JP3414173B2 - 低干渉光干渉計測法による層状微細構造の計測装置及び計測方法 - Google Patents
低干渉光干渉計測法による層状微細構造の計測装置及び計測方法Info
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- G—PHYSICS
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低干渉光干渉計測
法により試料の層状微細構造を計測するための装置及び
方法に関し、特に、皮膚や化粧肌等の層状微細構造を高
精度に計測し、層状微細構造の経時的変化や３次元構造
も観察できるようにするための計測装置及び計測方法に
関する。
法により試料の層状微細構造を計測するための装置及び
方法に関し、特に、皮膚や化粧肌等の層状微細構造を高
精度に計測し、層状微細構造の経時的変化や３次元構造
も観察できるようにするための計測装置及び計測方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】生体や物体の内部構造を無侵襲に解析す
る手法として、超音波断層映像法、Ｘ線ＣＴ(computed
tomography)、ＭＲＩ(magnetic resonance imaging)等
の技術が実用化されているが、近年、可視又は近赤外領
域の低コヒーレンス光を使用し、試料からの反射光や散
乱光の干渉計測を行い、試料の内部構造を解析する低干
渉光干渉計測法(low coherence reflectometry) を測定
原理とする光干渉顕微鏡法(optical coherence microsc
opy,以下ＯＣＭと略する) が、生体あるいは物体の内部
構造の新たな解析手法として注目されている。
る手法として、超音波断層映像法、Ｘ線ＣＴ(computed
tomography)、ＭＲＩ(magnetic resonance imaging)等
の技術が実用化されているが、近年、可視又は近赤外領
域の低コヒーレンス光を使用し、試料からの反射光や散
乱光の干渉計測を行い、試料の内部構造を解析する低干
渉光干渉計測法(low coherence reflectometry) を測定
原理とする光干渉顕微鏡法(optical coherence microsc
opy,以下ＯＣＭと略する) が、生体あるいは物体の内部
構造の新たな解析手法として注目されている。
【０００３】図１７は、ＯＣＭの計測原理の説明図であ
る。同図に示したように、この計測装置１は、波長１３
００ｎｍ〜１５５０ｎｍの低コヒーレンス光を発する低
干渉性光源２から発せられた光を光ファイバー３で導光
し、カプラー４で光量を１：１に分岐し、光ファイバー
３の先端のプローブ５、６をそれぞれ試料Ｓと参照鏡７
とに当接させ、光を入射させる。ここで、参照鏡７は、
試料Ｓの深さ方向ｚに移動するようになっている。試料
Ｓからの反射光と参照鏡７からの反射光とは、それぞれ
プローブ５、６で受光され、分析器８に送られ、それら
を合わせた反射強度が測定される。ここで、試料Ｓから
の反射光と参照鏡７からの反射光との光路差がゼロの場
合、分析器には図１８に示すように、双方の反射光の干
渉により反射強度にピーク（干渉信号）が観測される。
したがって、空気の屈折率をｎ*と表すと、試料Ｓ内に
は、干渉信号が観察されたときの参照鏡７の移動距離ｚ
に対応する光学的深さｎ*ｚの位置に反射界面が存在す
ること、即ち、試料Ｓは、この光学的深さｎ*ｚの位置
を界面として光学的性質の異なる２層を有していること
がわかる。よって、分析器８に観測される干渉信号の光
学的深さｎ*ｚから試料Ｓ内の層分布を知ることができ
る。なお、ここでは試料Ｓ及び参照鏡７からの反射光の
干渉信号について説明したが、試料Ｓ及び参照鏡７から
の散乱光についても同様に、それらの干渉信号から試料
Ｓ内の層分布を知ることができる。
る。同図に示したように、この計測装置１は、波長１３
００ｎｍ〜１５５０ｎｍの低コヒーレンス光を発する低
干渉性光源２から発せられた光を光ファイバー３で導光
し、カプラー４で光量を１：１に分岐し、光ファイバー
３の先端のプローブ５、６をそれぞれ試料Ｓと参照鏡７
とに当接させ、光を入射させる。ここで、参照鏡７は、
試料Ｓの深さ方向ｚに移動するようになっている。試料
Ｓからの反射光と参照鏡７からの反射光とは、それぞれ
プローブ５、６で受光され、分析器８に送られ、それら
を合わせた反射強度が測定される。ここで、試料Ｓから
の反射光と参照鏡７からの反射光との光路差がゼロの場
合、分析器には図１８に示すように、双方の反射光の干
渉により反射強度にピーク（干渉信号）が観測される。
したがって、空気の屈折率をｎ*と表すと、試料Ｓ内に
は、干渉信号が観察されたときの参照鏡７の移動距離ｚ
に対応する光学的深さｎ*ｚの位置に反射界面が存在す
ること、即ち、試料Ｓは、この光学的深さｎ*ｚの位置
を界面として光学的性質の異なる２層を有していること
がわかる。よって、分析器８に観測される干渉信号の光
学的深さｎ*ｚから試料Ｓ内の層分布を知ることができ
る。なお、ここでは試料Ｓ及び参照鏡７からの反射光の
干渉信号について説明したが、試料Ｓ及び参照鏡７から
の散乱光についても同様に、それらの干渉信号から試料
Ｓ内の層分布を知ることができる。
【０００４】このＯＣＭ計測において、試料Ｓの深さ方
向の計測可能領域は、超音波断層映像法が試料表面から
深さ９０〜１５０μｍ以上であり、それより浅い領域は
測定できないのに対し、ＯＣＭの計測装置によると試料
表面からの深さ２５μｍ程度から深さ数１００μｍまで
の広い領域が測定可能となる。
向の計測可能領域は、超音波断層映像法が試料表面から
深さ９０〜１５０μｍ以上であり、それより浅い領域は
測定できないのに対し、ＯＣＭの計測装置によると試料
表面からの深さ２５μｍ程度から深さ数１００μｍまで
の広い領域が測定可能となる。
【０００５】また、ＯＣＭの計測装置において、ある干
渉信号が観察された場合に、深さ方向ｚの増大に伴う干
渉信号の強度の減衰の程度は、その干渉信号が基づく層
の光散乱強度に依存し、その層の光散乱強度が強いほど
干渉信号は急激に減衰する。したがって、干渉信号のピ
ーク形状から、試料Ｓ内部の層の光散乱強度も知ること
ができる。
渉信号が観察された場合に、深さ方向ｚの増大に伴う干
渉信号の強度の減衰の程度は、その干渉信号が基づく層
の光散乱強度に依存し、その層の光散乱強度が強いほど
干渉信号は急激に減衰する。したがって、干渉信号のピ
ーク形状から、試料Ｓ内部の層の光散乱強度も知ること
ができる。
【０００６】例えば、図１９（ａ）に示すように、試料
Ｓがその表層から光散乱強度の低い媒体層Ｓ-1及び光散
乱強度の高い媒体層Ｓ-2が順次積層されている層構造を
有する場合、分析器８で計測される干渉信号の光学的深
さｎ*ｚと、その強度のプロファイルは、理論的には同
図（ｂ）に示すように２つのピークｐ1 ，ｐ2 となる。
図中、干渉信号の強度は、−１０ Log10 (Ｒ-1）で定義
される光散乱強度（dB）である（但し、式中Ｒは、屈折
率がそれぞれｎ1 ，ｎ2 の媒体Ｎ1 、Ｎ2 を、光が媒体
Ｎ1 側から媒体Ｎ2 側へ入射した場合の、媒体Ｎ1 、Ｎ
2 の境界での反射率を表す。ここで反射係数をρとする
と、反射率Ｒ＝ρ2 である。なお、反射係数ρ＝（ｎ1
−ｎ2 ）／（ｎ1 ＋ｎ2 ）である）。
Ｓがその表層から光散乱強度の低い媒体層Ｓ-1及び光散
乱強度の高い媒体層Ｓ-2が順次積層されている層構造を
有する場合、分析器８で計測される干渉信号の光学的深
さｎ*ｚと、その強度のプロファイルは、理論的には同
図（ｂ）に示すように２つのピークｐ1 ，ｐ2 となる。
図中、干渉信号の強度は、−１０ Log10 (Ｒ-1）で定義
される光散乱強度（dB）である（但し、式中Ｒは、屈折
率がそれぞれｎ1 ，ｎ2 の媒体Ｎ1 、Ｎ2 を、光が媒体
