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JP5691687B2 - Inspection device - Google Patents

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JP5691687B2
JP5691687B2 JP2011055826A JP2011055826A JP5691687B2 JP 5691687 B2 JP5691687 B2 JP 5691687B2 JP 2011055826 A JP2011055826 A JP 2011055826A JP 2011055826 A JP2011055826 A JP 2011055826A JP 5691687 B2 JP5691687 B2 JP 5691687B2
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義浩 大場
石井 稔浩
稔浩 石井
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Description

本発明は、検査装置に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus.

例えば、皮膚等の生体組織等の散乱体の表面や内部の構造、状態を計測する方法として、共焦点顕微鏡、光コヒーレンス・トモグラフィ(OCT:Optical Coherence Tomography)、SHG(Second harmonic generation:第2高調波発生)光顕微鏡、超音波エコー、X線、MRI(magnetic resonance imaging)等の様々な手法が存在している。このうち、生体計測においては、光を用いた光計測が、被爆等の問題がなく、また、照射光の波長を選択することにより計測対象を限定することができるため適している。また、光計測は、X線等と比較して、装置を小型化することができ、また低価格化することもできるといった利点も有している。   For example, confocal microscope, optical coherence tomography (OCT: Optical Coherence Tomography), SHG (Second harmonic generation: Second) are methods for measuring the surface and internal structure and state of scatterers such as skin and other biological tissues. There are various methods such as harmonic generation) light microscope, ultrasonic echo, X-ray, MRI (magnetic resonance imaging) and the like. Among these, in living body measurement, light measurement using light is suitable because there is no problem of exposure and the like, and the object to be measured can be limited by selecting the wavelength of irradiation light. In addition, the optical measurement has an advantage that the apparatus can be reduced in size and can be reduced in price as compared with the X-ray or the like.

例えば、生体組織に近赤外光を照射し、生体組織内において拡散反射した光を光検出器により検出し、光検出器により得られた信号より、生体組織の定量的な分析を行なう近赤外分光法等の光計測方法がある。この近赤外分光法等の光計測方法では、生体組織内における様々な情報を非侵襲的に瞬時に得ることができるため、医療分野における多くの用途で注目されており、血液中の酸素濃度の測定等に用いられている。   For example, near-infrared light that irradiates a living tissue with near infrared light, detects light diffusely reflected in the living tissue with a photodetector, and performs quantitative analysis of the living tissue from a signal obtained by the photodetector. There are optical measurement methods such as external spectroscopy. In optical measurement methods such as near infrared spectroscopy, various information in living tissue can be obtained non-invasively and instantaneously, so it is attracting attention in many applications in the medical field. It is used for measurement.

生体光計測としては、これ以外にも、皮膚内部におけるコラーゲン構造の状態やコラーゲンの定量的評価を行なう方法がある。皮膚内部において真皮層の7割以上を占めるコラーゲン構造の配向性や分布状態は、皮膚のハリやシワ等と密接な関係があることが知られている。このため、スキンケア商品を使用した前後における皮膚内部のコラーゲン構造の変化や皮膚表面の形態変化を総合的に評価することは、化粧品の有用成分の開発や、使用する化粧品を選定する上でも非常に有効である。   In addition to this, there is a method for quantitative evaluation of the state of collagen structure in the skin and collagen. It is known that the orientation and distribution state of the collagen structure that occupies 70% or more of the dermis layer in the skin has a close relationship with skin firmness and wrinkles. For this reason, comprehensive evaluation of changes in the collagen structure inside the skin and changes in skin surface morphology before and after using skincare products is very important in developing useful ingredients for cosmetics and selecting cosmetics to use. It is valid.

ところで、従来はコラーゲン構造を傷つけることなく、非侵襲で皮膚内部の真皮の状態を評価することは困難であったが、近年においては光計測手法により、コラーゲン構造を傷つけることなく、非侵襲で皮膚内部の真皮の状態を評価することが可能となりつつある。   By the way, in the past, it was difficult to evaluate the state of the dermis inside the skin non-invasively without damaging the collagen structure, but in recent years, non-invasive skin without damaging the collagen structure by optical measurement techniques. It is becoming possible to evaluate the state of the internal dermis.

特許文献1には、皮膚の内部に向けて長短パルス光を照射し、発生した第2高調波発生光(SHG光)を検出し、その検出結果により皮膚内部のコラーゲン配向を測定する方式が開示されている。また、OCTを応用して皮膚内部のコラーゲン構造を可視化する方法等も提案されている。   Patent Document 1 discloses a method of irradiating long and short pulse light toward the inside of the skin, detecting the generated second harmonic generation light (SHG light), and measuring the collagen orientation in the skin based on the detection result. Has been. A method for visualizing the collagen structure inside the skin by applying OCT has also been proposed.

また、特許文献2には、皮膚のハリや弾力性等の性状評価に利用する画像を取得するための皮膚画像取得装置が開示されている。   Further, Patent Document 2 discloses a skin image acquisition device for acquiring an image used for property evaluation such as skin elasticity and elasticity.

また、特許文献3には、皮膚表面にP偏光の光を入射しS偏光成分の反射光を受光するとともに、皮膚表面にS偏光の光を入射しP偏光成分の反射光を受光して得られるS偏光成分の反射光とP偏光成分の反射光の2つの反射光について反射率の合計値に基づいて皮膚の透明感を評価する方法が開示されている。   Patent Document 3 discloses that P-polarized light is incident on the skin surface and the reflected light of the S-polarized component is received, and S-polarized light is incident on the skin surface and the reflected light of the P-polarized component is received. There is disclosed a method for evaluating the skin transparency based on the total reflectance of two reflected lights of an S-polarized component reflected light and a P-polarized component reflected light.

しかしながら、特許文献1に記載されている方法では、用いられる計測装置が高額なものであり、また、大型なものとなるため、一般的なユーザは利用することができないという問題点を有している。   However, the method described in Patent Document 1 has a problem that the measurement device used is expensive and large, and cannot be used by general users. Yes.

また、特許文献2に記載されている皮膚画像取得装置により得られる情報は、皮膚の表面に基づく情報のみであるため、皮膚の弾力性等の皮膚の内部構造に関連した情報をある程度間接的に知ることはできるものの、皮膚内部のコラーゲン構造の状態等をより直接的に評価することは不十分であった。   In addition, since the information obtained by the skin image acquisition device described in Patent Document 2 is only information based on the surface of the skin, information related to the internal structure of the skin, such as skin elasticity, is indirectly indirectly to some extent. Although it is possible to know, it was insufficient to directly evaluate the state of collagen structure in the skin.

また、特許文献3に記載されている方法では、特定方向の偏光の光を照射し、照射された光に直交する偏光成分の光を検出するものであるため、皮膚の表面状態を十分に知ることができず、詳細に皮膚の状態を判別することは困難である。   In addition, the method described in Patent Document 3 irradiates polarized light in a specific direction and detects light having a polarization component orthogonal to the irradiated light, so that the skin surface state is sufficiently known. It is difficult to determine the skin condition in detail.

本発明は、上記に鑑みなされたものであり、皮膚の表面及び内面の状態を容易に検出することができ、皮膚の状態を判別することが可能な小型の検査装置を低価格で提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above, and provides a low-cost inspection apparatus that can easily detect the state of the surface and the inner surface of the skin and can determine the state of the skin. It is intended.

