CN112839570B - 皮肤评价方法及皮肤评价装置 - Google Patents

Abstract

一种皮肤评价方法，对通过一边使皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动进行检测；对所述振动进行频率分析以取得频谱；并且基于所述频谱的预定频带处的谱强度，参照预先求出的所述预定频带处的谱强度与触感的感官评价之间的关系，对所述皮肤的触感进行评价。

Description

皮肤评价方法及皮肤评价装置

技术领域

本发明涉及一种皮肤评价方法及皮肤评价装置。

背景技术

作为皮肤的触感，即触摸皮肤时产生的感觉，包括与皮肤的干燥、湿润关联的触感(例如皮肤是否滋润)、以及与表面的粗糙度关联的触感(例如皮肤是否润滑、是否粗糙)等。

传统上，对于该皮肤的触感往往通过感官评价来进行评价。然而，近年来，也提出了通过感官评价以外的方法来进行的触感的评价方法。例如，专利文献1公开了一种技术，其通过分别对表面粗糙度不同的多个平板上的皮肤的摩擦系数进行测定，并将测定出的多个摩擦系数相互的关系作为指标，从而对皮肤的干燥状态等进行评价。在引用文献1中，能够预先求出皮肤状态、与表面粗糙度与摩擦系数的变化之间的相关关系之间的相关性，并基于该相关性对评价对象的皮肤状态进行评价。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-225583号公报

发明内容

本发明要解决的问题

然而，在专利文献1所公开的该方法中，为了从评价对象的皮肤取得数据，需要使用不同的平板进行多次的试验，其较麻烦。另外，在专利文献1中的皮肤状态的评价中，将多个摩擦系数相互的关系作为指标，但是人的实际的感觉也有时不会反映在摩擦系数等的物理特性上。即，感官评价的得分并不总是随着物理特性的变化而变化。因此，在传统方法中，有时无法准确地对皮肤状态进行评价。

因此，鉴于上述情况，本发明的一个方面提供一种能够更简便且准确地对皮肤的触感进行评价的方法。

用于解决问题的手段

在本发明的一个实施方式中，提供一种皮肤评价方法，对通过一边使皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动进行检测；对所述振动进行频率分析以取得频谱；并且基于所述频谱的预定频带处的谱强度，参照预先求出的所述预定频带处的谱强度与触感的感官评价之间的关系，对所述皮肤的触感进行评价。

发明的效果

根据本发明的一个实施方式，能够更简便且准确地对皮肤的触感进行评价。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的皮肤评价方法的流程图。

图2是根据本发明的一个实施方式的皮肤评价装置的示意图。

图3A是从振动获得的信号数据的示例。

图3B是从图3A获得的频谱的示例。

图4A是按照每个频率来示出单独评价项目(光滑)的感官评价值与功率谱密度之间的相关系数的图。

图4B是按照每个频率来示出单独评价项目(干爽)的感官评价值与功率谱密度之间的相关系数的图。

图4C是按照每个频率来示出单独评价项目(凹凸不平)的感官评价值与功率谱密度之间的相关系数的图。

图4D是按照每个频率来示出单独评价项目(粗糙)的感官评价值与功率谱密度之间的相关系数的图。

图5是示出对针对多个评价项目获得的数据进行主成分分析而得到的结果的图。

图6A是示出针对图5所示的主成分分析中的第一主成分的各评价项目的主成分负荷量的图。

图6B是示出针对图5所示的主成分分析中的第二主成分的各评价项目的主成分负荷量的图。

图7A是按照每个频率来示出针对作为综合触感的粗糙度触感的主成分得分与功率谱密度之间的相关关系的图。

图7B是按照每个频率来示出针对作为综合触感的干湿触感的主成分得分与功率谱密度之间的相关关系的图。

具体实施方式

在包括美容领域的各种技术领域中，期望对皮肤的触感，即触摸皮肤时所产生的感觉(也称为手感或触摸感觉)简便且准确地进行评价。本发明的发明人发现皮肤的触感、与通过一边使皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动的频谱中的预定频带处的谱强度之间存在相关性，并且发现基于该相关性能够良好地对皮肤的触感、特别是皮肤的粗糙度触感和/或干湿触感进行评价。