Ｎ1 側から媒体Ｎ2 側へ入射した場合の、媒体Ｎ1 、Ｎ
2 の境界での反射率を表す。ここで反射係数をρとする
と、反射率Ｒ＝ρ2 である。なお、反射係数ρ＝（ｎ1
−ｎ2 ）／（ｎ1 ＋ｎ2 ）である）。
【０００７】すなわち、プローブ５と光散乱強度の低い
媒体層Ｓ-1との界面反射により、光学的深さｎ*ｚ1 に
おいて比較的小さいピークｐ1 が観測され、このピーク
ｐ1の光散乱強度は光の進行に伴い緩やかに減衰する。
さらに光が深く進行すると、光散乱強度の低い媒体層Ｓ
-1と光散乱強度の高い媒体層Ｓ-2との界面反射により、
光学的深さｎ*ｚ2 において比較的大きいピークｐ2 が
観測され、このピークｐ2 の光散乱強度は光の進行に伴
い急激に減少する。
媒体層Ｓ-1との界面反射により、光学的深さｎ*ｚ1 に
おいて比較的小さいピークｐ1 が観測され、このピーク
ｐ1の光散乱強度は光の進行に伴い緩やかに減衰する。
さらに光が深く進行すると、光散乱強度の低い媒体層Ｓ
-1と光散乱強度の高い媒体層Ｓ-2との界面反射により、
光学的深さｎ*ｚ2 において比較的大きいピークｐ2 が
観測され、このピークｐ2 の光散乱強度は光の進行に伴
い急激に減少する。
【０００８】このように、干渉信号の発生する光学的深
さとそのピークの形状は試料の層構造及び各層の光散乱
能と密接に関連している。したがって、干渉信号のピー
ク位置から試料Ｓ内部の各層の深さの情報を得、またピ
ーク形状から、試料Ｓ内部の各層の光散乱強度の情報を
得ることができる。
さとそのピークの形状は試料の層構造及び各層の光散乱
能と密接に関連している。したがって、干渉信号のピー
ク位置から試料Ｓ内部の各層の深さの情報を得、またピ
ーク形状から、試料Ｓ内部の各層の光散乱強度の情報を
得ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＯＣＭ
によれば、試料内部からの反射光あるいは散乱光を検出
することにより試料の層構造を計測し、さらに試料内部
の各層の光散乱能を無侵襲で計測することができる。そ
こで、ＯＣＭは、これまでに光ファイバーやコネクタ等
の光学部品の設計、製造、検査等に利用されている。そ
して今後、さらに種々の用途、例えば、皮膚表層の表皮
や真皮等の層構造の解析や、皮膚表面の化粧料塗膜の光
学的性質と質感ないし透明感といった化粧効果との関係
の解析などにも利用することが期待される。
によれば、試料内部からの反射光あるいは散乱光を検出
することにより試料の層構造を計測し、さらに試料内部
の各層の光散乱能を無侵襲で計測することができる。そ
こで、ＯＣＭは、これまでに光ファイバーやコネクタ等
の光学部品の設計、製造、検査等に利用されている。そ
して今後、さらに種々の用途、例えば、皮膚表層の表皮
や真皮等の層構造の解析や、皮膚表面の化粧料塗膜の光
学的性質と質感ないし透明感といった化粧効果との関係
の解析などにも利用することが期待される。
【００１０】しかしながら、これまでのＯＣＭの計測装
置を用いて皮膚表層の層状微細構造を計測しようとして
も、皮膚表面には皮溝、毛、毛穴、汗穴等があるため、
プローブを皮膚表面に密着させることができず、皮膚表
面とプローブとの間に空気層が入り、観測データに悪影
響が及ぼされるという問題があった。
置を用いて皮膚表層の層状微細構造を計測しようとして
も、皮膚表面には皮溝、毛、毛穴、汗穴等があるため、
プローブを皮膚表面に密着させることができず、皮膚表
面とプローブとの間に空気層が入り、観測データに悪影
響が及ぼされるという問題があった。
【００１１】また、皮膚表面には皮溝、毛、毛穴、汗穴
等があるため、プローブをあてる位置によって、得られ
るデータが大きく異なり、皮膚の表層状態を把握するた
めには特定点のみの観測データだけではなく、ある領域
を観測対象として３次元的な解析を行うことが必要とな
るが、従来のＯＣＭの計測装置では特定点のみの観測デ
ータを得ることはできても、ある領域の観測データを正
確に得るためには測定者が手作業で、ある領域内に複数
の観測点を設定しなくてはならず、正確なデータを得る
ことができないという問題があった。
等があるため、プローブをあてる位置によって、得られ
るデータが大きく異なり、皮膚の表層状態を把握するた
めには特定点のみの観測データだけではなく、ある領域
を観測対象として３次元的な解析を行うことが必要とな
るが、従来のＯＣＭの計測装置では特定点のみの観測デ
ータを得ることはできても、ある領域の観測データを正
確に得るためには測定者が手作業で、ある領域内に複数
の観測点を設定しなくてはならず、正確なデータを得る
ことができないという問題があった。
【００１２】さらに、皮膚の表層状態は経時的に変化す
るが、この経時的変化を観測するためには皮膚表面の同
一点に繰り返しプローブを当て計測することが必要とな
る。しかしながら、従来の計測装置では生体の皮膚を観
測対象とする場合に、皮膚表面の同一点に正確にプロー
ブを繰り返し当てることも容易でなく、得られるデータ
の信頼性を高めることができなかった。
るが、この経時的変化を観測するためには皮膚表面の同
一点に繰り返しプローブを当て計測することが必要とな
る。しかしながら、従来の計測装置では生体の皮膚を観
測対象とする場合に、皮膚表面の同一点に正確にプロー
ブを繰り返し当てることも容易でなく、得られるデータ
の信頼性を高めることができなかった。
【００１３】本発明は以上のような従来技術の課題を解
決しようとするものであり、ＯＣＭにより試料の層状微
細構造を計測するにあたり、第１に、試料表面が皮膚表
面のように不均一で非平滑であってもプローブを試料に
密着させ、観測データを正確に得られるようにするこ
と、第２に、試料の特定点を繰り返し容易に計測できる
ようにし、試料の層状微細構造の経時的変化を追跡でき
るようにすること、第３に、試料の計測点をその試料表
面にそって走査し、３次元的な解析も行えるようにする
こと、これにより皮膚表面も含めて種々の試料の層状微
細構造を正確に解析できるようにすることを目的とす
る。
決しようとするものであり、ＯＣＭにより試料の層状微
細構造を計測するにあたり、第１に、試料表面が皮膚表
面のように不均一で非平滑であってもプローブを試料に
密着させ、観測データを正確に得られるようにするこ
と、第２に、試料の特定点を繰り返し容易に計測できる
ようにし、試料の層状微細構造の経時的変化を追跡でき
るようにすること、第３に、試料の計測点をその試料表
面にそって走査し、３次元的な解析も行えるようにする
こと、これにより皮膚表面も含めて種々の試料の層状微
細構造を正確に解析できるようにすることを目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、試料に低コ
ヒーレンス光を入射させるプローブとして、信号の伝送
に本来的な関わりを持たない外装を除去して細径にした
光ファイバーを使用することにより、その光ファイバー
の端面の試料との間に不要な空気層が入ることを防止で
き、プローブと試料との密着性を高められること、ま
た、押圧部材を用いてプローブを試料へ押しつけたり、
あるいはプローブの先端部と試料とを覆うようにキャッ
プを被せ、その内部を吸引することによりプローブが試
料へ押しつけられるようにしたり、プローブの先端面と
試料との間にフィルムやジェルを介在させたりしても双
方の密着性を高められることを見出し、プローブと試料
との密着性の向上技術に関する一連の本発明を完成させ
るに至った。
ヒーレンス光を入射させるプローブとして、信号の伝送
に本来的な関わりを持たない外装を除去して細径にした
光ファイバーを使用することにより、その光ファイバー
の端面の試料との間に不要な空気層が入ることを防止で
き、プローブと試料との密着性を高められること、ま
た、押圧部材を用いてプローブを試料へ押しつけたり、
あるいはプローブの先端部と試料とを覆うようにキャッ
