毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法
【課題】人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法を提供することを目的とする。
【解決手段】毛髪を梳かすための櫛型形状部を有する支持体と、前記支持体上に配置され、前記支持体が前記毛髪を梳かす際に生じる振動を電気信号に変換するポリフッ化ビニリデンを圧電変換材とする検出手段と、前記検出手段の発生する信号を出力する出力手段と、を有する毛髪特性測定用センサであることを特徴とする。
【解決手段】毛髪を梳かすための櫛型形状部を有する支持体と、前記支持体上に配置され、前記支持体が前記毛髪を梳かす際に生じる振動を電気信号に変換するポリフッ化ビニリデンを圧電変換材とする検出手段と、前記検出手段の発生する信号を出力する出力手段と、を有する毛髪特性測定用センサであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の毛髪は、頭部の保護を役割とする保護器官であると同時に、美的器官としての役割を果たし、時として、毛色や髪型により人の印象が大きく変わることも少なくない。このため、近年、毛髪ケアに対する意識が高まりつつある。人は、日常的な動作の中で視覚や触覚を通し、又、ブラッシング等のヘアケアを行うことにより、「しなやかさ」、「しっとり感」等の毛髪特性を感じ、毛髪の状態を判断している。しかし、人の五感は敏感に状態を察知することが可能であるが、定量的に表現することが困難であり、評価は人の主観や経験に大きく依存する。
【０００３】
力学的な観点から見ると、一般に毛髪などの生体組織は材料的にも形状的にも非線形で異方性を有するためその状態を計測することは困難である。又、年齢や性別、生活様式、外的要因等により種々に変化するため、その取り扱いは容易ではない。そのため、毛髪特性の客観的評価法の確立が切に望まれており、従来から、毛髪特性評価のための様々な評価方法、評価装置、評価システムが提案されている。
【０００４】
例えば、毛髪を梳かす櫛またはブラシのその歯部を支持する部分である背部の略中央の位置に、マイクロホンを前記歯部に突出しないように固定したマイクロホン付き櫛またはブラシと、このマイクロホン付き櫛またはブラシを用いて毛髪を梳かす際に入力される櫛通し音の信号を受け、この櫛通し音の信号を増幅して音として出力し、かつ／又は、この櫛通し音を周波数解析し、解析結果から得られる特定周波数範囲を含む音量の平均値又は周波数特性の所定帯域における積分値に基づく表示をして、毛髪の滑らかさを評価可能とした評価装置とを備え、低コストで簡単かつ実用的に毛髪の損傷状態及び毛髪化粧料による毛髪の修復状態を評価できる毛髪評価システム（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
毛髪を梳かすことによって発生する振動を感知する振動センサが備えられた櫛またはブラシと、毛髪の滑らかさを評価する評価装置とを備え、評価装置は、振動センサが感知することにより入力された前記振動の信号を受けて前記振動の周波数を解析する周波数解析部と、周波数解析部により求められた解析結果から特定周波数範囲を含む振動量の平均値又は周波数特性の所定帯域における積分値を演算する演算部と、演算部により演算された前記平均値又は前記積分値に基づいて毛髪の滑らかさを評価する評価部と、評価部による評価結果の表示をする表示手段とを備え、毛髪の損傷状態及び毛髪化粧料による毛髪の修復状態を音の影響を受けることなく評価できる、信頼性に優れた高感度な毛髪評価システム（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
毛髪の摺動音を検出する毛髪センサが、毛髪を擦る摺動子と本体ハウジングを有し、本体ハウジングはその内部にマイクロホンを備え、摺動子による摺動音が振動板を介してマイクロホンへ伝わると共に、振動板以外からマイクロホンへ伝わる振動が減衰するように、摺動子及び振動板が配置することにより、毛髪の摺動音を検出し、増幅して音声出力するにあたり、外来ノイズの混入を極力抑えることのできる、毛髪の表面性状や、毛髪の損傷程度を評価するための装置（例えば、特許文献３参照）等である。
【特許文献１】特開２００２−３２８１１７号公報
【特許文献２】特開２００４−３５１８１１号公報
【特許文献３】特開２００６−１３２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来から提案されている毛髪特性の評価方法、評価装置、評価システムにおいては、表面摩擦、断面性状、曲げ強さ、光沢、ねじり強さ、引っ張り特性等の、人の毛髪特性評価に有効であると考えられる特性と、人の毛髪に対する感性量との関係は十分に対応してなく、例えば、「ハリ・コシが出た」、「櫛通りがよい」等の人が毛髪に対し得る感覚の客観的評価は実現されていないという問題があった。
【０００８】
例えば、特許文献１及び２においては、「毛髪の滑らかさ」の評価についてのみ開示されており、「毛髪の滑らかさ」以外の、例えば、「ハリ・コシが出た」等の人が毛髪に対し得る感覚の客観的評価は実現されていない。又、特許文献３に記載された発明は、毛髪の損傷状態を評価する際のノイズを低減することを目的とするものであり、例えば、「ハリ・コシが出た」等の人が毛髪に対し得る感覚の客観的評価は実現されていない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、第１の発明は、毛髪を梳かすための櫛型形状部を有する支持体と、前記支持体上に配置され、前記支持体が前記毛髪を梳かす際に生じる振動を電気信号に変換するポリフッ化ビニリデンを圧電変換材とする検出手段と、前記検出手段の発生する信号を出力する出力手段と、を有する毛髪特性測定用センサであることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明に係る毛髪特性測定用センサにおいて、前記検出手段を覆うように配置され、外部ノイズの影響を低減するノイズ低減材を有することを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る毛髪特性測定用センサと、前記毛髪特性測定用センサの出力手段から出力される信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段で処理された信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する評価手段と、を有する毛髪特性評価装置であることを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明に係る毛髪特性評価装置において、前記信号処理手段は、前記出力手段から出力される信号の分散値を算出する分散値算出手段、及び／又は、前記出力手段から出力される信号の所定の周波数範囲の周波数成分を解析する周波数解析手段を有することを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明に係る毛髪特性評価装置において、前記周波数解析手段は、前記出力手段から出力される信号を解析し、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和を算出することを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明に係る毛髪特性評価装置において、前記所定の周波数範囲は、０〜６００Ｈｚの周波数を含むことを特徴とする。
【００１６】
第７の発明は、第５又は第６の発明に係る毛髪特性評価装置において、前記評価手段は、前記分散値、及び／又は、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価することを特徴とする。
【００１７】