在鉴于上述发现而做出的本发明的一个实施方式中，如图1所示，提供一种皮肤评价方法，其对通过一边使皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动进行检测(S1)；对振动进行频率分析以取得频谱(S2)；并且基于频谱的预定频带处的谱强度，参照预先求出的所述预定频带处的谱强度与触感的感官评价之间的关系，对皮肤的触感(皮肤触感)进行评价(S3)。

另外，在本发明的一个实施方式中，如图2所示，提供一种评价装置10，该装置包括：检测单元20，对通过一边使皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动进行检测；分析单元30，对振动进行频率分析以取得频谱；以及评价单元40，基于频谱的预定频带处的谱强度，参照预先求出的所述预定频带处的谱强度与触感的感官评价之间的关系，对皮肤的触感进行评价。

在本说明书中，“触感”是指当使作为评价对象的皮肤与手指的指肚或手掌等接触时、或一边使其与手指的指肚或手掌等接触一边进行移动时，即抚摸或摩擦皮肤时所产生的感觉。该“触感”可以是单独的评价项目的触感，也可以是多个评价项目的综合触感。即，在本实施方式中评价的触感可以是通常被列为皮肤的触感的一个评价项目的触感，也可以是包括多个这样的触感的作为上位概念的触感。

在对两个以上的评价项目的综合触感进行评价，而非对单独的评价项目的触感进行评价的情况下，可以对皮肤的状态(性状)综合地进行评价，并且可以将其用于肤质的趋势的判定等。

在上述触感之中，本实施方式可以特别地对皮肤的粗糙度触感和/或干湿触感较佳地进行评价。“粗糙度触感”是指与皮肤表面的凹凸的粗糙度或细度关联的触感，例如可以包括由诸如凹凸不平、粗糙、脱皮、光滑、滑润、肌理细致(粗糙)等术语所表示的评价项目的触感中的一种以上。“干湿触感”是指与皮肤的干燥或湿润的程度关联、或与皮肤的水分量关联的触感，例如可以包括由诸如滋润、干爽、干燥、湿润等术语所表示的评价项目的触感中的一种以上。

并且，“粗糙度触感”可以是与上面列出的皮肤的粗糙度关联的触感之中的一种，也可以是两种以上的评价项目的综合触感。同样地，“干湿触感”可以是与上面列出的皮肤的干湿关联的触感之中的一种，也可以是两种以上的评价项目的综合触感。在“粗糙度触感”或“干湿触感”的评价是包括针对两种以上的评价项目的触感的评价的综合评价的情况下，对于所包括的评价项目的数量和种类并无特别限定。例如，关于上述作为“粗糙度触感”所举出的触感的各个评价项目可以用于“干湿触感”的综合评价，反之亦然。

需要说明的是，由本实施方式所评价的皮肤可以是未经任何处理的状态的皮肤(本来的皮肤)，也可以是对表面进行了某种处理，例如化妆料(特别是化妆水、乳霜等基础化妆料)的涂抹、清洗、剃毛或脱毛、按摩或刺激的施加等美容性的处理之后的皮肤。根据本实施方式，也可以通过对处理前和处理后的皮肤的评价进行比较，从而对处理本身进行评价。

<振动的检测(S1)>

在本实施方式中，对通过一边使作为评价对象的皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动进行检测(S1)。图2示出了振动的产生和检测的示例。如图2所示，例如可以通过一边使人的脸颊的部分与手指的指肚进行接触一边使其如双向箭头所示进行往复运动，从而产生振动。

在图示的示例中，作为评价对象的皮肤是人的脸颊，但是评价对象也可以是额头、下巴、鼻子等脸部的其他的部分的皮肤，或者可以是脸部以外的身体的一部分，例如脖子、下颈部(decollete)(颈部至胸部的部分)、背部、手臂、腿部等的肌肤(皮肤)。