本発明は、第1の偏光方向の直線偏光の光を検査対象に照射する光源と、前記光源より照射された光のうち、前記検査対象において正反射された光を検出する正反射光検出器と、前記光源より照射された光のうち、前記検査対象において拡散反射された光であって、前記第1の偏光方向に直交する第2の偏光方向の光を透過する光学素子と、前記光学素子を通過した光を検出する拡散反射光検出器と、前記光源、前記正反射光検出器、前記光学素子、前記拡散反射光検出器を覆い、前記光源より前記検査対象に光が照射される部分に開口を有する暗箱と、前記暗箱の前記開口に設けられた前記検査対象と接する透明板と、を有し、前記透明板は、一方の面と他方の面とが平行ではないことを特徴とする。 The present invention provides a light source that irradiates a test object with linearly polarized light having a first polarization direction, and a regular reflection light detector that detects light regularly reflected on the test object from among the light irradiated from the light source. An optical element that is diffusely reflected by the inspection object among the light emitted from the light source and transmits light in a second polarization direction orthogonal to the first polarization direction; and the optical Covers the diffuse reflected light detector that detects light that has passed through the element, the light source, the specular reflected light detector, the optical element, and the diffuse reflected light detector, and the inspection target is irradiated with light from the light source. features and dark box having an opening in part, have a, a transparent plate in contact with the test object provided in the opening of the dark box, the transparent plate, that the one and the other surfaces are not parallel And

また、本発明は、前記透明板は、一方の面と他方の面とが平行ではないことを特徴とする。   In the present invention, the transparent plate is characterized in that one surface and the other surface are not parallel.

また、本発明は、第1の偏光方向の直線偏光の光を検査対象に照射する光源と、前記光源より照射された光のうち、前記検査対象において正反射された光を検出する正反射光検出器と、前記光源より照射された光のうち、前記検査対象において拡散反射された光であって、前記第1の偏光方向に直交する第2の偏光方向の光を透過する光学素子と、前記光学素子を通過した光を検出する拡散反射光検出器と、前記光源、前記正反射光検出器、前記光学素子、前記拡散反射光検出器を覆い、前記光源より前記検査対象に光が照射される部分に開口を有する暗箱と、前記暗箱の内部全体に形成された透明部材と、を有することを特徴とする。   The present invention also provides a light source that irradiates the inspection target with linearly polarized light in the first polarization direction, and a regular reflection light that detects light regularly reflected by the inspection target among the light irradiated from the light source. A detector, and an optical element that transmits light in a second polarization direction orthogonal to the first polarization direction, the light being diffusely reflected in the inspection object among the light irradiated from the light source; Covers the diffuse reflected light detector that detects light that has passed through the optical element, the light source, the specular reflected light detector, the optical element, and the diffuse reflected light detector, and irradiates the inspection object from the light source. A dark box having an opening in a portion to be formed; and a transparent member formed in the entire inside of the dark box.

また、本発明は、前記光源より出射された光は、前記検査対象における照射領域に照射され、前記拡散反射光検出器は、前記照射領域において前記検査対象の表面に対し略垂直方向に設置されているものであることを特徴とする。   Further, according to the present invention, the light emitted from the light source is irradiated to an irradiation area in the inspection object, and the diffuse reflection detector is installed in a direction substantially perpendicular to the surface of the inspection object in the irradiation area. It is characterized by being.

また、本発明は、前記光源、前記正反射光検出器及び前記拡散反射光検出器を含む測定系を複数有することを特徴とする。   The present invention is characterized in that a plurality of measurement systems including the light source, the specular reflection light detector, and the diffuse reflection light detector are provided.

また、本発明は、前記光源は、発光ダイオードと、前記発光ダイオードより出射された光のうち、第1の偏光方向の成分のみを透過する光学素子と、を有するものであることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the light source includes a light emitting diode and an optical element that transmits only a component in the first polarization direction among the light emitted from the light emitting diode. .

また、本発明は、前記光源は1または複数の面発光レーザを有するものであることを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the light source has one or a plurality of surface emitting lasers.

また、本発明は、前記光源は複数の前記面発光レーザが2次元的に配列されている面発光レーザアレイであることを特徴とする。   According to the present invention, the light source is a surface emitting laser array in which a plurality of the surface emitting lasers are two-dimensionally arranged.

また、本発明は、前記正反射光検出器及び前記拡散反射光検出器は解析部と接続されており、前記解析部には、前記正反射光検出器により得られた値及び前記拡散反射光検出器により得られた値に基づき前記検査対象の表面及び表面近傍の内部状態を前記解析部に接続された表示部に表示させることを特徴とすることを特徴とする。   In the present invention, the specular reflection light detector and the diffuse reflection light detector are connected to an analysis unit, and the analysis unit includes a value obtained by the specular reflection detector and the diffuse reflection light. Based on the value obtained by the detector, the surface of the inspection object and the internal state in the vicinity of the surface are displayed on a display unit connected to the analysis unit.

本発明によれば、皮膚の表面及び内面の状態を容易に検出することができ、皮膚の状態を判別することが可能な小型の検査装置を低価格で提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the state of the surface and inner surface of skin can be detected easily, and the small test | inspection apparatus which can discriminate | determine the state of skin can be provided at low cost.

第1の実施の形態における検査装置の構造図Structural diagram of the inspection apparatus according to the first embodiment 第1の実施の形態における検査装置の要部拡大図The principal part enlarged view of the inspection apparatus in 1st Embodiment 光の反射の説明図Explanation of light reflection 第1の実施の形態における検査装置の説明図Explanatory drawing of the test | inspection apparatus in 1st Embodiment 第2の実施の形態における検査装置の構造図Structure diagram of inspection apparatus in second embodiment 面発光レーザ素子の構造図Structure of surface emitting laser element 第3の実施の形態における検査装置の上面図Top view of the inspection apparatus according to the third embodiment 第3の実施の形態における検査装置の構造図Structural diagram of the inspection apparatus in the third embodiment 第4の実施の形態における検査装置の構造図Structure diagram of inspection apparatus in fourth embodiment 第5の実施の形態における検査装置の構造図Structure diagram of inspection apparatus in fifth embodiment

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態において散乱体とは、散乱媒質で構成される任意のものを意味し、例えば、生体組織が挙げられる。本実施の形態における検査装置は、散乱体内部の散乱媒質中に存在する検査対象について計測するものであり、検査対象として皮膚が挙げられる。本願明細書においては、皮膚等について説明するが、本実施の形態における検査装置の検査対象は皮膚等に限定されるものではない。   The form for implementing this invention is demonstrated below. In addition, about the same member etc., the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. Moreover, in this Embodiment, a scatterer means the arbitrary things comprised with a scattering medium, for example, a biological tissue is mentioned. The inspection apparatus according to the present embodiment measures an inspection object existing in a scattering medium inside the scatterer, and skin is an example of the inspection object. In this specification, the skin and the like will be described, but the inspection target of the inspection apparatus according to the present embodiment is not limited to the skin and the like.

〔第1の実施の形態〕
本実施の形態における検査措置は、皮膚表面の平滑度と、皮膚内部の真皮層におけるコラーゲンの配向や密度といった皮膚内部の状態を検査することにより非侵襲的に皮膚の状態を定量化するものである。加齢に伴う皮膚の老化現象の1つとしてはシワ等の増加が挙げられるが、美容の観点からシワ等の防止や改善のため、シワ等を定量的に検査する方法及び検査装置が求められている。
[First Embodiment]
The inspection procedure in this embodiment is to non-invasively quantify the state of the skin by inspecting the state of the skin, such as the smoothness of the skin surface and the orientation and density of collagen in the dermis layer inside the skin. is there. One of the skin aging phenomena with aging is an increase in wrinkles, etc. From the viewpoint of beauty, there is a need for a method and an inspection apparatus for quantitatively inspecting wrinkles and the like in order to prevent and improve wrinkles. ing.

