とすることが好ましく、０．０５度／秒以上６０度／秒以下とすることが更に好ましく、０．１度／秒以上３０度／秒以下とすることが一層好ましい。
特に接触子２１の角速度は、肌物性の等方-違法性（対称性）や応力の伝わり方を推定容易とする観点から、正方向及び負方向のいずれについても同じであることが好ましい。
特に接触子２１の角速度は、肌物性の等方-違法性（対称性）や応力の伝わり方を推定容易とする観点から、正方向及び負方向のいずれについても同じであることが好ましい。
【0030】
接触子２１の横断面は円形であり、その半径は、皮膚に確実に固定できるだけの面積を確保し、且つ、ある程度の広い領域で皮膚を変形させ得るに足る値である必要がある。一方、接触子の半径が過度に大きいと、元の形態の皮膚を大きく変形させ過ぎ、そのことに起因して皮膚に初期ひずみが加わるだけでなく、接触子周辺の変形（計測）可能な領域も狭くなる。更に、接触子を皮膚に当接させたときに違和感を生じにくくすることも要求される。これらの観点から、接触子２１の半径は、１ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることが好ましく、５ｍｍ以上２５ｍｍ以下とすることが更に好ましく、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることが一層好ましい。なお、接触子２１の回動中心は横断面の円形の中心に一致していることが計測を正確に行う点から好ましい。
【0031】
変化付与工程においては、接触子２１の周囲の皮膚を拘束せずに、接触子２１を、皮膚表面に垂直な軸回りに回動させること（捩り、図４参照）に代えて、接触子２１の周囲の皮膚を拘束せずに、接触子２１を、皮膚表面に沿う方向に移動させてもよい（剪断、図５参照）。接触子２１の周囲の皮膚を拘束させないことの利点は上述したとおりである。
【0032】
接触子２１は、一直線上を一方向のみに向けて移動させてもよく、あるいは一直線上を往復運動させてもよい。
接触子２１を、一直線上を一方向のみに向けて移動させる場合、移動距離を一定の値以上とすることで精度の低下を抑制できる。また、移動距離を一定の値以下とすることで皮膚に加わる負担を軽減できる。これらの観点から、接触子２１の移動距離は１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることが更に好ましく、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが一層好ましい。
その場合の移動速度は一定であることが好ましい。この場合、画像撮影時の被写体ブレの影響を避ける観点から、移動速度は０．０１ｍｍ／ｓ以上１００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ／ｓ以上８０ｍｍ／ｓ以下であることが更に好ましく、０．１ｍｍ／ｓ以上５０ｍｍ／ｓ以下であることが一層好ましい。
接触子２１を、一直線上を往復運動させる場合、往路移動と復路移動とを、交互に、それぞれ少なくとも１回、より好ましくは、それぞれ複数回行うことが、より客観的な皮膚特性の推定や計測を行う観点から好ましい。また、接触子２１を移動させる前の位置を基準位置Ｘとしたとき、皮膚への負担を軽減し、且つ、高い測定精度が得られるようにする観点から、Ｘを起点とし、一方向の終点Ｘ１までの距離、及びＸを起点とし、他方向の終点Ｘ２までの距離はそれぞれ独立に０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることが更に好ましく、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが一層好ましい。
その場合の移動速度は一定であることが好ましい。この場合、画像撮影時の被写体ブレの影響を避ける観点から、往路移動及び復路移動それぞれ独立に０．０１ｍｍ／ｓ以上１００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ／ｓ以上８０ｍｍ／ｓ以下であることが更に好ましく、０．１ｍｍ／ｓ以上５０ｍｍ／ｓ以下であることが一層好ましい。特に、Ｘを起点とし、一方向の終点Ｘ１までの距離、及びＸを起点とし、他方向の終点Ｘ２までの距離は同じであることが、肌物性の等方性（対称性）又は異方性（非対称性）や、応力の伝わり方の推定が可能になる点から好ましい。同様の理由によって、往路移動及び復路移動の速度は同じであることが好ましい。