第８の発明は、第１又は第２の発明に係る毛髪特性測定用センサの出力手段から出力される信号を、信号処理手段に入力する入力ステップと、前記入力ステップで入力される信号を、前記信号処理手段で処理する信号処理ステップと、前記信号処理ステップで処理される信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する評価ステップと、を有する毛髪特性評価方法であることを特徴とする。
【００１８】
第９の発明は、第８の発明に係る毛髪特性評価方法において、前記信号処理ステップは、前記入力ステップで入力される信号の分散値を算出する分散値算出ステップ、及び／又は、前記入力ステップで入力される信号の所定の周波数範囲の周波数成分を解析する周波数解析ステップを有することを特徴とする。
【００１９】
第１０の発明は、第９の発明に係る毛髪特性評価方法において、前記周波数解析ステップは、前記入力ステップで入力される信号を解析し、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和を算出する総和算出ステップを有することを特徴とする。
【００２０】
第１１の発明は、第１０の発明に係る毛髪特性評価方法において、前記所定の周波数範囲は、０〜６００Ｈｚの周波数を含むことを特徴とする。
【００２１】
第１２の発明は、第１０又は第１１の発明に係る毛髪特性評価方法において、前記評価ステップは、前記分散値、及び／又は、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００２４】
本発明は、圧電体の一つであり、セラミック等の他の圧電体に比べ非常に柔軟な機械的特性を有し、加工が容易であり高感度かつ広い周波数応答を示すことを特徴とするＰＶＤＦ（Polyvinylidene Fluoride、ポリフッ化ビニリデン）フィルムの特性を利用して、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる櫛型の毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法を実現するものである。
【００２５】
本発明の発明者らは、既にＰＶＤＦフィルムの特性を利用した毛髪性状計測装置を実現し、例えば、特許文献「特開２００７−２５２６５７」に開示しているが、本発明は、開示された毛髪性状計測装置を改良するものである。本発明に係る毛髪特性測定用センサは、開示された毛髪性状計測装置と比較して、小型で携帯性に優れ、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価する官能評価が可能であるとともに、「毛髪を梳かす」という実動作に近い操作により評価データが取得できることにより、人が毛髪に対し得る感覚の情報の取得（官能評価）と、評価データの取得とを同時に行えることが特徴である。
【００２６】
最初に本発明の概要について説明し、次いで、具体的な実施例について説明する。
【００２７】
図１は、パチニ小体について説明するための図であり、図１（ａ）は、指腹部皮下組織の概要を示す模式図、図１（ｂ）は、触受容器の特性を示す図である。図１（ａ）に示す指腹部皮下組織１０において、１は表皮、２は真皮、３は皮下脂肪組織、４はマイスナー小体、５はパチニ小体、６はメルケル触盤、７はルフィニ終末、８は指紋である。指紋８の幅は、例えば、０．３５ｍｍである。マイスナー小体４、パチニ小体５、メルケル触盤６、ルフィニ終末７は指の触受容器であり、それぞれ、図１（ｂ）に示すような特性を有する。図１（ｂ）において、順応とは持続的に刺激を受けていているときの応答の速さ、領域とは定点刺激に対して興奮する範囲の大小をいう。
【００２８】
図１（ｂ）に示すように、皮膚変位の加速度を検出する感度が高く、微細なテクスチャの知覚認識に関与するパチニ小体５に着目し、パチニ小体５に圧力パルスを印加した場合の応答特性について検討を行った。図２は、パチニ小体５及びＰＶＤＦフィルムに圧力パルスを印加した場合の応答波形を例示する図である。図２（ａ）において、縦軸は圧力の強さ、横軸は時間を示しており、波形１１ａ〜１３ａは印加した圧力パルスである。図２（ｂ）において、縦軸は出力の強さ、横軸は時間を示しており、１１ｂ〜１３ｂは、圧力パルス１１ａ〜１３ａが印加された場合の、パチニ小体５の応答波形である。図２（ｃ）において、縦軸は出力電圧、横軸は時間を示しており、１１ｃは、圧力パルス１１ａが印加された場合の、ＰＶＤＦフィルムの応答波形である。
【００２９】
図２（ｂ）と図２（ｃ）とを比較すると、人の指の触受容器であるパチニ小体５及び圧電体の一つであるＰＶＤＦフィルムに圧力パルスを印加した場合の応答波形が極めて類似していることが確認できる。この結果から、ＰＶＤＦフィルムの特性を利用することにより、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することが可能になると考え、ＰＶＤＦフィルムを受感材とした櫛型の毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法を実現した。毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法について、以下に詳しく説明する。
【００３０】
［毛髪特性測定用センサ］
図３は、本発明に係る毛髪特性測定用センサを例示する図であり、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３を参照するに、本発明に係る毛髪特性測定用センサ２０は、櫛２１と、ＰＶＤＦフィルム２２と、ノイズ低減材２３と、ケーブル２４とを有する。櫛２１は、例えば、毛髪を梳かすための一般的な市販の櫛であり、ＰＶＤＦフィルム２２と、ノイズ低減材２３と、ケーブル２４とを配置するための支持体となる。又、櫛２１中の２１ａは毛髪を梳かすための櫛型形状部、２１ｂは櫛型形状部２１ａを支持する支持部を示している。
【００３１】
櫛２１は、例えば、アクリル樹脂等で作られている。図３（ａ）における櫛２１の縦方向の全長及び櫛型形状部２１ａの縦方向の長さは、例えば、それぞれ４０ｍｍ及び３０ｍｍであり、櫛２１の横方向の全長及び櫛型形状部２１ａの横方向の長さは、例えば、それぞれ１４０ｍｍ及び８０ｍｍであるが、これに限定されるものではない。
【００３２】
ＰＶＤＦフィルム２２は、ポリフッ化ビニリデンを圧電変換材とする検出手段であり、前述のように、セラミック等の他の圧電体に比べ非常に柔軟な機械的特性を有し、加工が容易であり高感度かつ広い周波数応答を示すことを特徴とする。ＰＶＤＦフィルム２２は、櫛２１で毛髪を梳かすときの櫛２１の振動により圧力を受け、受けた圧力に比例する電圧を発生する。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ＰＶＤＦフィルム２２は、支持部２１ｂのほぼ中央に、支持部２１ｂの上部を覆うように配置されている。
【００３３】
なお、図３において、ＰＶＤＦフィルム２２は、櫛２１で毛髪を梳かすときの振動を、櫛２１を介して感知するため、毛髪が直接触れる櫛型形状部２１ａではなく、支持部２１ｂに配置しているが、ＰＶＤＦフィルム２２を、櫛型形状部２１ａの全部又は一部に配置しても構わない。ＰＶＤＦフィルム２２の大きさは、例えば、４１ｍｍ×１６ｍｍとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
ノイズ低減材２３は、ＰＶＤＦフィルム２２を保護すると同時に、外部ノイズの影響を低減するためにＰＶＤＦフィルム２２全体を覆うように配置されている。ノイズ低減材２３は、例えば、Ｃｕ等からなる導電性のテープ等である。又、ノイズ低減材２３は、例えば、本発明に係る毛髪特性測定用センサを用いた評価装置の基準電位であるＧＮＤ（アース）等と同電位とされている。ただし、ノイズ低減材２３は、必須の構成要素ではない。
【００３５】
ケーブル２４は、ＰＶＤＦフィルム２２の発生する信号を本発明に係る毛髪特性測定用センサ２０を用いた評価装置に出力する出力手段であり、櫛２１の上端部に沿って配置されているが、他の部分に配置しても構わない。ケーブル２４は、例えば、Ｃｕ等からなる内部の導電性の線材を、Ｃｕ等からなる金属箔・金属製ブレード(組み紐)等で覆ったケーブル等である。ただし、ケーブル２４は、必須の構成要素ではなく、例えば、毛髪特性測定用センサ２０が、ＰＶＤＦフィルム２２の発生する電圧を出力する出力端子や出力ランド等の出力手段を有し、出力手段と評価装置とを、評価装置側に備えられたケーブル、又は、単独に存在するケーブル等を用いて接続するような構成等としても構わない。