プを被せ、その内部を吸引することによりプローブが試
料へ押しつけられるようにしたり、プローブの先端面と
試料との間にフィルムやジェルを介在させたりしても双
方の密着性を高められることを見出し、プローブと試料
との密着性の向上技術に関する一連の本発明を完成させ
るに至った。
【００１５】また、試料の経時的変化を追跡できるよう
に特定点を繰り返し正確に計測できるようにすること、
あるいは特定点のみの観測データだけではなく、ある領
域を観測対象として３次元的な解析を行えるようにする
ためには、試料は試料台に固定し、プローブは、互いに
垂直なｘ軸及びｙ軸方向に移動可能でかつ、ｘ軸及びｙ
軸方向の任意の位置に固定できる架台に取り付けること
が有効であることを見出し、プローブと試料との位置関
係に関する一連の本発明を完成させるに至った。
に特定点を繰り返し正確に計測できるようにすること、
あるいは特定点のみの観測データだけではなく、ある領
域を観測対象として３次元的な解析を行えるようにする
ためには、試料は試料台に固定し、プローブは、互いに
垂直なｘ軸及びｙ軸方向に移動可能でかつ、ｘ軸及びｙ
軸方向の任意の位置に固定できる架台に取り付けること
が有効であることを見出し、プローブと試料との位置関
係に関する一連の本発明を完成させるに至った。
【００１６】即ち、プローブと試料との密着性の向上技
術に関する発明として、本発明は、低コヒーレンス光を
試料及び参照鏡にそれぞれ入射させ、試料からの反射光
又は散乱光と、参照鏡からの反射光又は散乱光との干渉
信号を計測する低干渉光干渉計測法により試料の層状微
細構造を計測する装置であって、次の (1)〜(3) (1) 試料に低コヒーレンス光を入射させるプローブが光
ファイバーからなり、該プローブの先端部において光フ
ァイバーは外装のない心線になっていること、(2) 試料
に低コヒーレンス光を入射させるプローブをバネ材によ
り試料表面に押し付ける押圧手段が設けられているこ
と、(3) 試料に低コヒーレンス光を入射させるプローブ
の先端部と試料の測定部位とを覆うキャップ、及び該キ
ャップの内部を減圧する吸引手段が設けられているこ
と、の少なくとも１つの特徴を有する計測装置を提供す
る。
術に関する発明として、本発明は、低コヒーレンス光を
試料及び参照鏡にそれぞれ入射させ、試料からの反射光
又は散乱光と、参照鏡からの反射光又は散乱光との干渉
信号を計測する低干渉光干渉計測法により試料の層状微
細構造を計測する装置であって、次の (1)〜(3) (1) 試料に低コヒーレンス光を入射させるプローブが光
ファイバーからなり、該プローブの先端部において光フ
ァイバーは外装のない心線になっていること、(2) 試料
に低コヒーレンス光を入射させるプローブをバネ材によ
り試料表面に押し付ける押圧手段が設けられているこ
と、(3) 試料に低コヒーレンス光を入射させるプローブ
の先端部と試料の測定部位とを覆うキャップ、及び該キ
ャップの内部を減圧する吸引手段が設けられているこ
と、の少なくとも１つの特徴を有する計測装置を提供す
る。
【００１７】また、本発明は、低コヒーレンス光を試料
及び参照鏡にそれぞれ入射させ、試料からの反射光又は
散乱光と、参照鏡からの反射光又は散乱光との干渉信号
を計測する低干渉光干渉計測法により試料の層状微細構
造を計測する方法であって、次の (a)〜(e) (a) 試料に低コヒーレンス光を入射させるプローブとし
て、該プローブの先端部において外装のない心線状の光
ファイバーを使用すること、(b) バネ部材を用いた押圧
手段によりプローブを試料へ押し付けること、(c) プロ
ーブの先端部と試料とを覆うようにキャップを被せ、そ
の内部を吸引することによりプローブが試料へ押しつけ
られるようにすること、(d) プローブの先端面と試料と
の間にフィルムを介在させること、(e) プローブの先端
面と試料との間にジェルを介在させることの少なくとも
一つの特徴を有する計測方法を提供する。
及び参照鏡にそれぞれ入射させ、試料からの反射光又は
散乱光と、参照鏡からの反射光又は散乱光との干渉信号
を計測する低干渉光干渉計測法により試料の層状微細構
造を計測する方法であって、次の (a)〜(e) (a) 試料に低コヒーレンス光を入射させるプローブとし
て、該プローブの先端部において外装のない心線状の光
ファイバーを使用すること、(b) バネ部材を用いた押圧
手段によりプローブを試料へ押し付けること、(c) プロ
ーブの先端部と試料とを覆うようにキャップを被せ、そ
の内部を吸引することによりプローブが試料へ押しつけ
られるようにすること、(d) プローブの先端面と試料と
の間にフィルムを介在させること、(e) プローブの先端
面と試料との間にジェルを介在させることの少なくとも
一つの特徴を有する計測方法を提供する。
【００１８】さらに、プローブと試料との位置関係に関
する発明として、本発明は、低コヒーレンス光を試料及
び参照鏡にそれぞれ入射させ、試料からの反射光又は散
乱光と、参照鏡からの反射光又は散乱光との干渉信号を
計測する低干渉光干渉計測法により試料の層状微細構造
を計測する装置であって、試料を固定する試料台、試料
に密着し、低コヒーレンス光を入射させるプローブを有
し、該プローブが互いに垂直なｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向
に移動可能でかつ、任意の位置に固定できるアームに取
り付けられていることを特徴とする計測装置を提供す
る。
する発明として、本発明は、低コヒーレンス光を試料及
び参照鏡にそれぞれ入射させ、試料からの反射光又は散
乱光と、参照鏡からの反射光又は散乱光との干渉信号を
計測する低干渉光干渉計測法により試料の層状微細構造
を計測する装置であって、試料を固定する試料台、試料
に密着し、低コヒーレンス光を入射させるプローブを有
し、該プローブが互いに垂直なｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向
に移動可能でかつ、任意の位置に固定できるアームに取
り付けられていることを特徴とする計測装置を提供す
る。
【００１９】また、このような計測装置を使用し、次の
(f) 及び(g) (f) 試料表面にそってプローブを２次元的に走査するこ
とにより、試料内の層状微細構造の３次元的解析を行う
こと、(g) 試料上の同一点に繰り返しプローブを当て、
試料内の層状微細構造の経時的変化を追跡することの少
なくとも一方を行うことを特徴とする計測方法を提供す
る。
(f) 及び(g) (f) 試料表面にそってプローブを２次元的に走査するこ
とにより、試料内の層状微細構造の３次元的解析を行う
こと、(g) 試料上の同一点に繰り返しプローブを当て、
試料内の層状微細構造の経時的変化を追跡することの少
なくとも一方を行うことを特徴とする計測方法を提供す
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等
の構成要素を表している。
細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等
の構成要素を表している。
【００２１】ＯＣＭにより試料の層状微細構造を計測す
るにあたり、プローブと試料との密着性を向上させるた
め、即ち、試料表面が皮膚表面のように不均一で非平滑
であってもプローブを試料に密着させ、観測データを正
確に得られるようにするために、試料に低コヒーレンス
光を入射させるプローブとして、その先端部の光ファイ
バーの外装を除去し、心線状態にしたものを使用する。
るにあたり、プローブと試料との密着性を向上させるた
め、即ち、試料表面が皮膚表面のように不均一で非平滑
であってもプローブを試料に密着させ、観測データを正
確に得られるようにするために、試料に低コヒーレンス
光を入射させるプローブとして、その先端部の光ファイ