シワ等の形成には皮膚内部の真皮層の状態が大きく関与すると考えられるため、皮膚表面の状態だけではなく皮膚内部の状態も同時に定量的に検査することが必要となる。シワの検査方法としては、しわグレード標準が定められているが、目視や、写真による二次元画像解析法等により行なわれる。しかしながら、いずれも皮膚表面の情報のみに基づいた検査であり、シワの状態を正確に検査するには不十分である。また、シワのレプリカを取って共焦点顕微鏡等を用いて3次元的に解析する方法もあるが、この場合も皮膚の表面状態のみの解析であり、更には、装置も高価なものとなる。   Since the state of the dermis layer inside the skin is considered to be greatly involved in the formation of wrinkles, it is necessary to quantitatively examine not only the state of the skin surface but also the state of the skin. As a wrinkle inspection method, a wrinkle grade standard is established, but it is performed by visual inspection, a two-dimensional image analysis method using a photograph, or the like. However, all of these tests are based only on information on the skin surface, and are insufficient for accurately checking the state of wrinkles. In addition, there is a method of taking a wrinkle replica and performing a three-dimensional analysis using a confocal microscope or the like. However, in this case as well, only the surface state of the skin is analyzed, and the apparatus is also expensive.

次に、図1に基づき本実施の形態における検査装置について説明する。本実施の形態における検査装置は、光学センサを有する光学式検査装置である。具体的には、光源10、偏光フィルタ11、コリメートレンズ20、正反射光検出器30、拡散反射光検出器40、偏光フィルタ41を有している。光源10、偏光フィルタ11、コリメートレンズ20、正反射光検出器30、拡散反射光検出器40、偏光フィルタ41は、暗箱50内に収納されており、検査対象となる皮膚等と接する面には透明板60が設けられている。また、正反射光検出器30及び拡散反射光検出器40は、解析部70に接続されており、正反射光検出器30及び拡散反射光検出器40により得られた情報に基づき、皮膚等の解析を行ない、表示部80において、検査された皮膚等の状態の表示を行なう。   Next, the inspection apparatus in the present embodiment will be described based on FIG. The inspection apparatus in the present embodiment is an optical inspection apparatus having an optical sensor. Specifically, the light source 10, the polarization filter 11, the collimating lens 20, the regular reflection light detector 30, the diffuse reflection light detector 40, and the polarization filter 41 are provided. The light source 10, the polarizing filter 11, the collimating lens 20, the specular reflection light detector 30, the diffuse reflection light detector 40, and the polarizing filter 41 are housed in the dark box 50, and are on the surface in contact with the skin to be inspected. A transparent plate 60 is provided. Further, the specular reflection light detector 30 and the diffuse reflection light detector 40 are connected to the analysis unit 70, and based on information obtained by the specular reflection light detector 30 and the diffuse reflection light detector 40, such as skin Analysis is performed, and the state of the examined skin or the like is displayed on the display unit 80.

暗箱50は、アルミニウム製であり、外乱光及び迷光の影響を低減するため、表面に黒アルマイト処理が施されており、検査対象となる皮膚等と接する面には開口を有している。この開口には、光源10から出射された波長の光が透過する透明板60が設置されている。   The dark box 50 is made of aluminum, and has a black alumite treatment on the surface in order to reduce the influence of disturbance light and stray light. The dark box 50 has an opening on the surface in contact with the skin to be inspected. A transparent plate 60 through which light having a wavelength emitted from the light source 10 passes is installed in the opening.

図2は、本実施の形態における検査装置の光学センサ部分を示すものである。光源10には、LED(Light Emitting Diode)が用いられている。偏光フィルタ11により、光源10から出射された光は、S偏光の光となり、コリメータレンズ20を介し、皮膚等に照射される。この際、光源10からの出射された光の皮膚等の入射角θは、60°である。即ち、皮膚表面の法線方向に対し60°の角度で、透明板60を介して入射するように設置されている。尚、本実施の形態においては、透明板60に入射する光は、屈折するが、図面等においては、光が屈折している様子は図示されていないものとする。   FIG. 2 shows an optical sensor portion of the inspection apparatus according to the present embodiment. For the light source 10, an LED (Light Emitting Diode) is used. The light emitted from the light source 10 by the polarizing filter 11 becomes S-polarized light, and is irradiated to the skin or the like via the collimator lens 20. At this time, the incident angle θ of the light or the like emitted from the light source 10 is 60 °. That is, it is installed so as to be incident through the transparent plate 60 at an angle of 60 ° with respect to the normal direction of the skin surface. In the present embodiment, the light incident on the transparent plate 60 is refracted, but it is not illustrated in the drawings or the like that the light is refracted.

コリメートレンズ20は、光源10から出射された光の光路上に設置されており、光源10から出射された光を略平行光とするものである。本実施の形態では、コリメートレンズ20から出射された光の光束の幅が4mmとなるように形成されている。コリメートレンズ20から出射された光は、透明板60を介して、皮膚等に照射される。尚、光源10からの光が皮膚等の表面に照射される領域を照明領域と記載し、この照明領域の中心を「照明中心」と記載する場合がある。また、コリメートレンズ20より出射された光を「照射光」とも記載する場合がある。尚、本実施に形態における検査装置は、透明板60の外側の面で皮膚等が接触した状態で検査を行なうものであるが、皮膚等を透明板60の外側の面と接触させることにより皮膚等における照明中心の位置を正確に確定させることができる。   The collimating lens 20 is installed on the optical path of the light emitted from the light source 10, and makes the light emitted from the light source 10 substantially parallel light. In the present embodiment, the width of the light beam emitted from the collimator lens 20 is 4 mm. Light emitted from the collimating lens 20 is applied to the skin or the like via the transparent plate 60. In addition, the area | region where the light from the light source 10 is irradiated to surfaces, such as skin, may be described as an illumination area | region, and the center of this illumination area | region may be described as an "illumination center." In addition, the light emitted from the collimating lens 20 may be referred to as “irradiation light”. The inspection apparatus according to the present embodiment performs an inspection in a state where the skin or the like is in contact with the outer surface of the transparent plate 60, but the skin or the like is brought into contact with the outer surface of the transparent plate 60. It is possible to accurately determine the position of the illumination center in

一般的に、光が媒質の境界面に入射するとき、入射光線と入射点において境界面の法線とを含む面は「入射面」と呼ばれている。そこで、入射光が複数の光線から場合には、各々の光線ごとに入射面が存在することとなるが、本願明細書においては、便宜上、照明に入射する光線の入射面を皮膚等における入射面と記載する。また、本実施の形態では、3次元直交座標系において、皮膚等の表面に直交する方向をZ軸方向、皮膚等の表面に平行な面をXY面として記載する。即ち、照明中心を含みXZ面に平行な面が皮膚等における光の入射面である。   In general, when light is incident on a boundary surface of a medium, a surface including an incident light beam and a normal of the boundary surface at an incident point is called an “incident surface”. Therefore, when the incident light is composed of a plurality of light beams, there is an incident surface for each light beam. In the present specification, for convenience, the light incident surface incident on the illumination is defined as an incident surface on the skin. It describes. In the present embodiment, in the three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction orthogonal to the surface of the skin or the like is described as the Z axis direction, and the plane parallel to the surface of the skin or the like is described as the XY plane. That is, a plane including the illumination center and parallel to the XZ plane is a light incident plane on the skin or the like.

正反射光検出器30は、XZ面において照明中心の+X側に配置されている。照明中心と正反射光検出器30の中心とを結ぶ線L1と、皮膚等の表面とのなす角度ψは、約150°である。   The regular reflection light detector 30 is disposed on the + X side of the illumination center in the XZ plane. An angle ψ between a line L1 connecting the illumination center and the center of the regular reflection light detector 30 and the surface of the skin or the like is about 150 °.

偏光フィルタ41は、照明中心の+Z側に配置されている。この偏光フィルタ41は、P偏光の光を透過し、S偏光の光を遮光する偏光フィルタである。尚、偏光フィルタ41に代えて、同等の機能を有する偏光ビームスプリッタを用いてもよい。   The polarizing filter 41 is disposed on the + Z side of the illumination center. The polarizing filter 41 is a polarizing filter that transmits P-polarized light and shields S-polarized light. Instead of the polarizing filter 41, a polarizing beam splitter having an equivalent function may be used.