【００３６】
なお、ＰＶＤＦフィルム２２を用いた毛髪特性測定用センサ２０は、特許文献１及び３に記載されているマイクロホンを用いたセンサとは異なり、空気中を伝達してくる振動を感知するものではなく、櫛２１で毛髪を梳かすときの振動を、櫛２１を介して直接感知するため、ノイズの影響を受けにくく、Ｓ／Ｎ比の高い測定が可能であるため、本発明に係る毛髪特性測定用センサ２０に好適である。
【００３７】
又、ＰＶＤＦフィルム２２を用いた毛髪特性測定用センサ２０において、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価するためには、後述するように、０〜６００Ｈｚの周波数範囲の成分が極めて重要である。特許文献２に記載されている櫛型毛髪センサに搭載されている加速度センサＳ１２（Ｐｒｉｍｏ
ｓｔｏｎｅ社製）は、１ＫＨｚ付近にピーク感度を持ち、０〜６００Ｈｚの周波数範囲における感度は、必ずしも高いとはいえない。一方、ＰＶＤＦフィルム２２は、０〜６００Ｈｚの周波数範囲を含む周波数領域でも感度が高いため、本発明に係る毛髪特性測定用センサ２０に好適である。
【００３８】
［毛髪特性測定用センサを用いた評価装置］
図４は、本発明に係る毛髪特性測定用センサを用いた評価装置の概略の構成を例示する図である。同図中、図３と同一部品については、同一符号を付し、その説明は省略する。図４を参照するに、本発明に係る毛髪特性測定用センサを用いた評価装置３０（以下、評価装置３０）は、毛髪特性測定用センサ２０と、トリガ信号生成手段３１と、オシロスコープ３２と、信号処理手段３３と、評価手段３４と、表示手段３５とを有する。又、信号処理手段３３は、分散値算出手段３３ａと、周波数解析手段３３ｂとを有する。
【００３９】
毛髪特性測定用センサ２０のケーブル２４は、オシロスコープ３２と接続されている。オシロスコープ３２は、トリガ信号生成手段３１及び信号処理手段３３と接続されている。信号処理手段３３は、評価手段３４と接続されている。評価手段３４は、表示手段３５と接続されている。
【００４０】
トリガ信号生成手段３１は、所定のトリガ信号を生成し、オシロスコープ３２に入力する。オシロスコープ３２は、トリガ信号生成手段３１から入力されたトリガ信号に基づいて、毛髪特性測定用センサ２０の出力のサンプリングを開始し、毛髪特性測定用センサ２０の出力を所定のサンプリング周波数でサンプリングし、オシロスコープ３２に取り込む。オシロスコープ３２に取り込まれた毛髪特性測定用センサ２０の出力は、信号処理手段３３に入力され解析される。
【００４１】
なお、トリガ信号生成手段３１及びオシロスコープ３２は、必須の構成要素ではなく、例えば、Ａ／Ｄ変換手段により、毛髪特性測定用センサ２０の電圧出力（アナログ信号）を、所定のサンプリング周波数で標本化し、更に量子化することでディジタル信号に変換し、信号処理手段３３に入力するような構成にしても構わない。この際、毛髪特性測定用センサ２０の電圧出力（アナログ信号）を増幅してから標本化等の処理を実行しても良い。
【００４２】
信号処理手段３３中の分散値算出手段３３ａは、毛髪特性測定用センサ２０の出力の分散値を算出する。又、信号処理手段３３中の周波数解析手段３３ｂは、毛髪特性測定用センサ２０の出力の周波数成分を解析する。又、評価手段３４は、信号処理手段３３で処理された信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する。信号処理手段３３及び評価手段３４は、例えば、コンピュータの一機能や、一つ又は複数のＬＳＩ等として実現することができる。
【００４３】
表示手段３５は、信号処理手段３３の解析結果や評価手段３４の評価結果、その他の必要事項を表示する。表示手段３５は、例えば、液晶ディスプレイ等である。なお、表示手段３５は、必須の構成要素ではなく、例えば、表示手段３５に代えて、又は、表示手段３５とともに、解析結果や評価結果等を印刷する印刷手段や、操作方法、解析結果、評価結果等を音声で案内する音声出力手段等を設けても構わない。
【００４４】
［毛髪特性測定用センサを用いた評価方法］
図４に示すように、毛髪特性測定用センサ２０の出力は、所定のサンプリング周波数でサンプリングされ、オシロスコープ３２を経由して、信号処理手段３３に入力され（入力ステップ）、所定の信号処理がなされる（信号処理ステップ）。具体的には、信号処理手段３３に入力された、所定のサンプリング周波数でサンプリングされた毛髪特性測定用センサ２０の出力は、分散値算出手段３３ａに入力され、分散値算出手段３３ａにより、平均値からどれだけバラツキがあるかを評価するための、式（数１）に示す所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊ、及び、サンプル間での振幅の大きさを評価するための、式（数２）に示すサンプルごとの分散平均値ＶＡＲmeanが算出される（分散値算出ステップ）。なお、所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊ及び分散平均値ＶＡＲmeanの２つを含めて分散値ＶＡＲという。
【００４５】
式（数１）に示す所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊは、測定回数ｊ回目の波形の分散値であり、測定回数ｊは、例えば、２〜１０である。計測値の再現性の低さを考慮して、1回目の測定（測定回数１）の計測値は使用しないことが好ましい。又、１．５ｓｅｃ〜２．０ｓｅｃ間（梳き終わり動作時）の計測値の再現性の低さを考慮して、１．５ｓｅｃ〜２．０ｓｅｃ間の計測値を無視し、所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊは、例えば、１．０ｓｅｃ〜１．５ｓｅｃ間（梳き動作の安定時）の計測値を用いて算出される。なお、０．０ｓｅｃ〜１．０ｓｅｃ間は、櫛２１の櫛型形状部２１ａを毛髪サンプルにセットする際の信号が出力されるため計測は行わない。
【００４６】
式（数１）において、ｎは、データ点数（例えば、ｎ＝５０００）、Ｘiは、毛髪特性測定用センサ２０のｉ番目の出力であり、Ｘは平均値である。なお、式（数１）においては、測定回数ｊが２〜１０、ｉが１００００〜１５０００、ｎが５０００である場合を例に説明をするが、これに限定されるものではない。式（数２）に示す分散平均値ＶＡＲmeanは、測定回数がｍである場合の分散平均値である。測定回数ｍは、例えば、１０である。
【００４７】
【数１】
【００４８】
【数２】
又、信号処理手段３３に入力された、所定のサンプリング周波数でサンプリングされた毛髪特性測定用センサ２０の出力は、周波数解析手段３３ｂに入力され、周波数成分の解析が行われる（周波数解析ステップ）。具体的には、周波数解析手段３３ｂにより、式（数３）に示す離散フーリエ変換Ｘs（ｎ）、
【００４９】
【数３】
式（数４）に示すパワースペクトル密度ＰＳＤ、
【００５０】
【数４】
式（数５）に示すＮ番目の線スペクトルｆ（Ｎ）、
【００５１】
【数５】
式（数６）に示すパワースペクトル密度ＰＳＤの周波数ｆ＝０〜ｌＨｚまでの総和ＰＡ（ｌ）が算出される（総和算出ステップ）。
【００５２】
【数６】
ここで、Ｖo（ｋ）は、毛髪特性測定用センサ２０のｋ番目の出力である。又、計算精度及び計算速度向上のため、計測値に対し窓関数の一種であるハミング関数を掛け、２の累乗になるように零挿入を行っている。信号処理手段３３で処理された信号処理結果である分散値及び周波数成分の解析結果は、評価手段３４に入力され、評価手段３４は、信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する（評価ステップ）。信号処理結果や評価結果は、例えば、表示手段３５に表示されたり、印刷手段（図示せず）で印刷される。
【００５３】