接触子２１を、一直線上を一方向のみに向けて移動させる場合、移動距離を一定の値以上とすることで精度の低下を抑制できる。また、移動距離を一定の値以下とすることで皮膚に加わる負担を軽減できる。これらの観点から、接触子２１の移動距離は１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることが更に好ましく、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが一層好ましい。
その場合の移動速度は一定であることが好ましい。この場合、画像撮影時の被写体ブレの影響を避ける観点から、移動速度は０．０１ｍｍ／ｓ以上１００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ／ｓ以上８０ｍｍ／ｓ以下であることが更に好ましく、０．１ｍｍ／ｓ以上５０ｍｍ／ｓ以下であることが一層好ましい。
接触子２１を、一直線上を往復運動させる場合、往路移動と復路移動とを、交互に、それぞれ少なくとも１回、より好ましくは、それぞれ複数回行うことが、より客観的な皮膚特性の推定や計測を行う観点から好ましい。また、接触子２１を移動させる前の位置を基準位置Ｘとしたとき、皮膚への負担を軽減し、且つ、高い測定精度が得られるようにする観点から、Ｘを起点とし、一方向の終点Ｘ１までの距離、及びＸを起点とし、他方向の終点Ｘ２までの距離はそれぞれ独立に０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることが更に好ましく、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが一層好ましい。
その場合の移動速度は一定であることが好ましい。この場合、画像撮影時の被写体ブレの影響を避ける観点から、往路移動及び復路移動それぞれ独立に０．０１ｍｍ／ｓ以上１００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ／ｓ以上８０ｍｍ／ｓ以下であることが更に好ましく、０．１ｍｍ／ｓ以上５０ｍｍ／ｓ以下であることが一層好ましい。特に、Ｘを起点とし、一方向の終点Ｘ１までの距離、及びＸを起点とし、他方向の終点Ｘ２までの距離は同じであることが、肌物性の等方性（対称性）又は異方性（非対称性）や、応力の伝わり方の推定が可能になる点から好ましい。同様の理由によって、往路移動及び復路移動の速度は同じであることが好ましい。
【0033】
〔画像解析〕
変化付与工程中には、撮像装置６により、接触子２１の周囲に位置する領域を撮像する。撮像は、接触子２１の回動又は移動中に、動画として連続的に撮像するか、又は間欠的に複数回撮像する。撮像した画像は、制御及び情報処理部７が備える記憶装置等に記録しておき、情報処理装置７４において、それらの画像に用いた画像解析を行う。この画像解析は、変化付与工程が完全に終了した後に行ってもよく、変化付与工程が完全には完了していなくても、必要な画像が得られた段階で算出してもよい。
変化付与工程中には、撮像装置６により、接触子２１の周囲に位置する領域を撮像する。撮像は、接触子２１の回動又は移動中に、動画として連続的に撮像するか、又は間欠的に複数回撮像する。撮像した画像は、制御及び情報処理部７が備える記憶装置等に記録しておき、情報処理装置７４において、それらの画像に用いた画像解析を行う。この画像解析は、変化付与工程が完全に終了した後に行ってもよく、変化付与工程が完全には完了していなくても、必要な画像が得られた段階で算出してもよい。
【0034】
画像解析は、基準画像における接触子２１の周囲に位置する領域を、複数画素を含む多数の微小領域（メッシュ）に分割し、その微小領域のそれぞれについて、デジタル画像相関法により、個々の画像における位置及び／又は向きを特定する。基準画像は、典型的には、変化付与工程における変位前の状態の画像であるが、変位開始後の任意の時点での画像を用いることもできる。異なる時点で撮像した画像、好ましくは基準画像とそれより後の時点で撮像した画像とを対比し、微小領域のそれぞれの位置及び／又は向きがどのように変化したかを解析する。微小領域のそれぞれの位置及び／又は向きの変化は、微小領域に対応する皮膚の微小領域が、接触子２１の動きに応じてどのように変位したかを示している。