拡散反射光検出器40は、偏光フィルタ41の+Z側に配置されている。尚、本実施の形態では、照明中心と偏光フィルタ41及び拡散反射光検出器40の中心とを結ぶ線L2と皮膚等の表面とのなす角度φは、約90°である。   The diffuse reflection light detector 40 is disposed on the + Z side of the polarizing filter 41. In the present embodiment, an angle φ formed by a line L2 connecting the illumination center and the centers of the polarizing filter 41 and the diffuse reflected light detector 40 and the surface of the skin or the like is about 90 °.

以上のように、光源10、偏光フィルタ11、偏光フィルタ41、正反射光検出器30、拡散反射光検出器40の各々の中心は、入射面上に存在している。   As described above, the centers of the light source 10, the polarizing filter 11, the polarizing filter 41, the specular reflection light detector 30, and the diffuse reflection light detector 40 exist on the incident surface.

ところで、散乱体である皮膚等に光を照射した場合、皮膚等からの反射光は、皮膚等の表面で反射された光と、皮膚等の内部で反射された光とに分けられる。また、皮膚等の表面で反射された反射光は、正反射された反射光と、拡散反射された反射光とに分けられる。以下、本実施の形態では、便宜上、図3(a)に示されるように、皮膚等の表面で正反射された反射光を「表面正反射光」、図3(b)に示されるように、拡散反射された反射光を「表面拡散反射光」ともいう。   By the way, when light is irradiated on the skin or the like which is a scatterer, the reflected light from the skin or the like is divided into light reflected on the surface of the skin or the like and light reflected on the inside of the skin or the like. Moreover, the reflected light reflected on the surface of the skin or the like is divided into reflected light that is regularly reflected and reflected light that is diffusely reflected. Hereinafter, in the present embodiment, for convenience, as shown in FIG. 3A, the reflected light regularly reflected on the surface of the skin or the like is referred to as “surface regular reflected light”, as shown in FIG. 3B. The diffusely reflected light is also referred to as “surface diffuse reflected light”.

皮膚等の表面は、平面な部分(平面部)と傾斜し斜面となった部分(斜面部)とにより構成されており、その割合により皮膚等の表面の平滑性が決定される。平面部において反射された光は表面正反射光となり、斜面部において反射された光は、表面拡散反射光となる。表面拡散反射光は、完全に散乱反射された反射光であり、反射方向は等方的となる。このため、平滑性が高くなるほど、表面正反射光の光量は増加する。   The surface of the skin or the like is composed of a flat part (a flat part) and an inclined part (slope part), and the smoothness of the surface of the skin or the like is determined by the ratio. The light reflected at the flat surface portion becomes surface regular reflection light, and the light reflected at the slope portion becomes surface diffuse reflection light. The surface diffuse reflection light is reflected light that is completely scattered and reflected, and the reflection direction is isotropic. For this reason, the light quantity of surface regular reflection light increases, so that smoothness becomes high.

一方、皮膚等の表層組織の内部からの反射光は、真皮層内のコラーゲン繊維等で多重散乱するため拡散反射光のみとなる。以下、便宜上、皮膚等の内部からの反射光を「内部拡散反射光」という。この内部拡散反射光も、表面拡散反射光と同様に、完全に散乱反射された反射光であり、反射方向は等方的である。   On the other hand, the reflected light from the inside of the surface tissue such as skin is scattered only by the collagen fibers in the dermis layer and the like, and thus becomes only diffuse reflected light. Hereinafter, for convenience, reflected light from the inside of the skin or the like is referred to as “internal diffuse reflected light”. Similar to the surface diffuse reflection light, the internal diffuse reflection light is also a reflection light that is completely scattered and reflected, and the reflection direction is isotropic.

表面正反射光及び表面拡散反射光における偏光方向は、入射光の偏光方向と同じ方向である。ところで、皮膚等の表面で偏光方向を回転させるには、入射光がその光軸に沿って偏光方向の回転の向きに傾斜した面で反射されなくてはならない。ここで、光源10と照明中心と正反射光検出器30は同一平面内にあるため、表面で反射された光のうち、偏光方向の回転した反射光は、正反射光検出器30においては検出されない。   The polarization direction in the surface regular reflection light and the surface diffuse reflection light is the same as the polarization direction of the incident light. By the way, in order to rotate the polarization direction on the surface of the skin or the like, incident light must be reflected on a surface inclined in the direction of rotation of the polarization direction along the optical axis. Here, since the light source 10, the illumination center, and the regular reflection light detector 30 are in the same plane, the reflected light rotated in the polarization direction out of the light reflected by the surface is detected by the regular reflection light detector 30. Not.

一方、内部拡散反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向から回転している。これは、皮膚等の内部におけるコラーゲン繊維等の中を透過し、多重反射により旋光し、偏光方向が回転するためと考えられる。   On the other hand, the polarization direction of the internally diffuse reflected light is rotated from the polarization direction of the incident light. This is considered to be because the light passes through collagen fibers and the like inside the skin and the like, rotates by multiple reflection, and the polarization direction rotates.

そこで、図4に示すように、偏光フィルタ41には、表面拡散反射光及び内部拡散反射光が入射するものの、表面拡散反射光の偏光方向は、入射光と同じS偏光の光であるため、表面拡散反射光は、偏光フィルタ41で遮光される。一方、内部拡散反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向に対し回転しているため、内部拡散反射光に含まれるP偏光の成分は、偏光フィルタ41を透過する。従って、内部拡散反射光に含まれるP偏光成分が光検出器40により受光される。   Therefore, as shown in FIG. 4, although the surface diffuse reflection light and the internal diffuse reflection light are incident on the polarization filter 41, the polarization direction of the surface diffuse reflection light is the same S-polarized light as the incident light. The surface diffuse reflection light is shielded by the polarizing filter 41. On the other hand, since the polarization direction of the internal diffuse reflection light is rotated with respect to the polarization direction of the incident light, the P-polarized component included in the internal diffuse reflection light is transmitted through the polarization filter 41. Therefore, the P-polarized component included in the internally diffuse reflected light is received by the photodetector 40.

内部拡散反射光に含まれるP偏光成分の光量は、皮膚等の表層組織内の成分や密度と相関を有している。これは、このP偏光成分の光量が、皮膚内部の生体組織を通過する際の生体組織への吸収や光路長等に依存するからである。   The light quantity of the P-polarized component contained in the internal diffuse reflected light has a correlation with the component and density in the surface layer tissue such as skin. This is because the amount of light of the P-polarized component depends on the absorption into the living tissue and the optical path length when passing through the living tissue inside the skin.

正反射光検出器30には、表面正反射光と、表面拡散反射光及び内部拡散反射光の一部が入射する。正反射光検出器30及び拡散反射光検出器40には、それぞれ受光光量に対応する電気信号(光電変換信号)が出力され、この電気信号は解析部70に入力される。尚、本実施の形態では、光源10からの光を皮膚等に照射することにより発生した反射光において、正反射光検出器30の出力信号における信号レベルを「S1」とし、拡散反射光検出器40の出力信号における信号レベルを「S2」とする。   The regular reflection light detector 30 receives a part of the surface regular reflection light, the surface diffuse reflection light and the internal diffuse reflection light. Each of the regular reflection light detector 30 and the diffuse reflection light detector 40 outputs an electrical signal (photoelectric conversion signal) corresponding to the received light amount, and the electrical signal is input to the analysis unit 70. In the present embodiment, in the reflected light generated by irradiating the skin or the like with light from the light source 10, the signal level in the output signal of the regular reflection light detector 30 is “S1”, and the diffuse reflection light detector The signal level of the 40 output signals is “S2”.