以下、図面を参照して、本発明に係る毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法の具体的な実施例の説明を行う。
【００５４】
〈実施例〉
最初に、櫛２１として、アクリル樹脂からなる市販の櫛を用意し、ＰＶＤＦフィルム２２、ノイズ低減材２３及びケーブル２４を配置して、図３に示す毛髪特性測定用センサ２０を作製した。ＰＶＤＦフィルム２２は、東京センサ製のＤＴＩ−０２８Ｋを使用し、ＰＶＤＦフィルム２２の大きさは、４１ｍｍ×１６ｍｍとした。又、ノイズ低減材２３は、Ｃｕからなる導電性のテープを使用した。ケーブル２４は、Ｃｕからなる内部の導線を、Ｃｕからなる金属製ブレード(組み紐)で覆った所謂シールドケーブルを使用した。
【００５５】
次いで、毛髪特性測定用センサ２０のケーブル２４を評価装置３０のオシロスコープ３２に接続し、トリガ信号生成手段３１により生成したトリガ信号をオシロスコープ３２に入力した。オシロスコープ３２は、トリガ信号に基づいて毛髪特性測定用センサ２０の出力のサンプリングを開始し、毛髪特性測定用センサ２０の出力を１０ＫＨｚのサンプリング周波数で取り込み、オシロスコープ３２の出力を信号処理手段３３に入力した。オシロスコープ３２としては、市販のオシロスコープを使用した。信号処理手段３３及び評価手段３４としては、市販のパーソナルコンピュータを使用した。表示手段３５としては、市販の液晶ディスプレイを使用した。
【００５６】
次に、評価用の毛髪サンプルを用意した。図５は、７種類の処理を施した評価用の毛髪サンプルＡ〜Ｇの内容を示す図である。図５（ａ）は、毛髪サンプル４０の外観を示しており、毛髪サンプル４０は、約３０〜４０ｃｍ程度の毛髪、約２０００本を根元の部分で束ねたものである。又、図５（ｂ）は、サンプルＡ〜Ｇに施された処理の内容を示している。
【００５７】
図５に示すように、コンディショナー成分が含まれていないシャンプーＡ及びコンディショナー成分が含まれているシャンプーＢ〜Ｇにより毛髪に処理を施した後、乾燥させた毛髪サンプル４０が用意された。コンディショナー成分が含まれていないシャンプーＡにより処理を施されたサンプルＡは、コンディショナー成分が含まれているシャンプーＢ〜Ｇにより処理を施されたサンプルＢ〜Ｇと比較して、毛髪状態が悪いと考えられる。
【００５８】
図６は、毛髪特性測定用センサ２０により毛髪サンプルＡ〜Ｇを測定する方法を示す図である。同図中、図３〜図５と同一部品については、同一符号を付し、その説明は省略する。図６に示すような方法で、毛髪特性測定用センサ２０により、毛髪サンプルＡ〜Ｇの仕上がり感評価を実施した。具体的には、図６（ａ）に示すように、毛髪特性測定用センサ２０を構成する櫛２１の櫛型形状部２１ａを毛髪サンプルＡ〜Ｇの上部にセットし、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、毛髪特性測定用センサ２０を構成する櫛２１の櫛型形状部２１ａを毛髪サンプルＡ〜Ｇにセットした状態で矢印方向に移動させながら梳かした。この操作を約２秒間で１０回実施した。なお、複数回実施したのは測定のバラツキを吸収するためであり、必ずしも１０回でなくても構わない。
【００５９】
図７は、毛髪特性測定用センサ２０で毛髪サンプルＡ〜Ｇを梳かしたときのＰＶＤＦフィルム２２の出力をオシロスコープ３２を通して表示した電圧波形を示す図である。図７において、縦軸は電圧、横軸は時間を示している。図６に示すような方法で、毛髪特性測定用センサ２０を構成する櫛２１の櫛型形状部２１ａを毛髪サンプルＡ〜Ｇにセットした状態で矢印方向に移動させながら梳かすことにより、櫛２１が毛髪サンプルＡ〜Ｇの毛髪状態に対応して振動し、毛髪特性測定用センサ２０を構成するＰＶＤＦフィルム２２に圧力を及ぼし、ＰＶＤＦフィルム２２は、及ぼされた圧力に比例する電圧を出力する。
【００６０】
ＰＶＤＦフィルム２２の出力をオシロスコープ３２に入力し、オシロスコープ３２は、トリガ信号生成手段３１から入力されたトリガ信号に基づいて、ＰＶＤＦフィルム２２の出力のサンプリングを開始し、ＰＶＤＦフィルム２２の出力を１０ＫＨｚのサンプリング周波数でオシロスコープ３２に取り込み、図７に示すような電圧波形として表示した。
【００６１】
次いで、オシロスコープ３２の出力を信号処理手段３３に入力し、分散値算出手段３３ａにより、式（数１）に示す所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊ及び式（数２）に示すサンプルごとの分散平均値ＶＡＲmeanを算出した。
【００６２】
なお、測定回数ｊは２〜１０とし、計測値の再現性の低さを考慮して、１回目の測定（測定回数１）の計測値は使用しなかった。又、１．５ｓｅｃ〜２．０ｓｅｃ間（梳き終わり動作時）の計測値の再現性の低さを考慮して、１．５ｓｅｃ〜２．０ｓｅｃ間の計測値を無視し、１．０ｓｅｃ〜１．５ｓｅｃ間（梳き動作の安定時）の計測値を用いて算出した。データ点数ｎ＝５０００である。
【００６３】
図８は、分散値算出手段３３ａにより算出されたサンプルごとの分散平均値ＶＡＲmeanを示す図である。図８に示すように、コンディショナー成分が含まれていないシャンプーＡにより処理を施されたサンプルＡと、コンディショナー成分が含まれているシャンプーＢ〜Ｇにより処理を施されたサンプルＢ〜Ｇとでは大きな差が見られ、毛髪特性測定用センサ２０の出力から求めた分散平均値ＶＡＲmeanは、毛髪特性測定に有用なパラメータであることが確認された。なお、分散平均値ＶＡＲmeanは、所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊを平均したものであるから、分散平均値ＶＡＲmean及び所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊが、毛髪特性測定に有用なパラメータであるといってよい。すなわち、所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊ及び分散平均値ＶＡＲmeanの２つを含めた分散値ＶＡＲは、毛髪特性測定に有用なパラメータである。
【００６４】
次いで、周波数解析手段３３ｂにより、式（数４）に示すパワースペクトル密度ＰＳＤ及び式（数６）に示すパワースペクトル密度ＰＳＤの０〜ｌＨｚまでの総和ＰＡ（ｌ）を算出した。なお、周波数解析手段３３ｂにより算出された各サンプルのパワースペクトル密度ＰＳＤを確認したところ、いずれのサンプルも６００Ｈｚ以降の周波数における振幅が微小であったため（図示せず）、パワースペクトル密度ＰＳＤの０〜６００Ｈｚの周波数範囲の成分が重要であると判断し、式（数６）のｌを６００とし、パワースペクトル密度ＰＳＤの０〜６００Ｈｚの周波数範囲の成分の総和ＰＡ（６００）（以下、総和ＰＡ（６００）という）を算出した。
【００６５】
図９は、周波数解析手段３３ｂにより算出された総和ＰＡ（６００）を示す図である。図９に示すように、コンディショナー成分が含まれていないシャンプーＡにより処理を施されたサンプルＡと、コンディショナー成分が含まれているシャンプーＢ〜Ｇにより処理を施されたサンプルＢ〜Ｇとでは大きな差が見られ、毛髪特性測定用センサ２０の出力から求めた総和ＰＡ（６００）は、分散平均値ＶＡＲmeanと同様に、毛髪特性測定に有用なパラメータであることが確認された。
【００６６】
以上のように、分散値ＶＡＲ及び総和ＰＡ（６００）は、毛髪特性測定に有用なパラメータであることが確認されたが、更に、これらの値と、人が毛髪に対し得る感覚（官能評価）との関係について調査した。
【００６７】
図１０は、１２個の感性ワードを示す図であり、官能評価は、２０〜３９歳の女性１７１人を対象に、図５（ｂ）に示すサンプルＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇについて、シャンプー及びコンディショナー使用後の仕上がり時において、図１０に示すような「しとっりした」等の１２個の感性ワードに対し、「そう思う」、「少しそう思う」、「どちらでもない」、「あまりそう思わない」、「そう思わない」の５段階で評価してもらい、「そう思う」、「少しそう思う」と評価した人数の、全体人数に対する割合［％］を評価指標として使用した。以下、各感性ワードについて、「そう思う」、「少しそう思う」と評価した人数の、全体人数に対する割合［％］を、各感性ワードの官能評価結果という。なお、感性ワードとは、人が毛髪に対し得る感覚を言葉で表現したものである。