バーの外装を除去し、心線状態にしたものを使用する。
【００２２】即ち、皮膚を測定試料とする場合に、プロ
ーブ５の先端部の光ファイバーとして、外装を有する通
常の光ファイバーをそのまま使用すると、図２０に示し
たように、信号の伝達に関与するコア部３ａが皮膚Ｓに
密着せず、周囲の外装３Ｙが皮膚に当接し、光ファイバ
ーの先端面３Ｚと皮膚Ｓとの間には空気層９が形成され
ることとなる。
ーブ５の先端部の光ファイバーとして、外装を有する通
常の光ファイバーをそのまま使用すると、図２０に示し
たように、信号の伝達に関与するコア部３ａが皮膚Ｓに
密着せず、周囲の外装３Ｙが皮膚に当接し、光ファイバ
ーの先端面３Ｚと皮膚Ｓとの間には空気層９が形成され
ることとなる。
【００２３】これに対して、プローブ５の先端部を構成
する光ファイバーの外装３Ｙを除去し、心線のみとする
と、このような空気層９の形成を防止することができ
る。
する光ファイバーの外装３Ｙを除去し、心線のみとする
と、このような空気層９の形成を防止することができ
る。
【００２４】より具体的には、例えば、光ファイバー３
として光の伝達ロスの少ない、約９μｍ径の単一モード
ファイバーを使用する場合、図２（ａ）の断面図に示し
たように、その層構成は、中心部からコア部３ａ、クラ
ッド層３ｂ、緩衝層３ｃ及び被覆層（セラミック層）３
ｄからなる心線３Ｘと、テンションメンバ３ｇ及びジャ
ケット３ｈからなる外装３Ｙとからなっている。そこ
で、この光ファイバー３の先端部においては、図２
（ｂ）に示したように、外装３Ｙであるテンションメン
バ３ｇ及びジャケット３ｈを剥がし、心線３Ｘであるコ
ア部３ａ、クラッド層３ｂ、緩衝層３ｃ及び被覆層３ｄ
のみを残し、心線３Ｘが皮膚Ｓに密着するようにする。
として光の伝達ロスの少ない、約９μｍ径の単一モード
ファイバーを使用する場合、図２（ａ）の断面図に示し
たように、その層構成は、中心部からコア部３ａ、クラ
ッド層３ｂ、緩衝層３ｃ及び被覆層（セラミック層）３
ｄからなる心線３Ｘと、テンションメンバ３ｇ及びジャ
ケット３ｈからなる外装３Ｙとからなっている。そこ
で、この光ファイバー３の先端部においては、図２
（ｂ）に示したように、外装３Ｙであるテンションメン
バ３ｇ及びジャケット３ｈを剥がし、心線３Ｘであるコ
ア部３ａ、クラッド層３ｂ、緩衝層３ｃ及び被覆層３ｄ
のみを残し、心線３Ｘが皮膚Ｓに密着するようにする。
【００２５】またこの場合、皮膚Ｓへの心線３Ｘの密着
度を向上させるため、この心線３Ｘの先端面３Ｚは、平
面研磨することが好ましい。
度を向上させるため、この心線３Ｘの先端面３Ｚは、平
面研磨することが好ましい。
【００２６】このようにプローブ５を形成する光ファイ
バー３の先端部について、外装３Ｙを除去し、心線３Ｘ
のみとするに際しては、図３に示すように、さらに、心
線３Ｘの緩衝層３ｃ及び被覆層３ｄの一部を斜めに除去
し、クラッド層３ｂの先端面が外部から観察できるよう
にしてもよい。この場合、心線３Ｘの一部を斜めに除去
する際の角度θは、１°〜８９°が好ましく、５°〜８
５°が特に好ましい。
バー３の先端部について、外装３Ｙを除去し、心線３Ｘ
のみとするに際しては、図３に示すように、さらに、心
線３Ｘの緩衝層３ｃ及び被覆層３ｄの一部を斜めに除去
し、クラッド層３ｂの先端面が外部から観察できるよう
にしてもよい。この場合、心線３Ｘの一部を斜めに除去
する際の角度θは、１°〜８９°が好ましく、５°〜８
５°が特に好ましい。
【００２７】これにより、光源からの光を試料に入射さ
せ、試料からの反射光あるいは散乱光を受光する光ファ
イバーの中心部分を外部観察できるようになるので、試
料の観察部位の位置合わせを容易に行うことが可能とな
る。したがって、皮膚のように表面が不均一で非平滑な
試料を計測する場合に、表面のどのような部位を計測し
ているのかを容易に判別することができ、観測データを
理解する上で有用となる。
せ、試料からの反射光あるいは散乱光を受光する光ファ
イバーの中心部分を外部観察できるようになるので、試
料の観察部位の位置合わせを容易に行うことが可能とな
る。したがって、皮膚のように表面が不均一で非平滑な
試料を計測する場合に、表面のどのような部位を計測し
ているのかを容易に判別することができ、観測データを
理解する上で有用となる。
【００２８】さらに計測位置の確認をより詳細に行える
ようにする場合には、プローブ５が試料表面に当接する
部位を画像に撮り、拡大観察できるようにする撮像装置
を設けることが好ましく、特にこの場合、撮像装置はプ
ローブに一体化させることが好ましい。これにより試料
の計測部位をリアルタイムで観察しつつ、層状微細構造
の計測を行うことができる。
ようにする場合には、プローブ５が試料表面に当接する
部位を画像に撮り、拡大観察できるようにする撮像装置
を設けることが好ましく、特にこの場合、撮像装置はプ
ローブに一体化させることが好ましい。これにより試料
の計測部位をリアルタイムで観察しつつ、層状微細構造
の計測を行うことができる。
【００２９】このような撮像装置としては、例えば、図
４に示した撮像装置２０のように、光ファイバー３の外
装３Ｙを除去し、心線３Ｘのみとしたプローブ５の先端
部に向けて対物レンズ２１を配設し、さらに筒状のリレ
ーレンズ２２、ＣＣＤカメラ２３及びモニター２４を接
続して、モニター２４で試料Ｓの計測部位の拡大画像を
観察できるようにする。この場合、必要に応じて、試料
Ｓの計測部位を照明する小型照明装置２５を設けてもよ
い。
４に示した撮像装置２０のように、光ファイバー３の外
装３Ｙを除去し、心線３Ｘのみとしたプローブ５の先端
部に向けて対物レンズ２１を配設し、さらに筒状のリレ
ーレンズ２２、ＣＣＤカメラ２３及びモニター２４を接
続して、モニター２４で試料Ｓの計測部位の拡大画像を
観察できるようにする。この場合、必要に応じて、試料
Ｓの計測部位を照明する小型照明装置２５を設けてもよ
い。
【００３０】本発明においては、プローブと試料との密
着性を向上させるために、上述のようにプローブ５を形
成する光ファイバー３の先端部において、外装３Ｙを除
去し、心線３Ｘのみとすることが好ましいが、この他、
計測時にプローブ５を試料Ｓを押圧する押圧手段を設け
てもよい。例えば図５に示すように、押圧手段３０とし
ては、プローブ５を試料Ｓへ押しつけるバネ材３１と、
このバネ材の一端の位置を規定し、押圧力を調整するス
トッパー３２を設けることができる。
着性を向上させるために、上述のようにプローブ５を形
成する光ファイバー３の先端部において、外装３Ｙを除
去し、心線３Ｘのみとすることが好ましいが、この他、
計測時にプローブ５を試料Ｓを押圧する押圧手段を設け
てもよい。例えば図５に示すように、押圧手段３０とし
ては、プローブ５を試料Ｓへ押しつけるバネ材３１と、
このバネ材の一端の位置を規定し、押圧力を調整するス
トッパー３２を設けることができる。
【００３１】また、本発明においては、プローブと試料
との密着性を向上させるために、例えば図６に示すよう
に、プローブ５の先端部と試料Ｓの測定部位を含む空間
をキャップ３３で覆い、その内部を減圧する吸引手段３
４を設けてもよい。この吸引手段３４としては、真空ポ
ンプ、アスピレータ等を使用することができる。なお、
この吸引手段を用いてプローブ５と試料Ｓとを密着させ
ると、試料Ｓの種類によってはその表面形状が変化する
場合があるので、この方法は、吸引による表面形状の変
化が起こりにくいものを試料とするか、あるいは吸引に
よる表面形状の変化が問題とならないものを試料とする
場合に用いることが好ましい。
との密着性を向上させるために、例えば図６に示すよう
に、プローブ５の先端部と試料Ｓの測定部位を含む空間
をキャップ３３で覆い、その内部を減圧する吸引手段３
４を設けてもよい。この吸引手段３４としては、真空ポ
ンプ、アスピレータ等を使用することができる。なお、