在图示的示例中，接触体是手指，并且在手指的第一关节的指肚侧使其与作为评价对象的皮肤表面接触，但是接触体也可以是手掌、或者可以是手臂或脸部等。此外，接触体可以不是身体的一部分，并且可以是具有模仿人的皮肤的表面形状的表面的物体，例如覆盖人造皮肤等的物体。另外，接触体可以是金属制或树脂制的探针，并且可以与稍后说明的振动检测单元20一体化的物体。但是，在实际与皮肤接触的情况下，由于通常往往是由手指的指肚侧或手掌来进行接触，因此通过将接触体设为身体的一部分，尤其是手指的指肚或手掌，从而能够在与人实际地感觉到皮肤的触感的状态接近的状态下产生振动。

振动的产生是通过一边使皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动(以下也称为接触相对运动)，即利用接触体抚摸或摩擦皮肤(使接触体在皮肤的表面上滑动)来进行。该相对运动也可以通过将接触体压在皮肤上并施加一些压力来进行。通过施加一些压力，从而能够在与人实际地感觉到皮肤的触感的状态接近的状态下产生振动，因而优选。另外，在图示的示例中，相对运动是接触体在预定长度范围内的往复运动，但是对于其运动的方向等并无特别限定。例如，可以以在一个方向上反复地抚摸皮肤表面的预定长度的方式来移动接触体，也可以以绘制圆形或椭圆形等任意图形的方式来移动接触体。

所产生的振动被振动检测单元20检测。此时，可以将振动的大小作为位移、速度、加速度中的一种以上的变化来进行测定。关于振动的大小，优选将其作为加速度的变化来进行测定。作为振动检测单元20，例如可以使用三轴加速度传感器等加速度传感器、角速度传感器、角加速度传感器、PVDF膜传感器、应变计、压电传感器、激光位移计、光反射器、麦克风等。

在图示的示例中，将振动检测单元20配设在接触体(手指)的与和皮肤接触的一侧相反的一侧(指甲的一侧)，但是只要能够检测出能够用于评价的振动，则对于振动检测单元20的布置位置并无特别限制。振动检测单元20可以布置在接触体的任意位置，也可以布置在作为评价对象的皮肤处。

另外，关于所检测的振动，可以是对评价对象(皮肤)和/或接触体的振动直接进行检测，也可以是从皮肤和/或接触体的表面经由周围的介质(空气)传播来的振动(声音)。但是，在对皮肤和/或接触体的振动直接进行检测的情况下，能够在靠近振动的产生部位的位置处进行信号检测，并且能够降低混杂有由于皮肤与接触体之间的接触相对运动以外的因素而产生振动的情况。因此，如图所示，从提高检测精度的观点出发，优选将振动检测单元20设置在接触体(手指)上来检测振动。

<振动的分析(S2)>

如上所述，将振动检测单元20检测出的振动转换成电信号，并将其发送到与振动检测单元20连接的分析单元30，并进行分析(图2)。更具体来说，分析单元30可以对取得的信号进行频谱分析，以生成频谱。

更具体来说，由振动检测单元20检测出的数据是作为图3A所示的加速度的信号波形来获得。并且，分析单元30通过对上述数据进行傅立叶变换、小波变换等处理，从而获得图3B所示的频谱。

频谱针对每个频率来表示振动的检测信号中包含的各种频率成分的大小。如图3B所示，频谱以图表的形式来显示，该图表例如在横轴上示出频率(单位为Hz)，并在纵轴上示出功率谱密度(每1Hz宽度的功率值，单位为dB/Hz)。

由此，在振动的分析(S2)中，能够从所获得的频谱中求出预定频带处的谱强度。具体来说，该预定频带处的谱强度可以表示为从预定频带处的功率谱密度的面积分值、每单位频率的面积分值、重心值、平均值、中值、以及最大值中的一个以上获得的指标值。