【００６８】
始めに、官能評価と所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊとの関係について説明する。図１１は、感性ワード「べたつかない」の官能評価結果と所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊとの関係を示す図である。図１１における直線は、サンプルごとの平均値に対する近似直線である。バラツキはあるが、「べたつかない」の値の増加とともに所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊが減少していることがわかる。又、図１２は、各感性ワードと所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊとの相関関係を示す図である。
【００６９】
図１１及び図１２に示すように、感性ワード「べたつかない」の官能評価結果と所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊとの相関係数は−０．８５であり、感性ワード「べたつかない」の官能評価結果と所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊは、高い負の相関関係を示すことが確認された。この結果より、毛髪特性測定用センサ２０の出力から所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊを求めることで、毛髪の「べたつき」を測定できることがわかった。
【００７０】
次いで、官能評価と総和ＰＡ（６００）との関係について説明する。図１３は、感性ワード「ハリ・コシが出た」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。図１４は、感性ワード「指通り・櫛通りがよい」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。図１５は、感性ワード「パサつかない」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。図１６は、感性ワード「ツヤが出る」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。図１３〜図１６における直線は、サンプルごとの平均値に対する近似直線である。バラツキはあるが、感性ワード「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通りがよい」、「パサつかない」、「ツヤが出る」の値の増加とともに総和ＰＡ（６００）が減少していることがわかる。図１７は、各感性ワードと総和ＰＡ（６００）との相関関係を示す図である。
【００７１】
図１３〜図１７に示すように、感性ワード「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通りがよい」、「パサつかない」、「ツヤが出る」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との相関係数は、いずれも−０．８０以下であり、感性ワード「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通りがよい」、「パサつかない」、「ツヤが出る」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）は、高い負の相関関係を示すことが確認された。この結果より、毛髪特性測定用センサ２０の出力から総和ＰＡ（６００）を求めることで、毛髪の「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通りがよい」、「パサつかない」、「ツヤが出る」を測定できることがわかった。
【００７２】
すなわち、本実施例において、信号処理手段３３で処理された信号処理結果である分散値ＶＡＲ、及び／又は、総和ＰＡ（６００）と、人が毛髪に対し得る感覚を言葉で表現したものである各感性ワードとの相関関係を、予め評価手段３４に記憶等させて、評価手段３４に認識させておけば、係る相関関係に基づいて、評価手段３４が毛髪特性測定用センサ２０の出力の信号処理結果（分散値ＶＡＲ、及び／又は、総和ＰＡ（６００））を評価し、例えば「パサつき」の程度等の人が毛髪に対し得る感覚を、それに対応する数値やグラフ等として出力（表示や印刷等）することができる。
【００７３】
このように、本発明に係る毛髪特性測定用センサ２０、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置３０、及び評価方法によれば、人の指の触受容器であるパチニ小体及び圧電体の一つであるＰＶＤＦフィルム２２に圧力パルスを印加した場合の応答波形が極めて類似していることに着目し、係るＰＶＤＦフィルム２２の特性を毛髪特性測定用センサ２０に利用することにより、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる。
【００７４】
又、評価装置３０を構成する信号処理手段３３の分散値算出手段３３ａにより算出された分散値ＶＡＲは、感性ワード「べたつかない」と特に強い相関関係があるため、毛髪特性測定用センサ２０の出力から分散値ＶＡＲを算出することで、毛髪の「べたつき」の客観的な評価を精度よく行うことができる。
【００７５】
又、評価装置３０を構成する信号処理手段３３の、周波数解析手段３３ｂにより算出された総和ＰＡ（６００）は、感性ワード「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通りがよい」、「パサつかない」、「ツヤが出る」と特に強い相関関係があるため、毛髪特性測定用センサ２０の出力から総和ＰＡ（６００）を算出することで、毛髪の「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通り」、「パサつき」、「ツヤ」の客観的な評価を精度よく行うことができる。
【００７６】
又、ＰＶＤＦフィルム２２を櫛２１に配置するように構成することで、「毛髪を梳かす」という実動作に近い操作により評価データを取得することが可能となり、人が毛髪に対し得る感覚の情報の取得（官能評価）と、評価データの取得とを同時に行うことができる。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施の形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７８】
例えば、実施の形態及び実施例において、毛髪特性測定用センサ２０の構成例として、櫛２１にＰＶＤＦフィルム２２を配置する例を示したが、この構成例に限定されるものではなく、例えば、櫛２１の代わりに、ブラシ又は、櫛やブラシと同様の機能を有し、ＰＶＤＦフィルム２２を配置可能な支持部を有するものであれば、どのようなものを用いても構わない。
【００７９】
又、実施の形態及び実施例の図４において、毛髪特性測定用センサ２０、信号処理手段３３、評価手段３４を別々の構成としているが、例えば、信号処理手段３３及び評価手段３４を一つ又は複数のＬＳＩ、マイクロコンピュータ等として実現し、毛髪特性測定用センサ２０の、例えば、櫛２１中の支持部２１ｂに配置し、センサと一体化するような構成にしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】パチニ小体について説明するための図である。
【図２】パチニ小体５及びＰＶＤＦフィルムに圧力パルスを印加した場合の応答波形を例示する図である。
【図３】本発明に係る毛髪特性測定用センサを例示する図である。
【図４】本発明に係る毛髪特性測定用センサを用いた評価装置の概略の構成を例示する図である。
【図５】７種類の処理を施した評価用の毛髪サンプルＡ〜Ｇの内容を示す図である。