多数の微小領域を設定して変位を追跡する範囲は、例えば、実際の皮膚上における、接触子２１の外縁からの距離が５０ｍｍ以内の範囲とすることが好ましい。個々の微小領域は、実際の皮膚上のサイズに換算したときに、例えば面積が０．０１ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ２以上１０ｍｍ２以下である。個々の微小領域の形状及びサイズの一例としては、縦横１ｍｍの正方形とすることができる。
撮像した画像から得る「皮膚の複数部位の位置の変化」における各部位は、デジタル画像の複数ピクセル分に相当する領域（部位）であることが好ましいが、デジタル画像の１ピクセル分に相当する部位でもよい。
多数の微小領域を設定して変位を追跡する範囲は、例えば、実際の皮膚上における、接触子２１の外縁からの距離が５０ｍｍ以内の範囲とすることが好ましい。個々の微小領域は、実際の皮膚上のサイズに換算したときに、例えば面積が０．０１ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ２以上１０ｍｍ２以下である。個々の微小領域の形状及びサイズの一例としては、縦横１ｍｍの正方形とすることができる。
撮像した画像から得る「皮膚の複数部位の位置の変化」における各部位は、デジタル画像の複数ピクセル分に相当する領域（部位）であることが好ましいが、デジタル画像の１ピクセル分に相当する部位でもよい。
【0035】
図７は、位置決め工程後の接触子２１を正方向Ｒ１及び逆方向Ｒ２に交互に回動させたときに生じる、微小領域それぞれの位置及び／又は向きの変化を、制御及び情報処理部７において解析し、その結果を、制御及び情報処理部７が備える液晶モニター等の表示部に、視覚的に表した結果画像である。
図７に示す各結果画像には、多数の微小領域それぞれの中心点が、それぞれ一つの矢印形状（又は三角形状）の微小図形として表されている。個々の微小領域に対応する個々の微小図形は、矢印が指し示す方向（又は二等辺三角形の頂角が存在する方向）が移動方向を示しており、また基準画像からの変位量（ピクセル換算量）が、その変位量の大きさに応じた濃淡で表示されている。濃淡は、濃い方が変位量が大きく、薄い方が変位量が小さいことを示す。多数の微小領域それぞれの移動方向及び移動距離は、撮像時点が異なる複数の画像における微小領域の位置や向きを対比することによって、それらの差として求められる。変位量の大きさは、変位量の大きさに応じて色分けして表示したり、微小図形の寸法（例えば矢印の長さ）を変えて表示することも好ましい。
画像解析においては、接触子２１の周囲に位置する領域を複数の微小領域に分割し、その微小領域それぞれの位置及び／又は向きの経時的変化を追跡することが好ましく、また経時的に変化する個々の微小領域の位置及び／又は向きを、各微小領域に対応する色やその濃淡、ドットの形状、向き等により、視覚的にモニター可能とすることが好ましい。
図７に示す各結果画像には、多数の微小領域それぞれの中心点が、それぞれ一つの矢印形状（又は三角形状）の微小図形として表されている。個々の微小領域に対応する個々の微小図形は、矢印が指し示す方向（又は二等辺三角形の頂角が存在する方向）が移動方向を示しており、また基準画像からの変位量（ピクセル換算量）が、その変位量の大きさに応じた濃淡で表示されている。濃淡は、濃い方が変位量が大きく、薄い方が変位量が小さいことを示す。多数の微小領域それぞれの移動方向及び移動距離は、撮像時点が異なる複数の画像における微小領域の位置や向きを対比することによって、それらの差として求められる。変位量の大きさは、変位量の大きさに応じて色分けして表示したり、微小図形の寸法（例えば矢印の長さ）を変えて表示することも好ましい。
画像解析においては、接触子２１の周囲に位置する領域を複数の微小領域に分割し、その微小領域それぞれの位置及び／又は向きの経時的変化を追跡することが好ましく、また経時的に変化する個々の微小領域の位置及び／又は向きを、各微小領域に対応する色やその濃淡、ドットの形状、向き等により、視覚的にモニター可能とすることが好ましい。
【0036】
図７（ａ）～（ｆ）は、３０代及び６０代の男性を被験者として、各被験者の頬の中央部に接着させた接触子を、図９に示すタイムスケジュールで正方向及び負方向に交互に回動させる第１試験を行ったときの、微小領域それぞれの位置及び向きの経時的変化を示した結果画像を示し、回動前、正方向１０°回転時、及び負方向１０°回転時の各状態が示されている。図８（ａ）～（ｆ）は、液体として皮膚表面に化粧水を塗布する以外は、第１試験と同様の第２試験を行ったときの結果画像である。