この吸引手段を用いてプローブ５と試料Ｓとを密着させ
ると、試料Ｓの種類によってはその表面形状が変化する
場合があるので、この方法は、吸引による表面形状の変
化が起こりにくいものを試料とするか、あるいは吸引に
よる表面形状の変化が問題とならないものを試料とする
場合に用いることが好ましい。
【００３２】プローブと試料との密着性を向上させるた
めには、この他、プローブの先端面と試料との間にフィ
ルムを介在させ、このフィルム上からプローブで低コヒ
ーレンス光を試料に入射させ、また試料からの反射光あ
るいは散乱光を受光してもよい。この場合、フィルムの
特性としては、光散乱性のないものが好ましく、具体的
には、例えば、厚さ１〜２０００μｍのポリ塩化ビニリ
デンフィルム（サラン樹脂）、塩化ビニルフィルム等を
使用することができる。なお、このフィルムを使用する
方法も試料の剛性によっては試料の表面形状が変化する
場合がある。このため、この方法も、表面形状の変化が
起こりにくいものを試料とするか、あるいは問題となら
ないものを試料とする場合に用いることが好ましい。
めには、この他、プローブの先端面と試料との間にフィ
ルムを介在させ、このフィルム上からプローブで低コヒ
ーレンス光を試料に入射させ、また試料からの反射光あ
るいは散乱光を受光してもよい。この場合、フィルムの
特性としては、光散乱性のないものが好ましく、具体的
には、例えば、厚さ１〜２０００μｍのポリ塩化ビニリ
デンフィルム（サラン樹脂）、塩化ビニルフィルム等を
使用することができる。なお、このフィルムを使用する
方法も試料の剛性によっては試料の表面形状が変化する
場合がある。このため、この方法も、表面形状の変化が
起こりにくいものを試料とするか、あるいは問題となら
ないものを試料とする場合に用いることが好ましい。
【００３３】プローブと試料との密着性を向上させるた
めには、プローブの先端面と試料との間にジェルを介在
させてもよい。この場合、ジェルとしては、光散乱性が
なく、試料に浸透せず、計測時にたれが生じないよう
に、ある程度の粘度を有するものが好ましい。また、当
該試料の屈折率と同じかもしくは近い屈折率を有するも
のが好ましい。例えば、皮膚を試料とする場合には、ジ
ェルの屈折率ｎ＝１．５±０．１とすることが好まし
い。さらに、皮膚を試料とする場合には、皮膚へ無害の
ものを使用する。具体的には、例えば、ジメチルポリシ
ロキサンからなる低粘度のシリコーンジェル（ＫＦ９６
−５００ｃｓ、信越化学工業（株）製）又はジメチルポ
リシロキサンからなる高粘度のシリコーンジェル（ＫＦ
９６−５０００ｃｓ、信越化学工業（株）製）等を使用
することができる。中でもジメチルポリシロキサンから
なる高粘度のジェルを使用することが好ましい。
めには、プローブの先端面と試料との間にジェルを介在
させてもよい。この場合、ジェルとしては、光散乱性が
なく、試料に浸透せず、計測時にたれが生じないよう
に、ある程度の粘度を有するものが好ましい。また、当
該試料の屈折率と同じかもしくは近い屈折率を有するも
のが好ましい。例えば、皮膚を試料とする場合には、ジ
ェルの屈折率ｎ＝１．５±０．１とすることが好まし
い。さらに、皮膚を試料とする場合には、皮膚へ無害の
ものを使用する。具体的には、例えば、ジメチルポリシ
ロキサンからなる低粘度のシリコーンジェル（ＫＦ９６
−５００ｃｓ、信越化学工業（株）製）又はジメチルポ
リシロキサンからなる高粘度のシリコーンジェル（ＫＦ
９６−５０００ｃｓ、信越化学工業（株）製）等を使用
することができる。中でもジメチルポリシロキサンから
なる高粘度のジェルを使用することが好ましい。
【００３４】一方、本発明において、ＯＣＭにより試料
の層状微細構造を計測するにあたり、試料の経時的変化
を追跡できるように特定点を繰り返し正確に計測できる
ようにするため、あるいは特定点のみの観測データだけ
ではなく、ある領域を観測対象として３次元的な解析を
行えるようにするため、試料を固定する試料台と、試料
に密着し、その試料に低コヒーレンス光を入射させるプ
ローブとを有し、該プローブが互いに垂直なｘ軸、ｙ軸
及びｚ軸方向に移動可能でかつ、任意の位置に固定でき
るアームに取り付けられていることを特徴とする計測装
置を提供する。この場合、試料台が、ｚ軸方向に移動可
能であるようにすることが好ましい。これにより、試料
とプローブとの相対的位置関係をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸につ
いて規定できるので、試料の特定点を繰り返し正確に計
測することも容易となり、試料内の層状微細構造の経時
的変化を追跡することが可能となる。また試料表面にそ
ってプローブを２次元的に走査し、試料内の層状微細構
造の３次元的解析を行うことも可能となる。
の層状微細構造を計測するにあたり、試料の経時的変化
を追跡できるように特定点を繰り返し正確に計測できる
ようにするため、あるいは特定点のみの観測データだけ
ではなく、ある領域を観測対象として３次元的な解析を
行えるようにするため、試料を固定する試料台と、試料
に密着し、その試料に低コヒーレンス光を入射させるプ
ローブとを有し、該プローブが互いに垂直なｘ軸、ｙ軸
及びｚ軸方向に移動可能でかつ、任意の位置に固定でき
るアームに取り付けられていることを特徴とする計測装
置を提供する。この場合、試料台が、ｚ軸方向に移動可
能であるようにすることが好ましい。これにより、試料
とプローブとの相対的位置関係をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸につ
いて規定できるので、試料の特定点を繰り返し正確に計
測することも容易となり、試料内の層状微細構造の経時
的変化を追跡することが可能となる。また試料表面にそ
ってプローブを２次元的に走査し、試料内の層状微細構
造の３次元的解析を行うことも可能となる。
【００３５】このような装置１としては、例えば、図１
に示したように、光学架台４０上に、試料Ｓを固定する
と共にＺ軸方向に移動可能な試料台４１と、ｘ軸、ｙ軸
及びｚ軸方向に移動可能なアーム４２に取り付けたプロ
ーブ５とを設け、このプローブ５を、光源、参照鏡、分
析器が組み込まれているＯＣＭ装置４３と接続すればよ
い。また、ＯＣＭ装置４３には、プローブ５を用いた干
渉信号の計測により得られた、試料Ｓ内の層状微細構造
に関する計測結果を出力するモニター４４やプリンタ４
５を設けることができる。さらに、この光学架台４０上
のアーム４２に取り付けられているプローブ５には、必
要に応じて前述の撮像装置２０を一体化させてもよく、
また、試料とプローブを密着させるための押圧手段等を
設けてもよい。
に示したように、光学架台４０上に、試料Ｓを固定する
と共にＺ軸方向に移動可能な試料台４１と、ｘ軸、ｙ軸
及びｚ軸方向に移動可能なアーム４２に取り付けたプロ
ーブ５とを設け、このプローブ５を、光源、参照鏡、分
析器が組み込まれているＯＣＭ装置４３と接続すればよ
い。また、ＯＣＭ装置４３には、プローブ５を用いた干
渉信号の計測により得られた、試料Ｓ内の層状微細構造
に関する計測結果を出力するモニター４４やプリンタ４
５を設けることができる。さらに、この光学架台４０上
のアーム４２に取り付けられているプローブ５には、必
要に応じて前述の撮像装置２０を一体化させてもよく、
また、試料とプローブを密着させるための押圧手段等を
設けてもよい。
【００３６】以上、説明した本発明の装置を使用し、本
発明の方法にしたがってＯＣＭによる計測を行うと、試
料の層状微細構造を３次元的に解析することが可能とな
り、また、試料の層状微細構造の経時的変化を追跡する
ことも可能となる。さらに、試料としては、従来ＯＣＭ
の計測対象とされていた光学部品等に加えて、表面が不
均一で非平滑な皮膚等も計測対象とし、正確にその内部
の層状微細構造を解析することが可能となる。