【図６】毛髪特性測定用センサ２０により毛髪サンプルＡ〜Ｇを測定する方法を示す図である。
【図７】毛髪特性測定用センサ２０で毛髪サンプルＡ〜Ｇを梳かしたときのＰＶＤＦフィルム２２の出力をオシロスコープ３２を通して表示した電圧波形を示す図である。
【図８】分散値算出手段３３ａにより算出されたサンプルごとの分散平均値ＶＡＲmeanを示す図である。
【図９】周波数解析手段３３ｂにより算出された総和ＰＡ（６００）を示す図である。
【図１０】１２個の感性ワードを示す図である。
【図１１】感性ワード「べたつかない」の官能評価結果と所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊとの関係を示す図である。
【図１２】各感性ワードと分散値ＶＡＲｊとの相関関係を示す図である。
【図１３】感性ワード「ハリ・コシが出た」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。
【図１４】感性ワード「指通り・櫛通りがよい」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。
【図１５】感性ワード「パサつかない」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。
【図１６】感性ワード「ツヤが出る」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。
【図１７】各感性ワードと総和ＰＡ（６００）との相関関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 表皮
２ 真皮
３ 皮下脂肪組織
４ マイスナー小体
５ パチニ小体
６ メルケル触盤
７ ルフィニ終末
８ 指紋
１０ 指腹部皮下組織
１１ａ〜１３ａ 圧力パルス波形
１１ｂ〜１３ｂ 圧力パルス１１ａ〜１３ａが印加された場合の、パチニ小体５の応答波形
１１ｃ 圧力パルス１１ａが印加された場合の、ＰＶＤＦフィルムの応答波形
２０ 毛髪特性測定用センサ
２１ 櫛
２１ａ 櫛型形状部
２１ｂ 櫛型形状部２１ａを支持する支持部
２２ ＰＶＤＦフィルム
２３ ノイズ低減材
２４ ケーブル
３０ 評価装置
３１ トリガ信号生成手段
３２ オシロスコープ
３３ 信号処理手段
３３ａ 分散値算出手段
３３ｂ 周波数解析手段
３４ 評価手段
３５ 表示手段
４０ 毛髪サンプル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の毛髪は、頭部の保護を役割とする保護器官であると同時に、美的器官としての役割を果たし、時として、毛色や髪型により人の印象が大きく変わることも少なくない。このため、近年、毛髪ケアに対する意識が高まりつつある。人は、日常的な動作の中で視覚や触覚を通し、又、ブラッシング等のヘアケアを行うことにより、「しなやかさ」、「しっとり感」等の毛髪特性を感じ、毛髪の状態を判断している。しかし、人の五感は敏感に状態を察知することが可能であるが、定量的に表現することが困難であり、評価は人の主観や経験に大きく依存する。
【０００３】
力学的な観点から見ると、一般に毛髪などの生体組織は材料的にも形状的にも非線形で異方性を有するためその状態を計測することは困難である。又、年齢や性別、生活様式、外的要因等により種々に変化するため、その取り扱いは容易ではない。そのため、毛髪特性の客観的評価法の確立が切に望まれており、従来から、毛髪特性評価のための様々な評価方法、評価装置、評価システムが提案されている。
【０００４】
例えば、毛髪を梳かす櫛またはブラシのその歯部を支持する部分である背部の略中央の位置に、マイクロホンを前記歯部に突出しないように固定したマイクロホン付き櫛またはブラシと、このマイクロホン付き櫛またはブラシを用いて毛髪を梳かす際に入力される櫛通し音の信号を受け、この櫛通し音の信号を増幅して音として出力し、かつ／又は、この櫛通し音を周波数解析し、解析結果から得られる特定周波数範囲を含む音量の平均値又は周波数特性の所定帯域における積分値に基づく表示をして、毛髪の滑らかさを評価可能とした評価装置とを備え、低コストで簡単かつ実用的に毛髪の損傷状態及び毛髪化粧料による毛髪の修復状態を評価できる毛髪評価システム（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
毛髪を梳かすことによって発生する振動を感知する振動センサが備えられた櫛またはブラシと、毛髪の滑らかさを評価する評価装置とを備え、評価装置は、振動センサが感知することにより入力された前記振動の信号を受けて前記振動の周波数を解析する周波数解析部と、周波数解析部により求められた解析結果から特定周波数範囲を含む振動量の平均値又は周波数特性の所定帯域における積分値を演算する演算部と、演算部により演算された前記平均値又は前記積分値に基づいて毛髪の滑らかさを評価する評価部と、評価部による評価結果の表示をする表示手段とを備え、毛髪の損傷状態及び毛髪化粧料による毛髪の修復状態を音の影響を受けることなく評価できる、信頼性に優れた高感度な毛髪評価システム（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
毛髪の摺動音を検出する毛髪センサが、毛髪を擦る摺動子と本体ハウジングを有し、本体ハウジングはその内部にマイクロホンを備え、摺動子による摺動音が振動板を介してマイクロホンへ伝わると共に、振動板以外からマイクロホンへ伝わる振動が減衰するように、摺動子及び振動板が配置することにより、毛髪の摺動音を検出し、増幅して音声出力するにあたり、外来ノイズの混入を極力抑えることのできる、毛髪の表面性状や、毛髪の損傷程度を評価するための装置（例えば、特許文献３参照）等である。
【特許文献１】特開２００２−３２８１１７号公報
【特許文献２】特開２００４−３５１８１１号公報
【特許文献３】特開２００６−１３２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来から提案されている毛髪特性の評価方法、評価装置、評価システムにおいては、表面摩擦、断面性状、曲げ強さ、光沢、ねじり強さ、引っ張り特性等の、人の毛髪特性評価に有効であると考えられる特性と、人の毛髪に対する感性量との関係は十分に対応してなく、例えば、「ハリ・コシが出た」、「櫛通りがよい」等の人が毛髪に対し得る感覚の客観的評価は実現されていないという問題があった。
【０００８】
例えば、特許文献１及び２においては、「毛髪の滑らかさ」の評価についてのみ開示されており、「毛髪の滑らかさ」以外の、例えば、「ハリ・コシが出た」等の人が毛髪に対し得る感覚の客観的評価は実現されていない。又、特許文献３に記載された発明は、毛髪の損傷状態を評価する際のノイズを低減することを目的とするものであり、例えば、「ハリ・コシが出た」等の人が毛髪に対し得る感覚の客観的評価は実現されていない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、第１の発明は、毛髪を梳かすための櫛型形状部を有する支持体と、前記支持体上に配置され、前記支持体が前記毛髪を梳かす際に生じる振動を電気信号に変換するポリフッ化ビニリデンを圧電変換材とする検出手段と、前記検出手段の発生する信号を出力する出力手段と、を有する毛髪特性測定用センサであることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明に係る毛髪特性測定用センサにおいて、前記検出手段を覆うように配置され、外部ノイズの影響を低減するノイズ低減材を有することを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る毛髪特性測定用センサと、前記毛髪特性測定用センサの出力手段から出力される信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段で処理された信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する評価手段と、を有する毛髪特性評価装置であることを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明に係る毛髪特性評価装置において、前記信号処理手段は、前記出力手段から出力される信号の分散値を算出する分散値算出手段、及び／又は、前記出力手段から出力される信号の所定の周波数範囲の周波数成分を解析する周波数解析手段を有することを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明に係る毛髪特性評価装置において、前記周波数解析手段は、前記出力手段から出力される信号を解析し、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和を算出することを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明に係る毛髪特性評価装置において、前記所定の周波数範囲は、０〜６００Ｈｚの周波数を含むことを特徴とする。