図９に示すタイムスケジュールにおいては、最大回転角度を変えて、正方向及び負方向の回動をそれぞれ複数回繰り返しているが、同じ最大回転角度で複数回繰り返す場合に比べて、肌物性の詳細な把握が可能になる点で有利である。
異なる回転角度で評価する利点としては、例えば、変形を与える範囲を変えることで、回転角度が小さい場合は接触子の周辺のみ、回転角度が大きく場合は広い範囲に変形が及ぶことになるため、変化の及ぶ範囲を異ならせた複数の結果が得られることが挙げられる。変化の及ぶ範囲が異なる複数の結果から、一又は二以上の任意の結果を選択して、それを皮膚特性の評価に用いることもできる。
二つ目は、最大角と反トルクの関係を調べることで、肌の均一性や特徴を知ることができることである。最大角とは、安定した接触状態を保ち、痛みなどの不快感がない計測可能な最大角である。角層が硬い場合、最大角は小さくなり、やわらかい場合は大きくなる。また、頬のように骨の影響が少なく、厚みのある部位は、最大角が大きく、額のように骨の影響があり、薄い場合は小さくなる。個人差があるが、頬の場合、概ね９０度程度である。
例えば、ハリのあるきめの整った（潤った）肌であれば比較的直線状に比例した関係を示すが、ハリがなく、きめが整っていない（ツッパリやすい）肌では小さい角度では反トルクが小さく（ハリがない）、ある角度を超えると急にトルクが増加する（ツッパる）などの挙動を知ることができる。
図９に示すタイムスケジュールにおいては、最大回転角度を変えて、正方向及び負方向の回動をそれぞれ複数回繰り返しているが、同じ最大回転角度で複数回繰り返す場合に比べて、肌物性の詳細な把握が可能になる点で有利である。
異なる回転角度で評価する利点としては、例えば、変形を与える範囲を変えることで、回転角度が小さい場合は接触子の周辺のみ、回転角度が大きく場合は広い範囲に変形が及ぶことになるため、変化の及ぶ範囲を異ならせた複数の結果が得られることが挙げられる。変化の及ぶ範囲が異なる複数の結果から、一又は二以上の任意の結果を選択して、それを皮膚特性の評価に用いることもできる。
二つ目は、最大角と反トルクの関係を調べることで、肌の均一性や特徴を知ることができることである。最大角とは、安定した接触状態を保ち、痛みなどの不快感がない計測可能な最大角である。角層が硬い場合、最大角は小さくなり、やわらかい場合は大きくなる。また、頬のように骨の影響が少なく、厚みのある部位は、最大角が大きく、額のように骨の影響があり、薄い場合は小さくなる。個人差があるが、頬の場合、概ね９０度程度である。
例えば、ハリのあるきめの整った（潤った）肌であれば比較的直線状に比例した関係を示すが、ハリがなく、きめが整っていない（ツッパリやすい）肌では小さい角度では反トルクが小さく（ハリがない）、ある角度を超えると急にトルクが増加する（ツッパる）などの挙動を知ることができる。
【0037】
このように、経時的に撮像した画像について、接触子の近傍に位置する皮膚に微小領域を設定してデジタル画像相関法により解析することにより、皮膚表面に接着した接触子を移動又は回転させたときに、個々の微小領域に対応する皮膚の各部位が、どのように変位又は回動したかを容易に把握することができる。また視覚的に把握することができる利点も大きい。
【0038】
皮膚の複数部位の位置の変化に基づく皮膚の物理的特性の評価は、例えば、皮膚表面に接着した接触子２１を、同一の条件にて、回動又は直線状に移動させ、そのとき生じる皮膚の変化を計測し、その変化の程度を、異なる被験者について対比する。
例えば、図７（ｂ）に示す３０代の被験者の結果画像と、図７（ｅ）に示す６０代の被験者の結果画像とを対比すると、６０代の被験者に比して３０代の被験者の方が、大きく移動した微小領域の割合が小さくなっている。この結果から、３０代の被験者の皮膚が６０代の被験者の皮膚よりも、接触子の動きに応じた変化が小さく、皮膚がより柔軟であると評価することができる。図７（ｃ）に示す結果画像と、図７（ｆ）に示す結果画像とを対比することによっても、同様の評価をすることができる。大きく移動した微小領域の割合としては、例えば微小領域を移動量に応じて複数の区分に分類したときに、微小領域の全数に対する特定の区分又は移動量が特定の区分以上の区分に含まれる微小領域の割合等である。