発明の方法にしたがってＯＣＭによる計測を行うと、試
料の層状微細構造を３次元的に解析することが可能とな
り、また、試料の層状微細構造の経時的変化を追跡する
ことも可能となる。さらに、試料としては、従来ＯＣＭ
の計測対象とされていた光学部品等に加えて、表面が不
均一で非平滑な皮膚等も計測対象とし、正確にその内部
の層状微細構造を解析することが可能となる。
【００３７】したがって、本発明は、例えば、種々の要
因と、皮膚の角質層と表皮の厚みの変化との関係を調査
し検討する場合や、化粧肌における化粧塗膜の厚みと、
その化粧塗膜が与える質感や透明感といった官能評価特
性との関係との解析に利用することができる。さらに、
図７に示したように、一般に皮膚の表皮Ｓa の厚さや、
表皮Ｓa と真皮Ｓb との界面状態Ｓc の細かさは、皮膚
の健常部と病変部とでは異なるので、本発明によれば、
皮膚の健常度合の評価や、病変部の発見や病変の進行度
の評価も可能となる。
因と、皮膚の角質層と表皮の厚みの変化との関係を調査
し検討する場合や、化粧肌における化粧塗膜の厚みと、
その化粧塗膜が与える質感や透明感といった官能評価特
性との関係との解析に利用することができる。さらに、
図７に示したように、一般に皮膚の表皮Ｓa の厚さや、
表皮Ｓa と真皮Ｓb との界面状態Ｓc の細かさは、皮膚
の健常部と病変部とでは異なるので、本発明によれば、
皮膚の健常度合の評価や、病変部の発見や病変の進行度
の評価も可能となる。
【００３８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【００３９】実施例１、比較例１（プローブの先端形状
と試料との密着性） ３０歳の男性の前腕内側部の皮膚を計測試料とした。
と試料との密着性） ３０歳の男性の前腕内側部の皮膚を計測試料とした。
【００４０】皮膚に低コヒーレンス光を入射させるプロ
ーブを、屈折率ｎ1 ＝１．５の光ファイバーから構成
し、皮膚の屈折率ｎ2 ＝１．４９としたとき、ＯＣＭに
より観測される干渉信号の１次ピークは、理論的には図
８のように約−６５ｄＢと算出される。
ーブを、屈折率ｎ1 ＝１．５の光ファイバーから構成
し、皮膚の屈折率ｎ2 ＝１．４９としたとき、ＯＣＭに
より観測される干渉信号の１次ピークは、理論的には図
８のように約−６５ｄＢと算出される。
【００４１】一方、光学部品の設計、製造用に供されて
いる市販のＯＣＭ装置（横川ヒューレットパッカード社
製）を用いて試料を計測した場合の干渉信号のプロファ
イルを図９に示す（比較例１）。なお、この測定は３回
繰り返し行った。同図から、このＯＣＭ装置から得られ
る干渉信号の１次ピークは約−１５ｄＢであり、予想さ
れる算出値と大きく異なり、このＯＣＭ装置では皮膚内
部の層状微細構造について正確なデータを得られないこ
とがわかる。
いる市販のＯＣＭ装置（横川ヒューレットパッカード社
製）を用いて試料を計測した場合の干渉信号のプロファ
イルを図９に示す（比較例１）。なお、この測定は３回
繰り返し行った。同図から、このＯＣＭ装置から得られ
る干渉信号の１次ピークは約−１５ｄＢであり、予想さ
れる算出値と大きく異なり、このＯＣＭ装置では皮膚内
部の層状微細構造について正確なデータを得られないこ
とがわかる。
【００４２】これに対して、プローブ５として、図２
（ｂ）のように光ファイバーの先端部の外装３Ｙを除去
して心線３Ｘのみとし、さらにその心線３Ｘの端面を平
面研磨したものを用いて、上記比較例１と同様に干渉信
号のプロファイルを求めた（実施例１-a）。この結果を
図１０に示す。また、平面研磨に代えてスーパーＰＣ研
磨を行い、さらに研磨面と試料との間にシリコーンジェ
ルを介在させた場合についても干渉信号のプロファイル
を求めた。この結果を「スーパーＰＣ研磨＋シリコー
ン」として図１０に示す（実施例１-b）。図１０から、
実施例１-aのプローブを使用すると、得られる干渉信号
のプロファイルが図８の理論的プロファイルに大きく近
付き、計測精度が向上することがわかる。また、この平
面研磨した実施例１-aのプローブは、シリコーンジェル
を併用した実施例１-bのプローブと同程度にプローブと
試料との密着性が向上し干渉信号の計測精度が向上して
いることがわかる。
（ｂ）のように光ファイバーの先端部の外装３Ｙを除去
して心線３Ｘのみとし、さらにその心線３Ｘの端面を平
面研磨したものを用いて、上記比較例１と同様に干渉信
号のプロファイルを求めた（実施例１-a）。この結果を
図１０に示す。また、平面研磨に代えてスーパーＰＣ研
磨を行い、さらに研磨面と試料との間にシリコーンジェ
ルを介在させた場合についても干渉信号のプロファイル
を求めた。この結果を「スーパーＰＣ研磨＋シリコー
ン」として図１０に示す（実施例１-b）。図１０から、
実施例１-aのプローブを使用すると、得られる干渉信号
のプロファイルが図８の理論的プロファイルに大きく近
付き、計測精度が向上することがわかる。また、この平
面研磨した実施例１-aのプローブは、シリコーンジェル
を併用した実施例１-bのプローブと同程度にプローブと
試料との密着性が向上し干渉信号の計測精度が向上して
いることがわかる。
【００４３】実施例２（人の皮膚の表皮のＯＣＭによる
光学厚みと実測値との関係） ８２歳の女性の頬f1、１９歳の女性の顎f2、５３歳の女
性の右手甲f3、８２歳の女性の臀部f4、２５歳の男性の
臀部m4、５４歳の男性の額m5、５３歳の男性の背中m6か
ら、それぞれ直径６ｍｍのパンチバイオプシを採取し、
実施例１と同様にしてその表皮の光学厚みを計測した。
この場合、各試料に対して、直径９μｍの測定部位を１
００ポイントとり、それらの平均値をＯＣＭによる表皮
の光学厚みとした。
光学厚みと実測値との関係） ８２歳の女性の頬f1、１９歳の女性の顎f2、５３歳の女
性の右手甲f3、８２歳の女性の臀部f4、２５歳の男性の
臀部m4、５４歳の男性の額m5、５３歳の男性の背中m6か
ら、それぞれ直径６ｍｍのパンチバイオプシを採取し、
実施例１と同様にしてその表皮の光学厚みを計測した。
この場合、各試料に対して、直径９μｍの測定部位を１
００ポイントとり、それらの平均値をＯＣＭによる表皮
の光学厚みとした。
【００４４】一方、各試料を厚さ５μｍごとに連続的に
切断して合計１２０枚の切片を得、その中央部の４０枚
をそれぞれプレパラートに作成した。そして、各プレパ
ラートについて画像を撮り、皮膚表面から基底層に向け
て垂線を１０本ひき、表皮の厚さをスケールにて実測し
た。こうして得た４００本の垂線による表皮の厚みの平
均値を、各試料の表皮の実測値とした。
切断して合計１２０枚の切片を得、その中央部の４０枚
をそれぞれプレパラートに作成した。そして、各プレパ
ラートについて画像を撮り、皮膚表面から基底層に向け
て垂線を１０本ひき、表皮の厚さをスケールにて実測し
た。こうして得た４００本の垂線による表皮の厚みの平
均値を、各試料の表皮の実測値とした。
【００４５】このようにして得たＯＣＭによる表皮の光
学厚みと実測値との関係を図１１に示す。同図から、本
発明による計測値は、実測値と極めて高い相関があり、
本発明によると正確に表皮の厚さを測定できることがわ
かる。
学厚みと実測値との関係を図１１に示す。同図から、本
発明による計測値は、実測値と極めて高い相関があり、
本発明によると正確に表皮の厚さを測定できることがわ
かる。
【００４６】また、図１２、図１３、図１４には、それ
ぞれ男性臀部m4、男性額m5、女性顎f2の試料の１００ポ
イントの計測結果を基に作成した表皮の３次元構造図を
示す。このように本発明によると、３次元微細構造も容
易に把握することができる。
ぞれ男性臀部m4、男性額m5、女性顎f2の試料の１００ポ
イントの計測結果を基に作成した表皮の３次元構造図を
示す。このように本発明によると、３次元微細構造も容
易に把握することができる。
【００４７】実施例３（化粧肌の光散乱特性の評価への