需要说明的是，关于上述振动分析和皮肤评价中的处理的至少一部分，可以使用Matlab(注册商标)(MathWorks公司制)等软件。

<皮肤的评价(S3)>

在本实施方式中，可以基于上述取得的频谱的预定频带处的谱强度，对皮肤触感进行评价。具体来说，可以参照预先求出的预定频带处的谱强度与预定的皮肤触感的感官评价之间的关系，对该预定的皮肤触感进行评价。在此情况下，如上所述，预定频带处的谱强度可以表示为从预定频带处的功率谱密度的面积分值、每单位频率的面积分值、重心值、平均值、中值、以及最大值中的一个以上获得的指标值。因此，优选预先求出该指标值与例如感官评价值之间的关系，并将该关系预先保存为数据库。另外，可以针对该关系构建模型公式并进行保存。

(1.单独的评价项目的触感的评价)

根据本实施方式的所评价的单独的评价项目的触感例如是“光滑”、“粗糙”、“滑润”、“干爽”、“脱皮”、“滋润”、“凹凸不平”等评价项目中的一种触感。

为了进行评价，如上述的“振动的检测(S1)”和“振动的分析(S2)”所述，对通过一边使皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动进行检测并进行分析，获得频谱。针对多个对象(不同的皮肤)进行该工序，并记录各个频谱。

另一方面，针对要评价的具体的一种项目(触感)，由专门小组针对多个对象(皮肤)进行感官评价，并预先记录针对各个对象的感官评价值。即，针对多个对象，预先记录各个频谱与感官评价值并将其作为数据库。

接着，在频谱中，求出在谱强度与感官评价值之间显示出较高相关性的频带。在此情况下，例如，针对每10Hz求出功率谱密度的平均值，并进行该平均值与上述感官评价值之间的相关分析。接着，以所获得的相关系数为5％的显著性水平来提取显著的值。

在振动的频谱中的谱强度与触感的感官评价值之间显示出较高相关性的预定的频带可以为5～500Hz，并且可以为10～400Hz。在触感为“粗糙度触感”的情况下，显示出较高相关性的预定频带可以为20～350Hz。在触感为“干湿触感”的情况下，显示出较高相关性的预定频带可以为50～400Hz。

如果如此预先求出预定触感的感官评价值和功率谱密度之间的相关性较高的频带，则通过针对触感未知皮肤取得频谱，并将该相关性较高的频带的功率谱密度与数据库进行比较，从而能够进行感官评价值的估计。

(2.多个评价项目的综合的触感评价)

在对综合了两个以上的评价项目的综合触感进行评价的情况下，在传统的方法中，需要对大量的评价项目进行评价，此外，需要针对从该多个评价获得的评价值进行运算处理等，因而较麻烦。相比之下，本发明人发现，作为综合触感的“粗糙度触感”和“干湿触感”与由皮肤与接触体所产生的振动的预定频带处的大小之间存在相关性，此外，还发现，与“粗糙度触感”的感官评价的相关性较高的频带和与“干湿触感”的感官评价的相关性较高的频带不同。

可以将作为综合触感的“粗糙度触感”和/或“干湿触感”称为新的评价项目，例如可以通过针对用于对皮肤的状态(性状)进行评价的一般的多个评价项目分别进行感官评价，并将多个数据汇总来获得该新的评价项目。对于该数据的汇总，可以使用主成分分析、因子分析等。

例如，在对数据进行主成分分析的情况下，作为综合触感的“粗糙度触感”和作为综合触感的“干湿触感”可以分别为第一主成分和第二主成分。因此，如果预先求出上述取得的频谱的谱强度与主成分的得分之间的相关性较高的频带，并针对触感未知的皮肤取得至少一个频谱，则通过将该相关性较高的谱强度与数据库进行比较，从而能够进行主成分得分的估计。并且，能够针对触感未知的皮肤状态，对关于粗糙度的趋势和关于干燥和湿润的趋势中的至少一者进行评价。

在振动的频谱中的谱强度与作为综合触感的“粗糙度触感”的感官评价值之间显示出较高的相关性的预定频带可以为160～290Hz。另外，在振动的频谱中的谱强度与作为综合触感的“干湿触感”的感官评价值之间显示出较高的相关性的预定频带可以为60～200Hz。

[实施例]

使用图2所示的评价装置，进行振动的检测和分析、以及皮肤触感的评价。

(1.振动的检测和分析)