解析部70では、様々な状態における多数の皮膚等のサンプルに対して予め計測されたS1及びS2の値が「皮膚状態判別テーブル」として、解析部70内のROM等の記憶部71に記憶されている。解析部70は、計測対象となる皮膚等により検出されたS1及びS2の値に基づき、皮膚状態判別テーブルにおける多数の皮膚等のサンプルのうち、最も近い皮膚の状態を選定し、選定された皮膚の状態等を表示部80に表示する。   In the analysis unit 70, values of S1 and S2 measured in advance for a large number of samples such as skin in various states are stored as a “skin state determination table” in a storage unit 71 such as a ROM in the analysis unit 70. ing. Based on the values of S1 and S2 detected by the skin or the like to be measured, the analysis unit 70 selects the closest skin state from among a number of samples such as skin in the skin state determination table, and the selected skin Are displayed on the display unit 80.

より具体的に説明すると、例えば、計測対象の皮膚等から取得したS1及びS2の値に対し、皮膚状態判別テーブルにおける皮膚等のサンプルのS1a、S2aとの適合率を数1に示す式より算出し、適合率が最も大きくなる皮膚等のサンプルを計測対象の皮膚等に最も近い皮膚等のサンプルとして特定する。
More specifically, for example, with respect to the values of S1 and S2 obtained from the skin to be measured or the like, the matching rate of the sample such as skin in the skin state determination table with S1a and S2a is calculated from the equation shown in Equation 1. Then, the sample of the skin or the like having the highest precision is specified as the sample of the skin or the like closest to the skin to be measured.

Figure 0005691687
この皮膚等のサンプルは、皮膚等におけるキメの間隔、角質水分量、メラニン量、ヘモグロビン量等の生理特性値が、それぞれ適切な方法により既に測定されており、計測対象となる皮膚等の生理特性値は、この皮膚等のサンプルの生理特性値に近い値であると推定することができる。
Figure 0005691687
In this skin sample, physiological properties such as texture interval, keratin water content, melanin content, hemoglobin content, etc. have already been measured by appropriate methods. It can be estimated that the value is close to the physiological characteristic value of the sample such as skin.

また、S1及びS2の値は、各々皮膚等の表面状態及び内部状態を示しており、これらの比S1/S2の値を用いて、例えば、「皮膚表面にはシワが少ないが、コラーゲン繊維の構造が乱れており、将来シワができやすいため早期のケアが必要」等である旨を表示部80に表示させることも可能である。   In addition, the values of S1 and S2 indicate the surface state and internal state of the skin, etc., and using the ratio S1 / S2 values, for example, “the skin surface has few wrinkles, but the collagen fibers It is also possible to display on the display unit 80 that the structure is disordered and wrinkles are likely to occur in the future, so that early care is necessary.

また、皮膚状態判別テーブルにおいて、S1及びS2の値と、シワグレード標準のグレードとの相関を記憶させておき、検出されたS1及びS2の値に基づき解析部70においてシワグレードのレベルを判別し、表示部80においてシワグレードを表示することも可能である。   Further, in the skin condition determination table, the correlation between the values of S1 and S2 and the grade of the wrinkle standard is stored, and the wrinkle grade level is determined by the analysis unit 70 based on the detected values of S1 and S2. The wrinkle grade can also be displayed on the display unit 80.

このように、本実施の形態における検査装置では、表示部80において表示された情報に基づき、最適なスキンケア商品やスキンケア方法を選定することができ、また、有用な化粧品成分の開発に活用したりすることができる。   As described above, in the inspection apparatus according to the present embodiment, the optimal skin care product and skin care method can be selected based on the information displayed on the display unit 80, and can be used to develop useful cosmetic ingredients. can do.

〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態における検査装置は、光源に面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)素子を用いた構造のものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. The inspection apparatus according to the present embodiment has a structure using a surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER) element as a light source.

本実施の形態における検査装置について、図5に基づき説明する。本実施の形態における検査装置は、光学センサを有する光学式検査装置である。具体的には、光源110、コリメートレンズ20、正反射光検出器30、拡散反射光検出器40、偏光フィルタ41を有している。   The inspection apparatus in the present embodiment will be described with reference to FIG. The inspection apparatus in the present embodiment is an optical inspection apparatus having an optical sensor. Specifically, it has a light source 110, a collimating lens 20, a regular reflection light detector 30, a diffuse reflection light detector 40, and a polarization filter 41.

本実施の形態においては、光源110は、同一の基板面に複数のVCSELからなる発光部を有する面発光レーザ素子であり、図6に示すように、9個の発光部(ch1〜ch9)が2次元配列されている面発光レーザアレイである。具体的には、1つの面発光レーザ素子、即ち、1つのVCSELチップには、9個の発光部(VCSEL)を含んでおり、各々の発光部は各々の発光部に対応して設けられた電極パッドと配線を介し接続されている。   In the present embodiment, the light source 110 is a surface emitting laser element having a light emitting portion made of a plurality of VCSELs on the same substrate surface, and as shown in FIG. 6, nine light emitting portions (ch1 to ch9) are provided. This is a two-dimensional array of surface emitting laser arrays. Specifically, one surface emitting laser element, that is, one VCSEL chip includes nine light emitting portions (VCSEL), and each light emitting portion is provided corresponding to each light emitting portion. It is connected to the electrode pad via a wiring.

本実施の形態では、光源110は面発光レーザ素子により形成されているものであるため、第1の実施の形態における光源近傍に設けられた光源から出射された光を所定の直線偏光の光とする偏光フィルタが不要となる。また、本実施の形態では、光源110には、直線偏光された多ch(チャネル)の面発光レーザアレイを形成したものであるが、発光部が1つの面発光レーザを形成したものであってもよい。但し、この場合、照射光量に対する内部旋光の光量の割合が微小であるため、S/Nの観点から、高出力照射させることができるよう、複数chを同時に発光させている。   In this embodiment, since the light source 110 is formed by a surface emitting laser element, the light emitted from the light source provided in the vicinity of the light source in the first embodiment is converted into light having a predetermined linear polarization. This eliminates the need for a polarizing filter. In the present embodiment, the light source 110 is a linearly polarized multi-channel (channel) surface emitting laser array, but the light emitting unit is a single surface emitting laser. Also good. However, in this case, since the ratio of the amount of internal rotation to the amount of irradiation light is very small, from the viewpoint of S / N, a plurality of channels are made to emit light simultaneously so that high output irradiation can be performed.

尚、光源110、コリメートレンズ20、正反射光検出器30、拡散反射光検出器40、偏光フィルタ41は、第1の実施の形態と同様に、暗箱50内に収納されており、検査対象となる皮膚等と接する面には透明板60が設けられている。   Note that the light source 110, the collimating lens 20, the specular reflection light detector 30, the diffuse reflection light detector 40, and the polarization filter 41 are housed in the dark box 50 as in the first embodiment, and A transparent plate 60 is provided on the surface in contact with the skin.

ところで、反射光量から皮膚等の表面状態を検出するためには、S/Nを向上させるために、光源110には本実施の形態のようにエネルギー密度の高い半導体レーザを用いることが好ましい。しかしながら、この場合、皮膚等の表面のような粗面に光を照射するとスペックルパターンが発生する。このスペックルパターンは、光が照射される部分により異なるため、正反射光検出器30及び拡散反射光検出器40における検出光にばらつきが生じ、識別精度の低下を招いてしまう。   By the way, in order to detect the surface state of the skin or the like from the amount of reflected light, it is preferable to use a semiconductor laser having a high energy density as the light source 110 in order to improve the S / N. However, in this case, a speckle pattern is generated when light is applied to a rough surface such as the surface of the skin or the like. Since this speckle pattern differs depending on the portion irradiated with light, the detection light in the specular reflection light detector 30 and the diffuse reflection light detector 40 varies, and the identification accuracy decreases.

このため、複数のchを同時に発光させることにより、1chだけを発光させた場合に比べて、反射光のスペックルパターンのコントラスト比を低減させることができ、より正確な反射光量の検出が可能となる。よって、計測精度を高め、識別精度を高めることができる。   For this reason, it is possible to reduce the contrast ratio of the speckle pattern of the reflected light and to detect the reflected light amount more accurately by simultaneously emitting light from a plurality of channels as compared to the case of emitting only one channel. Become. Therefore, measurement accuracy can be increased and identification accuracy can be increased.