例えば、図７（ｂ）に示す３０代の被験者の結果画像と、図７（ｅ）に示す６０代の被験者の結果画像とを対比すると、６０代の被験者に比して３０代の被験者の方が、大きく移動した微小領域の割合が小さくなっている。この結果から、３０代の被験者の皮膚が６０代の被験者の皮膚よりも、接触子の動きに応じた変化が小さく、皮膚がより柔軟であると評価することができる。図７（ｃ）に示す結果画像と、図７（ｆ）に示す結果画像とを対比することによっても、同様の評価をすることができる。大きく移動した微小領域の割合としては、例えば微小領域を移動量に応じて複数の区分に分類したときに、微小領域の全数に対する特定の区分又は移動量が特定の区分以上の区分に含まれる微小領域の割合等である。
【0039】
また図７（ｂ）に示す結果画像と図８（ｂ）に示す結果画像とを対比すると、液体として化粧水を塗布した後者の方が、大きく移動した微小領域の割合が少なくなっている。この結果は、化粧水を塗布した場合の方が、接触子の動きに応じた変化が小さくなることを意味するため、化粧水の塗布が、皮膚の柔軟性に与える影響を評価することができる。また、複数種類の液体について、同様の試験を行い、それらの結果画像を対比することで、複数種類の液体について、皮膚の柔軟性を高める効果の大小を評価することも可能である。
本発明の方法の第１実施態様によれば、皮膚表層の物理的特性を評価しやすく、皮膚表面の凹凸の影響も受けにくい。また皮膚に液状化粧料等の塗布物を塗布した状態においても、皮膚の物理的特性の適切な評価が可能である等の利点もある。
本発明の方法の第１実施態様によれば、皮膚表層の物理的特性を評価しやすく、皮膚表面の凹凸の影響も受けにくい。また皮膚に液状化粧料等の塗布物を塗布した状態においても、皮膚の物理的特性の適切な評価が可能である等の利点もある。
【0040】
本発明において評価する皮膚の物理的特性は、皮膚の柔軟性に限られず、例えば、皮膚の柔軟性以外に、皮膚の形状変化、例えば皺の発生等、応力の作用方向の推定、皮膚物性の分布（柔軟性は部位により異なる）、前後画像の比較によるスキンケアの効果判定、スキンケアの効果の個人差の判定、メイクアップ化粧品の塗膜の影響、重力による皮膚への影響（たるみの有無又は程度）等を挙げることができる。これの評価は、化粧水やスキンケアやメイクアップ剤の開発、効果検証、紫外線等の外的因子が皮膚に与える影響等の検討に有用である。
【0041】
図１０（ａ）～（ｆ）は、位置決め工程後の接触子２１を、回動させるのに代えて、直線状に移動させる以外は、第１試験と同様の第３試験を行い、同様に画像解析したときの、微小領域それぞれの位置及び向きの経時的変化を示した結果画像を示す図であり、接触子の中心が、起点Ｘにある移動前、移動前の位置を起点Ｘとして一方向に４ｍｍ移動した時点及び起点Ｘから一方向とは反対側に４ｍｍ移動した時点の各状態が示されている。
図１０（ｂ）に示す３０代の被験者の結果画像と、図１０（ｅ）に示す６０代の被験者の結果画像とを対比すると、６０代の被験者に比して３０代の被験者の方が、大きく移動した微小領域の割合が大きくなっている。この結果から、３０代の被験者の皮膚が６０代の被験者の皮膚よりも、接触子の動きに応じた変化が大きく、皮膚がより柔軟であると評価することができる。図１０（ｃ）に示す結果画像と、図１０（ｆ）に示す結果画像とを対比することによっても、同様の評価をすることができる。また、第３試験の結果画像と、液体として皮膚表面に化粧水を塗布する以外は、第３試験と同様の第４試験を行ったときの結果画像とを比較することにより、化粧水の塗布が、皮膚の柔軟性に与える影響を評価することができる。また、複数種類の液体について、同様の試験を行い、それらの結果画像を対比することで、複数種類の液体について、皮膚の柔軟性を高める効果の大小を評価することも可能である。
図１０（ｂ）に示す３０代の被験者の結果画像と、図１０（ｅ）に示す６０代の被験者の結果画像とを対比すると、６０代の被験者に比して３０代の被験者の方が、大きく移動した微小領域の割合が大きくなっている。この結果から、３０代の被験者の皮膚が６０代の被験者の皮膚よりも、接触子の動きに応じた変化が大きく、皮膚がより柔軟であると評価することができる。図１０（ｃ）に示す結果画像と、図１０（ｆ）に示す結果画像とを対比することによっても、同様の評価をすることができる。また、第３試験の結果画像と、液体として皮膚表面に化粧水を塗布する以外は、第３試験と同様の第４試験を行ったときの結果画像とを比較することにより、化粧水の塗布が、皮膚の柔軟性に与える影響を評価することができる。また、複数種類の液体について、同様の試験を行い、それらの結果画像を対比することで、複数種類の液体について、皮膚の柔軟性を高める効果の大小を評価することも可能である。