在被测者的一只手的中指的指甲侧安装三轴加速度传感器(株式会社Tech Gihan销售，型号：A3AX)，并且一边使该中指的指肚侧与被测者的一侧的脸颊的表面接触，一边在施加恒定的压力的同时使其在脸部的左右方向上往复运动。往复运动是在脸部的左右方向上在6cm的范围内以60次往复/1分钟的速度来进行。利用上述的加速度传感器来检测出由该运动所产生的振动。

将检测出的振动转换成电信号，并发送到分析单元30(图2)。分析单元30对振动的信号进行分析，并取得图3B所示的频谱。

针对共计27名被测者的皮肤，分别进行上述振动的检测和分析，并分别取得频谱。

(2.感官评价)

针对上述27名被测者的皮肤，分别针对“光滑”、“粗糙”、“滑润”、“干爽”、“脱皮”、“滋润”、“凹凸不平”、“表面的柔软度”、“内部的柔软度”以及“弹力”的10个评价项目的触感，由专门小组进行感官评价。感官评价值设为1～5的5等级。

(3.功率谱密度与触感之间的相关性)

(3-1.单独评价项目的触感)

利用上述取得的频谱，对功率谱密度(单位：dB/Hz)与预定的单独评价项目的感官评价值(单位：-)之间的相关性进行研究。在各个频谱中，按照每10Hz求出功率谱密度的平均值，并对该平均值与上述感官评价值之间进行相关分析。

关于“光滑”、“粗糙”、“滑润”、“干爽”、“脱皮”、“滋润”、及“表面的柔软度”的评价项目，可以看出在功率谱密度与感官评价值之间存在较高的相关性。

图4A～图4D是按照每个频率来示出“光滑”、“干爽”、“凹凸不平”以及“粗糙”的单独评价项目的功率谱密度与感官评价值之间的相关系数的图表。在本示例中，进行了显著性的检验，并以5％的显著性水平来显示显著的相关系数。

从图4A～图4D可以看出，在各个评价项目的触感中，在各个预定频带中的功率谱密度与感官评价值之间存在相关性。例如，如图4A所示，对于“光滑”(与皮肤的粗糙度有关的单独评价项目)的触感，功率谱密度与感官评价值之间的相关性在100～370Hz的频带处较高。另外，如图4B所示，关于“干爽”(与皮肤的干湿有关的单独评价项目)的评价项目的触感，在60～250Hz的频带处较高。

由此，通过将关于多个被测者的皮肤的频谱与感官评价值之间的关系预先保存为数据库，针对感官评价未知的皮肤在相同条件下获得频谱，并与数据库对照地对预定频带处的功率谱密度进行比较，从而能够准确地对未知的皮肤触感，特别是关于皮肤粗糙度或干湿的触感进行评价。

(3-2.综合触感)

针对在“2.感官评价”中进行的关于共计27种皮肤的感官评价值的数据进行主成分分析。其结果如图5所示。在图5中，横轴是第一主成分得分，纵轴是第二主成分得分。

图6A中示出了求出第一主成分得分(粗糙度触感得分)时的各评价项目的系数(主成分负荷量)，图6B中示出了求出第二主成分得分(干湿触感得分)时的各评价项目的系数(主成分负荷量)。如图6A所示可以看出，由于与第一主成分之间的相关性较大的评价项目是“光滑”、“粗糙”、“滑润”、“脱皮”以及“凹凸不平”，因此第一主成分是综合地表示粗糙度触感的主成分。另外，如图6B所示可以看出，由于与第二主成分之间的相关性较大的评价项目是“干爽”和“滋润”，因此第二主成分是综合地表示干湿触感的主成分。

接着，使用上述取得的27个频谱，针对功率谱密度(单位：dB/Hz)与作为考虑了多个评价项目的综合触感的“粗糙度触感”的主成分得分(单位：-)之间的相关性进行研究。

图7A中示出了按照每个频率来表示粗糙度触感(第一主成分)的得分与功率谱密度之间的相关系数的图表。如图7A所示可以看出，关于“粗糙度触感”，功率谱密度与得分之间的相关性在160～290Hz的频带处特别高。