応用） 図１５に示すように、(i) 市販の人工疑似皮膚（Ｓ）
（バイオプレート、（株）ビューラックス製）（同図
（ａ））、(ii)人工疑似皮膚（Ｓ）に市販のミルキーフ
ァンデーション（ＭＦ）とパウダーファンデーション
（ＰＦ）をそれぞれ標準的塗布量よりも多く順次塗り重
ねたもの（rich MF+PF）（同図（ｂ））、(iii) 人工疑
似皮膚（Ｓ）に市販のミルキーファンデーション（Ｍ
Ｆ）とパウダーファンデーション（ＰＦ）をそれぞれ標
準的塗布量よりも少なく順次塗り重ねたもの（poor MF+
PF）（同図（ｃ））の３種を試料とし、実施例１と同様
にそれぞれの干渉信号のプロファイルを得た。この結果
を図１６に示す。
応用） 図１５に示すように、(i) 市販の人工疑似皮膚（Ｓ）
（バイオプレート、（株）ビューラックス製）（同図
（ａ））、(ii)人工疑似皮膚（Ｓ）に市販のミルキーフ
ァンデーション（ＭＦ）とパウダーファンデーション
（ＰＦ）をそれぞれ標準的塗布量よりも多く順次塗り重
ねたもの（rich MF+PF）（同図（ｂ））、(iii) 人工疑
似皮膚（Ｓ）に市販のミルキーファンデーション（Ｍ
Ｆ）とパウダーファンデーション（ＰＦ）をそれぞれ標
準的塗布量よりも少なく順次塗り重ねたもの（poor MF+
PF）（同図（ｃ））の３種を試料とし、実施例１と同様
にそれぞれの干渉信号のプロファイルを得た。この結果
を図１６に示す。
【００４８】図１６から、図１５（ｂ）のように人工疑
似皮膚上にファンデーションを厚く塗布すると、塗布し
たファンデーションのために光が人工疑似皮膚まで進入
せず、人工疑似皮膚のプロファイルからの隔たりが大き
くなり、人工疑似皮膚の情報が得られなくなることがわ
かる。このことは、ファンデーションを厚く塗布すると
ファンデーションのカバー力が高まり、透明感が低下す
ることと対応している。
似皮膚上にファンデーションを厚く塗布すると、塗布し
たファンデーションのために光が人工疑似皮膚まで進入
せず、人工疑似皮膚のプロファイルからの隔たりが大き
くなり、人工疑似皮膚の情報が得られなくなることがわ
かる。このことは、ファンデーションを厚く塗布すると
ファンデーションのカバー力が高まり、透明感が低下す
ることと対応している。
【００４９】一方、図１５（ｃ）のように人工疑似皮膚
上にファンデーションを薄く塗布すると、人工疑似皮膚
からの情報が得られ、透明感の向上と対応していること
がわかる。
上にファンデーションを薄く塗布すると、人工疑似皮膚
からの情報が得られ、透明感の向上と対応していること
がわかる。
【００５０】
【発明の効果】本発明の装置を使用し、本発明の方法に
したがってＯＣＭ計測を行うと、試料の表面が不均一で
非平滑であっても、プローブをその試料に密着させ、正
確な観測データを得ることができる。したがって、皮膚
をはじめとして種々の試料をＯＣＭの計測対象とするこ
とができる。
したがってＯＣＭ計測を行うと、試料の表面が不均一で
非平滑であっても、プローブをその試料に密着させ、正
確な観測データを得ることができる。したがって、皮膚
をはじめとして種々の試料をＯＣＭの計測対象とするこ
とができる。
【００５１】また、本発明によれば、試料の特定点を正
確に容易に繰り返し計測することができるので、試料の
層状微細構造の経時的変化を追跡することが可能とな
る。さらに、本発明によれば、試料の層状微細構造の３
次元的解析も正確に行うことが可能となる。
確に容易に繰り返し計測することができるので、試料の
層状微細構造の経時的変化を追跡することが可能とな
る。さらに、本発明によれば、試料の層状微細構造の３
次元的解析も正確に行うことが可能となる。
【図１】本発明の装置構成図である。
【図２】光ファイバーの断面図（同図（ａ））及び本発
明のプローブとして好適な光ファイバーの先端部形状の
説明図（同図（ｂ））である。
明のプローブとして好適な光ファイバーの先端部形状の
説明図（同図（ｂ））である。
【図３】本発明のプローブとして好適な光ファイバーの
先端部形状の説明図（同図（ｂ））である。
先端部形状の説明図（同図（ｂ））である。
【図４】撮像装置と一体化されているプローブの側面図
である。
である。
【図５】押圧手段を有するプローブの説明図である。
【図６】吸引手段を有するプローブの説明図である。
【図７】健常部と病変部とを有する皮膚の説明図であ
る。
る。
【図８】理論的に算出した皮膚の干渉信号プロファイル
である。
である。
【図９】従来のＯＣＭ計測装置により計測した皮膚の干
渉信号プロファイルである。
渉信号プロファイルである。
【図１０】本発明のＯＣＭ計測装置により計測した皮膚
の干渉信号プロファイルである。
の干渉信号プロファイルである。
【図１１】本発明の方法により得た皮膚の光学厚みと皮
膚の実測値との関係図である。
膚の実測値との関係図である。
【図１２】本発明の方法により得た表皮の３次元構造図
である。
である。
【図１３】本発明の方法により得た表皮の３次元構造図
である。
である。
【図１４】本発明の方法により得た表皮の３次元構造図
である。
である。
【図１５】ＯＣＭの計測試料とした、人工疑似皮膚及び
ファンデーションを塗布した人工疑似皮膚の説明図であ
る。
ファンデーションを塗布した人工疑似皮膚の説明図であ
る。
【図１６】人工疑似皮膚及びファンデーションを塗布し
た人工疑似皮膚の干渉信号プロファイルである。
た人工疑似皮膚の干渉信号プロファイルである。
【図１７】ＯＣＭの計測原理の説明図である。
【図１８】ＯＣＭにより得られる干渉信号のプロファイ
ルの説明図である。
ルの説明図である。
【図１９】光散乱強度の異なる２層を有する試料に対し
て得られる干渉信号のプロファイルの説明図である。
て得られる干渉信号のプロファイルの説明図である。
【図２０】プローブの先端形状と試料との密着性の関係
図である。
図である。
１ ＯＣＭ計測装置
２ 光源
３ 光ファイバー
３Ｘ 心線
３Ｙ 外装
３Ｚ 先端面
４ カプラー
５ プローブ
６ プローブ
７ 参照鏡
８ 分析器
９ 空気層
２０ 撮像装置
２１ 対物レンズ
２３ ＣＣＤカメラ
２４ モニター
２５ 小型照明装置
３０ 押圧手段
３１ バネ材
３２ ストッパー
３３ キャップ
３４ 吸引手段
４０ 光学架台
４１ 試料台
４２ アーム
４３ ＯＣＭ装置
４４ モニター
４５ プリンタ
Ｓ 試料
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭57−40633（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−86745（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−308312（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−5100（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−14936（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−261111（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−87730（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−93403（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 21/00 - 21/01
G01N 21/17 - 21/61
G01J 3/00 - 3/52
A61B 10/00,5/00
ＥＳＰＡＣＥＮＥＴ
実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (4)