【0042】
次に、肌変化付与装置を用いた本発明の第２実施態様について説明する。
本発明の第２実施態様は、第２方法（肌感触の推定方法）の一実施態様である。
第２実施態様においては、変化付与前工程として、第１実施態様におけるのと同様にして、皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子２１を接触させる接触工程、及び、接触子２１を、前記皮膚に対して垂直方向、好ましくは接線方向及び垂直方向の両方向の荷重が加わらないように、該接触子２１の位置を調整する位置決め工程を行う。他方、ＤＩＣ用の模様の付与工程は行わない。
そして、変化付与工程においては、皮膚に対して垂直方向、好ましくは接線方向及び垂直方向の両方向の荷重が加わらないように維持しつつ、接触子２１を、皮膚表面に沿う方向に移動させるか（剪断）、又は皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて（捩り）、該皮膚に前記接触子の動きに応じた変化を与える。また変化付与工程において接触子を皮膚表面に沿う方向に移動させる場合には、皮膚からの反力を測定し、接触子を皮膚表面に垂直な軸回りに回動させる場合には、皮膚からの反トルクを測定する。
そして、変化付与工程において得られる、接触子の移動又は回動に応じた皮膚からの反力及び／又は反トルクに基づき、肌感触を推定する。
この肌感触の推定は、変化付与工程が完全に終了した後に行ってもよく、また変化付与工程が完全には完了していなくても、必要な情報が得られた段階で行ってもよい。
本発明の第２実施態様は、第２方法（肌感触の推定方法）の一実施態様である。
第２実施態様においては、変化付与前工程として、第１実施態様におけるのと同様にして、皮膚表面に、皮膚が接触子と共に動くように接触子２１を接触させる接触工程、及び、接触子２１を、前記皮膚に対して垂直方向、好ましくは接線方向及び垂直方向の両方向の荷重が加わらないように、該接触子２１の位置を調整する位置決め工程を行う。他方、ＤＩＣ用の模様の付与工程は行わない。
そして、変化付与工程においては、皮膚に対して垂直方向、好ましくは接線方向及び垂直方向の両方向の荷重が加わらないように維持しつつ、接触子２１を、皮膚表面に沿う方向に移動させるか（剪断）、又は皮膚表面に垂直な軸回りに回動させて（捩り）、該皮膚に前記接触子の動きに応じた変化を与える。また変化付与工程において接触子を皮膚表面に沿う方向に移動させる場合には、皮膚からの反力を測定し、接触子を皮膚表面に垂直な軸回りに回動させる場合には、皮膚からの反トルクを測定する。
そして、変化付与工程において得られる、接触子の移動又は回動に応じた皮膚からの反力及び／又は反トルクに基づき、肌感触を推定する。
この肌感触の推定は、変化付与工程が完全に終了した後に行ってもよく、また変化付与工程が完全には完了していなくても、必要な情報が得られた段階で行ってもよい。
【0043】
次に、第２実施態様を、より具体的な例（第４試験及び第５試験）を示して説明する。
〔第４試験〕
発明者らは、顔の頬の略中央部に接触子２１を両面テープ（図示せず）で接着し、皮膚表面に対して垂直方向及び接線方向の荷重をゼロに調整した後、その接触子２１を、顔の上下方向に往復させる第４試験を行った。第４試験は、下記の４条件にて行い、六軸力覚センサ２４の出力値に基づき、往復する接触子２１に対する皮膚からの反力を記録した。
条件１：姿勢が座位で、顔の上下方向が鉛直方向に一致。化粧水を塗布せず。
条件２：姿勢が横臥位で、顔の上下方向が水平方向に一致。化粧水を塗布せず。
条件３：被験者の姿勢が座位で、顔の上下方向が鉛直方向に一致。化粧水を塗布。
条件４：被験者の姿勢が横臥位で、顔の上下方向が水平方向に一致。化粧水を塗布。
発明者らは、接触子２１を移動させたときに肌に感じる感触が、自身の指で肌を押し上げたときの感覚に似ていることを知見し、さらに研究した結果、接触子２１を移動させたときに生じる皮膚からの反力の大きさと、肌を押し上げたときに感じる、つっぱり感やしっとり感等との肌感覚との間に、ある程度の関係があることを知見した。