更に、光源110において面発光レーザを用いる場合には、LED等では困難とされている高密度な集積化が可能となり、コリメートレンズ20の光軸近傍に光源110より出射されたすべてのレーザ光を集めることができる。これにより、これらのレーザ光について入射角を一定にしてコリメートすることができる。   Further, when a surface emitting laser is used in the light source 110, high-density integration, which is difficult with an LED or the like, can be performed, and all the laser light emitted from the light source 110 in the vicinity of the optical axis of the collimating lens 20 can be obtained. Can be collected. Thereby, it is possible to collimate these laser beams with a constant incident angle.

本実施の形態では、光源110に面発光レーザを用いることにより、光源110からの出射光側に設けられていた偏光フィルタが不要となるため、検査装置をより一層小型化及び低コスト化することができる。   In the present embodiment, the use of a surface emitting laser for the light source 110 eliminates the need for a polarizing filter provided on the side of the light emitted from the light source 110, thereby further reducing the size and cost of the inspection apparatus. Can do.

尚、上記以外の内容は第1の実施の形態と同様である。   The contents other than the above are the same as those in the first embodiment.

〔第3の実施の形態〕
次に、第3の実施の形態における検査装置ついて説明する。本実施の形態は、光源、正反射光検出器及び散乱反射光検出器からなる測定系を2つ有するものである。具体的には、図7及び図8に示すように、本実施の形態における検査装置は、第1の測定系201と第2の測定系202を有している。第1の測定系201は、第1の光源部210と、第1の正反射光検出器231と第1の散乱反射光検出器241とを有している。第1の光源部210は、VCSEL等からなる光源211とコリメートレンズ212とを有している。また、第1の散乱反射光検出器241の前には、偏光フィルタ251が設けられている。第2の測定系202は、第2の光源部220と、第2の正反射光検出器232と第2の散乱反射光検出器242とを有している。第2の光源部220は、VCSEL等からなる光源221とコリメートレンズ221とを有している。また、第2の散乱反射光検出器242の前には、偏光フィルタ252が設けられている。本実施の形態では、第1の正反射光検出器231及び第2の正反射光検出器232は、各々に対応する第1の光源部210及び第2の光源部220からの出射された光の正反射光を検出するものである。また、第1の散乱反射光検出器241及び第2の散乱反射光検出器242は、各々に対応する第1の光源部210及び第2の光源部220からの出射された光の散乱反射光を検出するものである。
[Third Embodiment]
Next, an inspection apparatus according to the third embodiment will be described. This embodiment has two measurement systems each including a light source, a specular reflection light detector, and a scattered reflection light detector. Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, the inspection apparatus according to the present embodiment includes a first measurement system 201 and a second measurement system 202. The first measurement system 201 includes a first light source unit 210, a first regular reflection light detector 231, and a first scattered reflection light detector 241. The first light source unit 210 includes a light source 211 made of VCSEL or the like and a collimator lens 212. In addition, a polarizing filter 251 is provided in front of the first scattered reflected light detector 241. The second measurement system 202 includes a second light source unit 220, a second regular reflection light detector 232, and a second scattered reflection light detector 242. The second light source unit 220 includes a light source 221 made of VCSEL or the like and a collimator lens 221. In addition, a polarizing filter 252 is provided in front of the second scattered reflected light detector 242. In the present embodiment, the first regular reflection light detector 231 and the second regular reflection light detector 232 are light emitted from the first light source unit 210 and the second light source unit 220 corresponding to each. The specular reflection light is detected. Further, the first scattered / reflected light detector 241 and the second scattered / reflected light detector 242 are respectively scattered / reflected light of the light emitted from the first light source unit 210 and the second light source unit 220 corresponding to each. Is detected.

第1の測定系201及び第2の測定系202は、暗箱260内に収納されており、測定対象となる皮膚等と接する部分には透明板261が設けられている。また、第1の正反射光検出器231及び第2の正反射光検出器232、第1の散乱反射光検出器241及び第2の散乱反射光検出器242は、解析部70に接続されており、第1の正反射光検出器231及び第2の正反射光検出器232、第1の散乱反射光検出器241及び第2の散乱反射光検出器242はより得られた情報に基づき、皮膚等の解析を行ない、表示部80において、検査の結果となる皮膚等の状態の表示を行なう。   The first measurement system 201 and the second measurement system 202 are housed in a dark box 260, and a transparent plate 261 is provided at a portion in contact with the skin to be measured. The first regular reflection light detector 231 and the second regular reflection light detector 232, the first scattered reflection light detector 241 and the second scattered reflection light detector 242 are connected to the analysis unit 70. The first regular reflection light detector 231 and the second regular reflection light detector 232, the first scattered reflection light detector 241 and the second scattered reflection light detector 242 are based on the obtained information, The skin and the like are analyzed, and the display unit 80 displays the state of the skin and the like as a result of the examination.

暗箱260は、アルミニウム製であり、外乱光及び迷光の影響を低減するため、表面に黒アルマイト処理が施されており、検査対象となる皮膚等と接する面の一部には開口を有している。この開口には、第1の光源部210及び第2の光源部220から出射された波長の光が透過する透明板261が設置されている。   The dark box 260 is made of aluminum, and has a black alumite treatment on the surface in order to reduce the influence of disturbance light and stray light. The dark box 260 has an opening on a part of the surface in contact with the skin to be inspected. Yes. In this opening, a transparent plate 261 through which light having a wavelength emitted from the first light source unit 210 and the second light source unit 220 passes is installed.

光源211及び221は、第2の実施の形態に記載されている光源と同様にVCSELが用いられている。第1の光源部210及び第2の光源部220からは、各々S偏光の光が出射されるように形成されている。   As the light sources 211 and 221, a VCSEL is used in the same manner as the light source described in the second embodiment. Each of the first light source unit 210 and the second light source unit 220 is formed so as to emit S-polarized light.

第1の光源部210より皮膚等に照射される光の照射角度と第2の光源部220より皮膚等に照射される光の照射角度はともに同じ角度θであり、本実施の形態では、角度θは80°である。尚、角度θは、皮膚等の表面の法線に対する角度である。また、第1の光源部210より皮膚等に光の照射される照射領域と第2の光源部220より皮膚等に光の照射領域とは略同じ位置であり、略同じ面積となるように形成されている。   The irradiation angle of the light emitted from the first light source unit 210 to the skin and the like and the irradiation angle of the light emitted from the second light source unit 220 to the skin and the like are both the same angle θ. θ is 80 °. The angle θ is an angle with respect to the normal line of the surface of the skin or the like. In addition, the irradiation region where the first light source unit 210 emits light to the skin and the like and the second light source unit 220 the light irradiation region to the skin and the like are at substantially the same position and have substantially the same area. Has been.

照明中心と第1の正反射光検出器231の中心とを結ぶ線と皮膚等の表面とのなす角度と、照明中心と第2の正反射光検出器232の中心とを結ぶ線と皮膚等の表面とのなす角度とは同じ角度ψであり、本実施の形態では角度ψは170°である。   The angle between the line connecting the illumination center and the center of the first specular reflection light detector 231 and the surface of the skin, etc., and the line connecting the illumination center and the center of the second specular reflection light detector 232 and the skin, etc. Is the same angle ψ, and in this embodiment, the angle ψ is 170 °.

照明中心と第1の拡散反射光検出器241の中心とを結ぶ線と皮膚等の表面とのなす角度と、照明中心と第2の拡散反射光検出器242の中心とを結ぶ線と皮膚等の表面とのなす角度とは同じ角度φであり、本実施の形態では角度φは約90°である。   The angle between the line connecting the illumination center and the center of the first diffuse reflection detector 241 and the surface of the skin, etc., and the line connecting the illumination center and the center of the second diffuse reflection detector 242 and the skin, etc. Is the same angle φ, and in this embodiment, the angle φ is about 90 °.