同样地，针对功率谱密度(单位：dB/Hz)与作为考虑了多个评价项目的综合触感的“干湿触感”的主成分得分(单位：-)之间的相关性进行研究。

图7B中示出了按照每个频率来表示干湿触感(第二主成分)的得分与功率谱密度之间的相关系数的图表。如图7B所示可以看出，关于“粗糙度触感”，功率谱密度与得分之间的相关性在60～200Hz的频带处特别高。

以此方式，即使针对汇总了大量评价项目的综合触感，如果能够对于通过一边使皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动至少进行一次检测以取得频谱，则通过参照预先取得的数据库对预定频带处的振动的大小进行比较，从而能够对未知的皮肤触感进行评价。

本申请以2018年10月16日向日本特许厅提交的日本发明专利申请第2018-195132号作为要求优先权的基础，本申请在此参照并援引其全部内容。

符号说明

10 皮肤评价装置

20 振动检测单元

30 分析单元

40 评价单元

S 被测者

Claims (5)

1.一种皮肤评价方法，

对通过一边使皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动进行检测；

对所述振动进行频率分析以取得频谱；并且

基于所述频谱的预定频带处的谱强度，参照预先求出的所述预定频带处的谱强度与皮肤的粗糙度的综合触感的感官评价和/或皮肤的干湿的综合触感的感官评价之间的关系，对所述皮肤的粗糙度的综合触感和/或所述皮肤的干湿的综合触感进行评价，

其中，所述关系通过以下步骤求出：

对通过一边使多个被测者的皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动分别进行频率分析，以取得频谱；

对于所述多个被测者，针对包括皮肤的粗糙度的触感和皮肤的干湿的触感的多个皮肤触感的评价项目分别取得感官评价的数据；

针对所述感官评价的数据进行主成分分析，取得与皮肤的粗糙度的综合触感的感官评价和/或皮肤的干湿的综合触感的感官评价对应的主成分得分；

按照每个频率分别求出所述频谱的谱强度与所述主成分得分之间的相关性；

求出所述相关性较高的频带；并且

得到所述频带处的谱强度与所述皮肤的粗糙度的综合触感的感官评价和/或所述皮肤的干湿的综合触感的感官评价之间的关系。

2.根据权利要求1所述的皮肤评价方法，其中，

在对所述皮肤的粗糙度的综合触感进行评价的情况下，所述预定频带为160～290Hz。

3.根据权利要求1所述的皮肤评价方法，其中，

在对所述皮肤的干湿的综合触感进行评价的情况下，所述预定频带为60～200Hz。

4.根据权利要求1所述的皮肤评价方法，其中，

所述谱强度被表示为从所述预定频带处的功率谱密度的积分值、重心值、平均值、中值、以及最大值中的一个以上获得的指标值。

5.一种皮肤评价装置，包括：

检测单元，对通过一边使皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动进行检测；

分析单元，对所述振动进行频率分析以取得频谱；以及

评价单元，基于所述频谱的预定频带处的谱强度，参照预先求出的所述预定频带处的谱强度与皮肤的粗糙度的综合触感的感官评价和/或皮肤的干湿的综合触感的感官评价之间的关系，对所述皮肤的粗糙度的综合触感和/或所述皮肤的干湿的综合触感进行评价，

其中，所述关系通过以下步骤求出：

对通过一边使多个被测者的皮肤与接触体进行接触一边进行相对运动而产生的振动分别进行频率分析，以取得频谱；

对于所述多个被测者，针对包括皮肤的粗糙度的触感和皮肤的干湿的触感的多个皮肤触感的评价项目分别取得感官评价的数据；

针对所述感官评价的数据进行主成分分析，取得与皮肤的粗糙度的综合触感的感官评价和/或皮肤的干湿的综合触感的感官评价对应的主成分得分；

按照每个频率分别求出所述频谱的谱强度与所述主成分得分之间的相关性；

求出所述相关性较高的频带；并且

得到所述频带处的谱强度与所述皮肤的粗糙度的综合触感的感官评价和/或所述皮肤的干湿的综合触感的感官评价之间的关系。