すなわち、指で押したときに、つっぱり感がない、しっとりとした肌について、第４試験を行った場合には、皮膚からの反力値が比較的低いのに対して、指で押したときに、つっぱり感がある肌について、第４試験を行った場合には、皮膚からの反力値が比較的高いことが判った。このような関係がある理由は、皮膚に対して垂直方向の荷重が加わらないように位置決めして行う変化付与工程において皮膚に加わる垂直方向及び接線方向の荷重の加わり方と、ツッパリ感やしっとり感を調べるために指で皮膚を変位させる際の荷重の加わり方とが類似していることが一因であると推定される。
〔第４試験〕
発明者らは、顔の頬の略中央部に接触子２１を両面テープ（図示せず）で接着し、皮膚表面に対して垂直方向及び接線方向の荷重をゼロに調整した後、その接触子２１を、顔の上下方向に往復させる第４試験を行った。第４試験は、下記の４条件にて行い、六軸力覚センサ２４の出力値に基づき、往復する接触子２１に対する皮膚からの反力を記録した。
条件１：姿勢が座位で、顔の上下方向が鉛直方向に一致。化粧水を塗布せず。
条件２：姿勢が横臥位で、顔の上下方向が水平方向に一致。化粧水を塗布せず。
条件３：被験者の姿勢が座位で、顔の上下方向が鉛直方向に一致。化粧水を塗布。
条件４：被験者の姿勢が横臥位で、顔の上下方向が水平方向に一致。化粧水を塗布。
発明者らは、接触子２１を移動させたときに肌に感じる感触が、自身の指で肌を押し上げたときの感覚に似ていることを知見し、さらに研究した結果、接触子２１を移動させたときに生じる皮膚からの反力の大きさと、肌を押し上げたときに感じる、つっぱり感やしっとり感等との肌感覚との間に、ある程度の関係があることを知見した。
すなわち、指で押したときに、つっぱり感がない、しっとりとした肌について、第４試験を行った場合には、皮膚からの反力値が比較的低いのに対して、指で押したときに、つっぱり感がある肌について、第４試験を行った場合には、皮膚からの反力値が比較的高いことが判った。このような関係がある理由は、皮膚に対して垂直方向の荷重が加わらないように位置決めして行う変化付与工程において皮膚に加わる垂直方向及び接線方向の荷重の加わり方と、ツッパリ感やしっとり感を調べるために指で皮膚を変位させる際の荷重の加わり方とが類似していることが一因であると推定される。
【0044】
変化付与工程における接触子の移動に応じた皮膚からの反力と、皮膚が動かされたときの肌感触との間に、一定の関係があることを利用し、本発明の第２実施態様においては、変化付与工程における接触子の移動に応じた皮膚からの反力から、実際に指等で、皮膚が動かされたときの感触を推定する。
皮膚の状態の良否を確認するために、自身の皮膚を指で押すことは、広く行われている。接触子の移動に応じた皮膚からの反力を目安に、皮膚を指で押したときに感触を推定することは、皮膚を指で押したときの感触を良好にすることができる、スキンケア剤等の開発に有用である。
皮膚の状態の良否を確認するために、自身の皮膚を指で押すことは、広く行われている。接触子の移動に応じた皮膚からの反力を目安に、皮膚を指で押したときに感触を推定することは、皮膚を指で押したときの感触を良好にすることができる、スキンケア剤等の開発に有用である。
【0045】
変化付与工程において、接触子２１を顔の上下方向に移動させるのに代えて、接触子２１を回動させ、接触子２１の回動に応じた皮膚からの反トルクを計測することによって、回転角度と該回転角度に応じた反トルクの値との関連性（線形か非線形かなど）、一定の角度を保持した際の緩和挙動、それぞれの角速度依存性（粘弾性）などに基づき肌感触を推定することもできる。
また、変化付与工程において、接触子２１を顔の上下方向に移動させるのに代えて顔の左右方向に移動させ、そのときの皮膚からの反力を計測することによって、接触子の移動距離（又は位置）とそこで計測される反力との関連性（線形か非線形かなど）、一定の距離を動かし保持した際の緩和挙動、それぞれの速度依存性（粘弾性）などに基づき肌感触を推定することもできる。
具体的には、多数の被験者の肌について、肌感触を官能評価で求めるとともに、接触子を回動又は移動させる試験を行う。そして、その官能評価の結果と、当該試験により得られる結果、例えば所定の反トルクや反力が発生する回転角度や位置等との相関関係を調べ、その相関関係を表す式や学習済モデルをあらかじめ準備する。そして、評価対象の肌について、接触子を回動又は移動させる試験を行い、前記相関関係を示す式や学習済モデルを用いて、当該肌の肌感触を推定（評価）する。