【００１６】
第７の発明は、第５又は第６の発明に係る毛髪特性評価装置において、前記評価手段は、前記分散値、及び／又は、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価することを特徴とする。
【００１７】
第８の発明は、第１又は第２の発明に係る毛髪特性測定用センサの出力手段から出力される信号を、信号処理手段に入力する入力ステップと、前記入力ステップで入力される信号を、前記信号処理手段で処理する信号処理ステップと、前記信号処理ステップで処理される信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する評価ステップと、を有する毛髪特性評価方法であることを特徴とする。
【００１８】
第９の発明は、第８の発明に係る毛髪特性評価方法において、前記信号処理ステップは、前記入力ステップで入力される信号の分散値を算出する分散値算出ステップ、及び／又は、前記入力ステップで入力される信号の所定の周波数範囲の周波数成分を解析する周波数解析ステップを有することを特徴とする。
【００１９】
第１０の発明は、第９の発明に係る毛髪特性評価方法において、前記周波数解析ステップは、前記入力ステップで入力される信号を解析し、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和を算出する総和算出ステップを有することを特徴とする。
【００２０】
第１１の発明は、第１０の発明に係る毛髪特性評価方法において、前記所定の周波数範囲は、０〜６００Ｈｚの周波数を含むことを特徴とする。
【００２１】
第１２の発明は、第１０又は第１１の発明に係る毛髪特性評価方法において、前記評価ステップは、前記分散値、及び／又は、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００２４】
本発明は、圧電体の一つであり、セラミック等の他の圧電体に比べ非常に柔軟な機械的特性を有し、加工が容易であり高感度かつ広い周波数応答を示すことを特徴とするＰＶＤＦ（Polyvinylidene Fluoride、ポリフッ化ビニリデン）フィルムの特性を利用して、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる櫛型の毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法を実現するものである。
【００２５】
本発明の発明者らは、既にＰＶＤＦフィルムの特性を利用した毛髪性状計測装置を実現し、例えば、特許文献「特開２００７−２５２６５７」に開示しているが、本発明は、開示された毛髪性状計測装置を改良するものである。本発明に係る毛髪特性測定用センサは、開示された毛髪性状計測装置と比較して、小型で携帯性に優れ、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価する官能評価が可能であるとともに、「毛髪を梳かす」という実動作に近い操作により評価データが取得できることにより、人が毛髪に対し得る感覚の情報の取得（官能評価）と、評価データの取得とを同時に行えることが特徴である。
【００２６】
最初に本発明の概要について説明し、次いで、具体的な実施例について説明する。
【００２７】
図１は、パチニ小体について説明するための図であり、図１（ａ）は、指腹部皮下組織の概要を示す模式図、図１（ｂ）は、触受容器の特性を示す図である。図１（ａ）に示す指腹部皮下組織１０において、１は表皮、２は真皮、３は皮下脂肪組織、４はマイスナー小体、５はパチニ小体、６はメルケル触盤、７はルフィニ終末、８は指紋である。指紋８の幅は、例えば、０．３５ｍｍである。マイスナー小体４、パチニ小体５、メルケル触盤６、ルフィニ終末７は指の触受容器であり、それぞれ、図１（ｂ）に示すような特性を有する。図１（ｂ）において、順応とは持続的に刺激を受けていているときの応答の速さ、領域とは定点刺激に対して興奮する範囲の大小をいう。
【００２８】
図１（ｂ）に示すように、皮膚変位の加速度を検出する感度が高く、微細なテクスチャの知覚認識に関与するパチニ小体５に着目し、パチニ小体５に圧力パルスを印加した場合の応答特性について検討を行った。図２は、パチニ小体５及びＰＶＤＦフィルムに圧力パルスを印加した場合の応答波形を例示する図である。図２（ａ）において、縦軸は圧力の強さ、横軸は時間を示しており、波形１１ａ〜１３ａは印加した圧力パルスである。図２（ｂ）において、縦軸は出力の強さ、横軸は時間を示しており、１１ｂ〜１３ｂは、圧力パルス１１ａ〜１３ａが印加された場合の、パチニ小体５の応答波形である。図２（ｃ）において、縦軸は出力電圧、横軸は時間を示しており、１１ｃは、圧力パルス１１ａが印加された場合の、ＰＶＤＦフィルムの応答波形である。
【００２９】
図２（ｂ）と図２（ｃ）とを比較すると、人の指の触受容器であるパチニ小体５及び圧電体の一つであるＰＶＤＦフィルムに圧力パルスを印加した場合の応答波形が極めて類似していることが確認できる。この結果から、ＰＶＤＦフィルムの特性を利用することにより、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することが可能になると考え、ＰＶＤＦフィルムを受感材とした櫛型の毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法を実現した。毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法について、以下に詳しく説明する。
【００３０】
［毛髪特性測定用センサ］
図３は、本発明に係る毛髪特性測定用センサを例示する図であり、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３を参照するに、本発明に係る毛髪特性測定用センサ２０は、櫛２１と、ＰＶＤＦフィルム２２と、ノイズ低減材２３と、ケーブル２４とを有する。櫛２１は、例えば、毛髪を梳かすための一般的な市販の櫛であり、ＰＶＤＦフィルム２２と、ノイズ低減材２３と、ケーブル２４とを配置するための支持体となる。又、櫛２１中の２１ａは毛髪を梳かすための櫛型形状部、２１ｂは櫛型形状部２１ａを支持する支持部を示している。
【００３１】
櫛２１は、例えば、アクリル樹脂等で作られている。図３（ａ）における櫛２１の縦方向の全長及び櫛型形状部２１ａの縦方向の長さは、例えば、それぞれ４０ｍｍ及び３０ｍｍであり、櫛２１の横方向の全長及び櫛型形状部２１ａの横方向の長さは、例えば、それぞれ１４０ｍｍ及び８０ｍｍであるが、これに限定されるものではない。
【００３２】
ＰＶＤＦフィルム２２は、ポリフッ化ビニリデンを圧電変換材とする検出手段であり、前述のように、セラミック等の他の圧電体に比べ非常に柔軟な機械的特性を有し、加工が容易であり高感度かつ広い周波数応答を示すことを特徴とする。ＰＶＤＦフィルム２２は、櫛２１で毛髪を梳かすときの櫛２１の振動により圧力を受け、受けた圧力に比例する電圧を発生する。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ＰＶＤＦフィルム２２は、支持部２１ｂのほぼ中央に、支持部２１ｂの上部を覆うように配置されている。