尚、第1の光源部210、照明中心、第1の正反射光検出器231、第1の散乱反射光検出器241は略同一面上に配置されており、第2の光源部210、照明中心、第2の正反射光検出器232、第2の散乱反射光検出器242は略同一面上に配置されている。   The first light source unit 210, the illumination center, the first specular reflection light detector 231, and the first scattered reflection light detector 241 are arranged on substantially the same plane, and the second light source unit 210, the illumination The center, the second specular light detector 232, and the second scattered light detector 242 are arranged on substantially the same plane.

偏光フィルタ251及び252は、照明中心の+Z側に配置されており、P偏光の光を透過し、S偏光の光は遮光するものである。尚、この偏光フィルタ251及び252に代えて、同等の機能を有する偏光ビームスプリッタを用いてもよい。   The polarization filters 251 and 252 are disposed on the + Z side of the illumination center, and transmit P-polarized light and shield S-polarized light. Instead of the polarizing filters 251 and 252, a polarizing beam splitter having an equivalent function may be used.

本実施の形態における検査装置では、第1の実施形態と同様に解析部70および表示部80を備えており、第1の正反射光検出器231及び第2の正反射光検出器232、第1の散乱反射光検出器241及び第2の散乱反射光検出器242は、それぞれ受光光量に対応する電気信号(光電変換信号)を出力し、これらの電気信号は解析部70に入力されて解析が行なわれる。尚、本実施の形態では、第1の光源部210から出射された光束が皮膚等に照射した場合において、第1の正反射光検出器211の出力信号における信号レベルを「S11」、第1の拡散反射光検出器212の出力信号における信号レベルを「S12」と記載する。また、第2の光源部220から出射された光束が皮膚等に照射した場合において、第2の正反射光検出器221の出力信号における信号レベルを「S21」、第2の拡散反射光検出器222の出力信号における信号レベルを「S22」と記載する。また、内部拡散反射光を精度良く検出するために、第1の光源部210における発光時間と第2の光源部220における発光時間とが重なることのないように、各々個別に点灯させることにより解析部70等により制御されている。これにより、相互に異なる測定系における反射光が検出されることはない。   The inspection apparatus according to the present embodiment includes an analysis unit 70 and a display unit 80 as in the first embodiment, and includes a first regular reflection light detector 231, a second regular reflection light detector 232, The first scattered reflected light detector 241 and the second scattered reflected light detector 242 each output an electrical signal (photoelectric conversion signal) corresponding to the amount of received light, and these electrical signals are input to the analysis unit 70 for analysis. Is done. In the present embodiment, when the light beam emitted from the first light source unit 210 irradiates the skin or the like, the signal level in the output signal of the first regular reflection light detector 211 is “S11”, the first The signal level in the output signal of the diffuse reflection light detector 212 is described as “S12”. Further, when the light beam emitted from the second light source unit 220 irradiates the skin or the like, the signal level in the output signal of the second regular reflection light detector 221 is “S21”, and the second diffuse reflection light detector. The signal level in the output signal 222 is described as “S22”. In addition, in order to detect the internal diffuse reflected light with high accuracy, the light emission time in the first light source unit 210 and the light emission time in the second light source unit 220 are individually turned on and analyzed so that they do not overlap. It is controlled by the unit 70 and the like. Thereby, reflected light in different measurement systems is not detected.

解析部70では、様々な状態における多数の皮膚等のサンプルに対して予め計測された信号レベルS11、S12、S21及びS22の値が「皮膚状態判別テーブル」として、解析部70内のROM等からなる記憶部71に記憶されている。解析部70は、計測対象となる皮膚等により検出された信号レベルS11、S12、S21及びS22の値に基づき、皮膚状態判別テーブルにおける多数の皮膚等のサンプルから、最も近い皮膚の状態を特定し、特定された状態等を表示部80に表示する。   In the analysis unit 70, values of signal levels S11, S12, S21, and S22 measured in advance for a large number of samples such as skin in various states are referred to as “skin state determination table” from the ROM or the like in the analysis unit 70. Is stored in the storage unit 71. Based on the signal levels S11, S12, S21, and S22 detected by the skin or the like to be measured, the analysis unit 70 identifies the closest skin state from a number of skin and other samples in the skin state determination table. The specified state is displayed on the display unit 80.

このように、本実施の形態における検査装置では、表示部80において表示された情報に基づき、最適なスキンケア商品やスキンケア方法を選定することができ、また、有用な化粧品成分の開発に活用したりすることができる。   As described above, in the inspection apparatus according to the present embodiment, the optimal skin care product and skin care method can be selected based on the information displayed on the display unit 80, and can be used to develop useful cosmetic ingredients. can do.

皮膚等の真皮層におけるコラーゲンのような配向を持つ繊維状の散乱体では、反射光はXY面内で異方性があり、照射方向によって正反射と拡散反射の割合が変化する。本実施の形態のおける検査装置では、XY面における複数の方向から光を照射して、正反射光量、表面拡散反射光量、内部拡散反射光量、およびそれぞれの変化量などの演算値を用いることにより皮膚の表面および内部の状態をより精度良く検査することが可能であり、皮膚内部のコラーゲン配向の有無や配向方向の検査をより確かなものとすることができる。   In a fibrous scatterer having an orientation like collagen in the dermis layer such as skin, the reflected light has anisotropy in the XY plane, and the ratio of regular reflection and diffuse reflection changes depending on the irradiation direction. In the inspection apparatus according to the present embodiment, light is irradiated from a plurality of directions on the XY plane, and calculation values such as a regular reflection light amount, a surface diffuse reflection light amount, an internal diffuse reflection light amount, and respective variations are used. It is possible to inspect the surface and the internal state of the skin with higher accuracy, and the presence or absence of the collagen inside the skin and the inspection of the orientation direction can be made more reliable.

コラーゲンの配向状態は、皮膚のしわの発生と相関があると考えられるため、本実施の形態における検査装置を用いて皮膚内部のコラーゲンの状態と皮膚のしわの状態を同時に検査することにより、しわの発生原因が皮膚内部の変化に起因するかどうかなどの判定を行うことができる。また、皮膚表面にしわが発生する前に皮膚内部の状態を知ることで、しわを予防するためのスキンケア製品を選定したりすることができる
尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様である。
Since the orientation state of collagen is considered to correlate with the occurrence of wrinkles in the skin, it is possible to simultaneously check the state of collagen inside the skin and the state of wrinkles in the skin using the inspection apparatus in this embodiment. It is possible to determine whether or not the cause of occurrence is due to changes in the skin. In addition, it is possible to select a skin care product for preventing wrinkles by knowing the condition inside the skin before wrinkles are generated on the skin surface. The contents other than the above are described in the first embodiment. And it is the same as that of 2nd Embodiment.

〔第4の実施の形態〕
次に、第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、透明板360の両面は平行ではなく、一方の面に対し他方の面が傾斜している。即ち、図9に示されるように、本実施の形態における検査装置は、平行平板ではない透明板360を有している。この透明板360は外側の一方の面と内側の他方の面が平行には形成されてはいないため、光源10から出射された光のうち、透明板360の外側の一方の面と皮膚等との間で正反射された光は、正反射光検出器30において検出されるが、透明基板360の内側の他方の面で反射された光は、一方の面とは異なる角度で反射されるため、正反射光検出器30に入射することはない。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described. In the present embodiment, both surfaces of the transparent plate 360 are not parallel, and the other surface is inclined with respect to one surface. That is, as shown in FIG. 9, the inspection apparatus according to the present embodiment has a transparent plate 360 that is not a parallel plate. Since this transparent plate 360 is not formed so that one surface on the outside and the other surface on the inside are formed in parallel, of the light emitted from the light source 10, one surface on the outside of the transparent plate 360, the skin, etc. Is regularly reflected by the regular reflection light detector 30, but the light reflected by the other surface inside the transparent substrate 360 is reflected at a different angle from the other surface. The light does not enter the regular reflection light detector 30.