また、変化付与工程において、接触子２１を顔の上下方向に移動させるのに代えて顔の左右方向に移動させ、そのときの皮膚からの反力を計測することによって、接触子の移動距離（又は位置）とそこで計測される反力との関連性（線形か非線形かなど）、一定の距離を動かし保持した際の緩和挙動、それぞれの速度依存性（粘弾性）などに基づき肌感触を推定することもできる。
具体的には、多数の被験者の肌について、肌感触を官能評価で求めるとともに、接触子を回動又は移動させる試験を行う。そして、その官能評価の結果と、当該試験により得られる結果、例えば所定の反トルクや反力が発生する回転角度や位置等との相関関係を調べ、その相関関係を表す式や学習済モデルをあらかじめ準備する。そして、評価対象の肌について、接触子を回動又は移動させる試験を行い、前記相関関係を示す式や学習済モデルを用いて、当該肌の肌感触を推定（評価）する。
【0046】
接触子２１を、略鉛直方向、特に略鉛直方向の下側から上側に向かって移動させ、その動きに応じて生じる皮膚からの反力に基づいて肌感触を推定することが、肌を押したときの感触に近いより評価ができることから好ましい。顔の皮膚について、接触子を略鉛直方向の下側から上側に向かって移動させる態様としては、立位又は座位において、接触子を、顔の下方から上方に向けて移動させる態様、横臥位において、接触子を、顔の左右方向の外側から中央側に向かって移動させる態様等が挙げられる。
前記接触子を、基準位置から一方向へ変位させたときと該一方向とは反対方向に変位させたときとで、皮膚の複数部位の変化の態様に差がある場合がある。この差の大小に基づき、皮膚の物理的特性を評価することもでき、例えば、差が小さい方が、肌にはりがあり、肌年齢が若いと評価する。
前記接触子を、基準位置から一方向へ変位させたときと該一方向とは反対方向に変位させたときとで、皮膚の複数部位の変化の態様に差がある場合がある。この差の大小に基づき、皮膚の物理的特性を評価することもでき、例えば、差が小さい方が、肌にはりがあり、肌年齢が若いと評価する。
【0047】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば図２に示す反力等測定部２においては接触子２１の肌対向面に粘着テープ２１ｃを貼り付けて、該粘着テープ２１ｃを皮膚に密着させたが、これに代えて接触子２１を中空構造となすとともに、該接触子２１の肌対向面に複数の貫通孔を設け、該貫通孔を通じて皮膚を吸引することで、接触子２１を皮膚に密着させてもよい。
また、接触子２１の動きを肌変化付与装置１の制御及び情報処理部７で制御するのではなく、発振回路とモータの駆動回路を組み合わせるなどして、モータが所定の正逆転を行うように構成してもよい。
また、接触子２１の動きを肌変化付与装置１の制御及び情報処理部７で制御するのではなく、発振回路とモータの駆動回路を組み合わせるなどして、モータが所定の正逆転を行うように構成してもよい。
【0048】
また第１発明において、変化付与工程において撮像した画像から得られる、接触子の近傍に位置する皮膚の複数部位の位置の変化に基づき、皮膚の物理的特性を評価する際に、変化付与工程における接触子の移動又は回動に応じた皮膚からの反力及び／又は反トルクを加味して、皮膚の物理的特性を評価することも好ましい。この場合、変化付与工程において皮膚に変位を付与している間に、撮像と、皮膚からの反力及び／又は反トルクの計測とを同時に行うことが好ましい。
画像解析の結果に加えて、接触子の移動又は回動に応じた皮膚からの反力及び／又は反トルクを加味することにより、より詳細な皮膚物性の計測が可能になる。
画像解析の結果に加えて、接触子の移動又は回動に応じた皮膚からの反力及び／又は反トルクを加味することにより、より詳細な皮膚物性の計測が可能になる。
【符号の説明】
【0049】
１ 肌変化付与装置
２ 反力等測定部
３ 位置調整機構
４ 電動変位機構
５ 電動回動機構
６ 撮像装置
７ 制御及び情報処理部
２１ 接触子
２１ｃ 粘着テープ
２４ 六軸力覚センサ
２ 反力等測定部
３ 位置調整機構
４ 電動変位機構
５ 電動回動機構
６ 撮像装置
７ 制御及び情報処理部
２１ 接触子
２１ｃ 粘着テープ
２４ 六軸力覚センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