- 【請求項１】 低コヒーレンス光を試料及び参照鏡にそ
れぞれ入射させ、試料からの反射光又は散乱光と、参照
鏡からの反射光又は散乱光との干渉信号を計測する低干
渉光干渉計測法により試料の層状微細構造を計測する装
置であって、試料に密着して低コヒーレンス光を入射さ
せるプローブが光ファイバーからなり、該プローブの先
端部において光ファイバーは、単一モードのコア部、ク
ラッド層、緩衝層及び被覆層が積層された心線からな
り、ジャケット及びテンションメンバをもたず、緩衝層
及び被覆層が、部分的に斜めに切除され、クラッド層の
先端面が外部観察可能になっていることを特徴とする計
測装置。 - 【請求項２】 低コヒーレンス光を試料及び参照鏡にそ
れぞれ入射させ、試料からの反射光又は散乱光と、参照
鏡からの反射光又は散乱光との干渉信号を計測する低干
渉光干渉計測法により試料の層状微細構造を計測する装
置であって、試料に密着して低コヒーレンス光を入射さ
せるプローブが光ファイバーからなり、該プローブの先
端部において光ファイバーは外装のない心線になってお
り、プローブが試料に当接する部位を撮像する撮像装置
がプローブと一体化されていることを特徴とする計測装
置。 - 【請求項３】 低コヒーレンス光を試料及び参照鏡にそ
れぞれ入射させ、試料からの反射光又は散乱光と、参照
鏡からの反射光又は散乱光との干渉信号を計測する低干
渉光干渉計測法により試料の層状微細構造を計測する装
置であって、試料を固定する試料台、試料に密着し、低
コヒーレンス光を入射させるプローブを有し、該プロー
ブが互いに垂直なｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向に移動可能で
かつ、任意の位置に固定できるアームに取り付けられて
いる請求項１又は２記載の計測装置。 - 【請求項４】 試料台が、ｘ軸及びｙ軸に垂直なｚ軸方
向に移動可能である請求項３記載の計測装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32791696A JP3414173B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 低干渉光干渉計測法による層状微細構造の計測装置及び計測方法 |
| PCT/JP1997/004124 WO1998022776A1 (fr) | 1996-11-22 | 1997-11-12 | Instrument et procede servant a mesurer une structure lamellaire fine par interferometrie optique a basse interference |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32791696A JP3414173B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 低干渉光干渉計測法による層状微細構造の計測装置及び計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10153550A JPH10153550A (ja) | 1998-06-09 |
| JP3414173B2 true JP3414173B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=18204438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32791696A Expired - Fee Related JP3414173B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 低干渉光干渉計測法による層状微細構造の計測装置及び計測方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3414173B2 (ja) |
| WO (1) | WO1998022776A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012251976A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-20 | Sharp Corp | 検出装置 |
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| JP3660185B2 (ja) * | 2000-02-07 | 2005-06-15 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 断層像形成方法及びそのための装置 |
| JP2003052642A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-25 | Shiseido Co Ltd | 皮膚の表皮−真皮界面の検出装置 |
| KR101303050B1 (ko) * | 2009-07-15 | 2013-09-04 | 주식회사 포스코 | 표면 검사 장치 및 이를 이용한 표면 검사 방법 |
| JP5674396B2 (ja) * | 2010-09-17 | 2015-02-25 | 関西ペイント株式会社 | 複層塗膜の非接触非破壊評価方法及びそれを用いた装置 |
| JP5978599B2 (ja) * | 2011-11-17 | 2016-08-24 | 花王株式会社 | 化粧肌の評価方法 |
| JP6059600B2 (ja) * | 2012-06-18 | 2017-01-11 | 富士フイルム株式会社 | 肌評価装置の作動方法および肌評価装置 |
| JP6078423B2 (ja) * | 2013-06-17 | 2017-02-08 | 花王株式会社 | 塗膜観察方法 |
| JP6325877B2 (ja) * | 2014-04-18 | 2018-05-16 | 株式会社キーエンス | 光学式座標測定装置 |
| CN110953995A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-03 | 北京交通大学 | 一种基于多芯光纤的三维空间坐标定位装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2745870B2 (ja) * | 1991-07-11 | 1998-04-28 | 株式会社島津製作所 | 皮膚分析装置 |
| JP2541197Y2 (ja) * | 1991-12-11 | 1997-07-09 | 横河電機株式会社 | 干渉形状測定器 |
-
1996
- 1996-11-22 JP JP32791696A patent/JP3414173B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-11-12 WO PCT/JP1997/004124 patent/WO1998022776A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012251976A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-20 | Sharp Corp | 検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1998022776A1 (fr) | 1998-05-28 |
| JPH10153550A (ja) | 1998-06-09 |
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