よって、透明板360において裏面反射した光、即ち、他方の面からの反射した光が正反射光検出器30に入射しないように形成されているため、正確な検査を行なうことができる。   Therefore, since the light reflected from the back surface of the transparent plate 360, that is, the light reflected from the other surface is formed so as not to enter the regular reflection light detector 30, an accurate inspection can be performed.

尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様であり、第2の実施の形態及び第3の実施の形態にも適用することができる。   The contents other than those described above are the same as in the first embodiment, and can be applied to the second embodiment and the third embodiment.

〔第5の実施の形態〕
次に、第5の実施の形態について説明する。本実施の形態における検査装置は、光学センサを有する光学式検査装置である。具体的には、図10に示すように、光源10、偏光フィルタ11、コリメートレンズ20、正反射光検出器30、拡散反射光検出器40、偏光フィルタ41を有している。光源10、偏光フィルタ11、コリメートレンズ20、正反射光検出器30、拡散反射光検出器40、偏光フィルタ41は、暗箱50内に収納されており、暗箱50内部全体が透明部材450により固められている構造のものである。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described. The inspection apparatus in the present embodiment is an optical inspection apparatus having an optical sensor. Specifically, as shown in FIG. 10, the light source 10, the polarization filter 11, the collimating lens 20, the specular reflection light detector 30, the diffuse reflection light detector 40, and the polarization filter 41 are provided. The light source 10, the polarization filter 11, the collimating lens 20, the specular reflection light detector 30, the diffuse reflection light detector 40, and the polarization filter 41 are housed in the dark box 50, and the entire dark box 50 is solidified by the transparent member 450. Of the structure.

このような透明部材450としては、透明な樹脂材料等が挙げられる。透明部材450の表面は、皮膚等と直接接する面であり、この面により照明中心の位置も定まるため、平坦化や研磨等により鏡面等の平面となるように形成されている。   Examples of such a transparent member 450 include a transparent resin material. The surface of the transparent member 450 is a surface that is in direct contact with the skin and the like, and the position of the illumination center is determined by this surface, so that it is formed to be a flat surface such as a mirror surface by flattening or polishing.

このように、暗箱50内部全体を透明部材450により固定することにより、光源10、偏光フィルタ11、コリメートレンズ20、正反射光検出器30、拡散反射光検出器40、偏光フィルタ41等の位置を確実に固定することができる。これにより、振動等により位置ずれが生じることがなく、信頼性の高い検査を行なうことができる。   In this way, by fixing the entire interior of the dark box 50 with the transparent member 450, the positions of the light source 10, the polarizing filter 11, the collimating lens 20, the specular reflection light detector 30, the diffuse reflection light detector 40, the polarizing filter 41, and the like can be adjusted. It can be fixed securely. As a result, no positional deviation occurs due to vibration or the like, and a highly reliable inspection can be performed.

また、暗箱50内部全体を透明部材450により固めることにより、透明板等における裏面反射の問題が生じなくなり、また、透明板の界面において生じる光の屈折等を考量する必要がない。よって、特性を向上させるとともに、設計や製造しやすいといった利点を有している。   Further, by hardening the entire interior of the dark box 50 with the transparent member 450, the problem of back surface reflection in the transparent plate or the like does not occur, and it is not necessary to consider light refraction or the like generated at the interface of the transparent plate. Therefore, the characteristics are improved and the design and manufacture are easy.

尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様であり、第2の実施の形態及び第3の実施の形態にも適用することができる。   The contents other than those described above are the same as in the first embodiment, and can be applied to the second embodiment and the third embodiment.

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。   As mentioned above, although the form which concerns on implementation of this invention was demonstrated, the said content does not limit the content of invention.

10 光源
11 偏光フィルタ
20 コリメートレンズ
30 正反射光検出器
40 散乱反射光検出器
41 偏光フィルタ
50 暗箱
60 透明板
70 解析部
71 記憶部
80 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source 11 Polarization filter 20 Collimating lens 30 Regular reflection light detector 40 Scattered reflection light detector 41 Polarization filter 50 Dark box 60 Transparent plate 70 Analysis part 71 Storage part 80 Display part

特開2009−236610号公報JP 2009-236610 A 特開2008−302101号公報JP 2008-302101A 特許第4105554号Japanese Patent No. 4105554

Claims (7)

第1の偏光方向の直線偏光の光を検査対象に照射する光源と、
前記光源より照射された光のうち、前記検査対象において正反射された光を検出する正反射光検出器と、
前記光源より照射された光のうち、前記検査対象において拡散反射された光であって、前記第1の偏光方向に直交する第2の偏光方向の光を透過する光学素子と、
前記光学素子を通過した光を検出する拡散反射光検出器と、
前記光源、前記正反射光検出器、前記光学素子、前記拡散反射光検出器を覆い、前記光源より前記検査対象に光が照射される部分に開口を有する暗箱と、
前記暗箱の前記開口に設けられた前記検査対象と接する透明板と、
を有し、
前記透明板は、一方の面と他方の面とが平行ではないことを特徴とする検査装置。
A light source that irradiates a test object with linearly polarized light in a first polarization direction;
Of the light irradiated from the light source, a regular reflection light detector that detects light specularly reflected in the inspection object;
Of the light emitted from the light source, an optical element that is diffusely reflected on the inspection object and transmits light in a second polarization direction orthogonal to the first polarization direction;
A diffuse reflection detector for detecting light that has passed through the optical element;
A dark box that covers the light source, the specularly reflected light detector, the optical element, and the diffusely reflected light detector, and has an opening in a portion where the inspection object is irradiated with light from the light source;
A transparent plate in contact with the inspection object provided in the opening of the dark box;
I have a,
The inspection apparatus according to claim 1, wherein one surface of the transparent plate is not parallel to the other surface .
前記光源より出射された光は、前記検査対象における照射領域に照射され、
前記拡散反射光検出器は、前記照射領域において前記検査対象の表面に対し略垂直方向に設置されているものであることを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
The light emitted from the light source is irradiated to an irradiation region in the inspection object,
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the diffuse reflected light detector is installed in a direction substantially perpendicular to the surface of the inspection object in the irradiation region.
前記光源、前記正反射光検出器及び前記拡散反射光検出器を含む測定系を複数有することを特徴とする請求項1または2に記載の検査装置。 The light source, the inspection apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of measuring systems including the regular reflection light detector and the diffuse reflection light detector. 前記光源は、
発光ダイオードと、
前記発光ダイオードより出射された光のうち、第1の偏光方向の成分のみを透過する光学素子と、を有するものであることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の検査装置。
The light source is
A light emitting diode;
The light emitting diode of the light emitted from the inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that one having an optical element, a that transmits only the component of the first polarization direction.
前記光源は1または複数の面発光レーザを有するものであることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の検査装置。 Said light source inspection apparatus according to claim 1, wherein 3 of the one having one or more surface emitting lasers. 前記光源は複数の前記面発光レーザが2次元的に配列されている面発光レーザアレイであることを特徴とする請求項に記載の検査装置。 6. The inspection apparatus according to claim 5 , wherein the light source is a surface emitting laser array in which a plurality of the surface emitting lasers are two-dimensionally arranged. 前記正反射光検出器及び前記拡散反射光検出器は解析部と接続されており、
前記解析部には、前記正反射光検出器により得られた値及び前記拡散反射光検出器により得られた値に基づき前記検査対象の表面及び表面近傍の内部状態を前記解析部に接続された表示部に表示させることを特徴とすることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の検査装置。
The specular reflection light detector and the diffuse reflection light detector are connected to an analysis unit,
The analysis unit is connected to the analysis unit based on the value obtained by the specular reflection light detector and the value obtained by the diffuse reflection light detector and the internal state of the surface to be inspected and the vicinity of the surface. inspection apparatus according to claim 1, characterized in that, characterized in that on the display unit 6.
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