【００３３】
なお、図３において、ＰＶＤＦフィルム２２は、櫛２１で毛髪を梳かすときの振動を、櫛２１を介して感知するため、毛髪が直接触れる櫛型形状部２１ａではなく、支持部２１ｂに配置しているが、ＰＶＤＦフィルム２２を、櫛型形状部２１ａの全部又は一部に配置しても構わない。ＰＶＤＦフィルム２２の大きさは、例えば、４１ｍｍ×１６ｍｍとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
ノイズ低減材２３は、ＰＶＤＦフィルム２２を保護すると同時に、外部ノイズの影響を低減するためにＰＶＤＦフィルム２２全体を覆うように配置されている。ノイズ低減材２３は、例えば、Ｃｕ等からなる導電性のテープ等である。又、ノイズ低減材２３は、例えば、本発明に係る毛髪特性測定用センサを用いた評価装置の基準電位であるＧＮＤ（アース）等と同電位とされている。ただし、ノイズ低減材２３は、必須の構成要素ではない。
【００３５】
ケーブル２４は、ＰＶＤＦフィルム２２の発生する信号を本発明に係る毛髪特性測定用センサ２０を用いた評価装置に出力する出力手段であり、櫛２１の上端部に沿って配置されているが、他の部分に配置しても構わない。ケーブル２４は、例えば、Ｃｕ等からなる内部の導電性の線材を、Ｃｕ等からなる金属箔・金属製ブレード(組み紐)等で覆ったケーブル等である。ただし、ケーブル２４は、必須の構成要素ではなく、例えば、毛髪特性測定用センサ２０が、ＰＶＤＦフィルム２２の発生する電圧を出力する出力端子や出力ランド等の出力手段を有し、出力手段と評価装置とを、評価装置側に備えられたケーブル、又は、単独に存在するケーブル等を用いて接続するような構成等としても構わない。
【００３６】
なお、ＰＶＤＦフィルム２２を用いた毛髪特性測定用センサ２０は、特許文献１及び３に記載されているマイクロホンを用いたセンサとは異なり、空気中を伝達してくる振動を感知するものではなく、櫛２１で毛髪を梳かすときの振動を、櫛２１を介して直接感知するため、ノイズの影響を受けにくく、Ｓ／Ｎ比の高い測定が可能であるため、本発明に係る毛髪特性測定用センサ２０に好適である。
【００３７】
又、ＰＶＤＦフィルム２２を用いた毛髪特性測定用センサ２０において、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価するためには、後述するように、０〜６００Ｈｚの周波数範囲の成分が極めて重要である。特許文献２に記載されている櫛型毛髪センサに搭載されている加速度センサＳ１２（Ｐｒｉｍｏ
ｓｔｏｎｅ社製）は、１ＫＨｚ付近にピーク感度を持ち、０〜６００Ｈｚの周波数範囲における感度は、必ずしも高いとはいえない。一方、ＰＶＤＦフィルム２２は、０〜６００Ｈｚの周波数範囲を含む周波数領域でも感度が高いため、本発明に係る毛髪特性測定用センサ２０に好適である。
【００３８】
［毛髪特性測定用センサを用いた評価装置］
図４は、本発明に係る毛髪特性測定用センサを用いた評価装置の概略の構成を例示する図である。同図中、図３と同一部品については、同一符号を付し、その説明は省略する。図４を参照するに、本発明に係る毛髪特性測定用センサを用いた評価装置３０（以下、評価装置３０）は、毛髪特性測定用センサ２０と、トリガ信号生成手段３１と、オシロスコープ３２と、信号処理手段３３と、評価手段３４と、表示手段３５とを有する。又、信号処理手段３３は、分散値算出手段３３ａと、周波数解析手段３３ｂとを有する。
【００３９】
毛髪特性測定用センサ２０のケーブル２４は、オシロスコープ３２と接続されている。オシロスコープ３２は、トリガ信号生成手段３１及び信号処理手段３３と接続されている。信号処理手段３３は、評価手段３４と接続されている。評価手段３４は、表示手段３５と接続されている。
【００４０】
トリガ信号生成手段３１は、所定のトリガ信号を生成し、オシロスコープ３２に入力する。オシロスコープ３２は、トリガ信号生成手段３１から入力されたトリガ信号に基づいて、毛髪特性測定用センサ２０の出力のサンプリングを開始し、毛髪特性測定用センサ２０の出力を所定のサンプリング周波数でサンプリングし、オシロスコープ３２に取り込む。オシロスコープ３２に取り込まれた毛髪特性測定用センサ２０の出力は、信号処理手段３３に入力され解析される。
【００４１】
なお、トリガ信号生成手段３１及びオシロスコープ３２は、必須の構成要素ではなく、例えば、Ａ／Ｄ変換手段により、毛髪特性測定用センサ２０の電圧出力（アナログ信号）を、所定のサンプリング周波数で標本化し、更に量子化することでディジタル信号に変換し、信号処理手段３３に入力するような構成にしても構わない。この際、毛髪特性測定用センサ２０の電圧出力（アナログ信号）を増幅してから標本化等の処理を実行しても良い。
【００４２】
信号処理手段３３中の分散値算出手段３３ａは、毛髪特性測定用センサ２０の出力の分散値を算出する。又、信号処理手段３３中の周波数解析手段３３ｂは、毛髪特性測定用センサ２０の出力の周波数成分を解析する。又、評価手段３４は、信号処理手段３３で処理された信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する。信号処理手段３３及び評価手段３４は、例えば、コンピュータの一機能や、一つ又は複数のＬＳＩ等として実現することができる。
【００４３】
表示手段３５は、信号処理手段３３の解析結果や評価手段３４の評価結果、その他の必要事項を表示する。表示手段３５は、例えば、液晶ディスプレイ等である。なお、表示手段３５は、必須の構成要素ではなく、例えば、表示手段３５に代えて、又は、表示手段３５とともに、解析結果や評価結果等を印刷する印刷手段や、操作方法、解析結果、評価結果等を音声で案内する音声出力手段等を設けても構わない。
【００４４】
［毛髪特性測定用センサを用いた評価方法］
図４に示すように、毛髪特性測定用センサ２０の出力は、所定のサンプリング周波数でサンプリングされ、オシロスコープ３２を経由して、信号処理手段３３に入力され（入力ステップ）、所定の信号処理がなされる（信号処理ステップ）。具体的には、信号処理手段３３に入力された、所定のサンプリング周波数でサンプリングされた毛髪特性測定用センサ２０の出力は、分散値算出手段３３ａに入力され、分散値算出手段３３ａにより、平均値からどれだけバラツキがあるかを評価するための、式（数１）に示す所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊ、及び、サンプル間での振幅の大きさを評価するための、式（数２）に示すサンプルごとの分散平均値ＶＡＲmeanが算出される（分散値算出ステップ）。なお、所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊ及び分散平均値ＶＡＲmeanの２つを含めて分散値ＶＡＲという。
【００４５】
式（数１）に示す所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊは、測定回数ｊ回目の波形の分散値であり、測定回数ｊは、例えば、２〜１０である。計測値の再現性の低さを考慮して、1回目の測定（測定回数１）の計測値は使用しないことが好ましい。又、１．５ｓｅｃ〜２．０ｓｅｃ間（梳き終わり動作時）の計測値の再現性の低さを考慮して、１．５ｓｅｃ〜２．０ｓｅｃ間の計測値を無視し、所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊは、例えば、１．０ｓｅｃ〜１．５ｓｅｃ間（梳き動作の安定時）の計測値を用いて算出される。なお、０．０ｓｅｃ〜１．０ｓｅｃ間は、櫛２１の櫛型形状部２１ａを毛髪サンプルにセットする際の信号が出力されるため計測は行わない。
【００４６】
式（数１）において、ｎは、データ点数（例えば、ｎ＝５０００）、Ｘiは、毛髪特性測定用センサ２０のｉ番目の出力であり、Ｘは平均値である。なお、式（数１）においては、測定回数ｊが２〜１０、ｉが１００００〜１５０００、ｎが５０００である場合を例に説明をするが、これに限定されるものではない。式（数２）に示す分散平均値ＶＡＲmeanは、測定回数がｍである場合の分散平均値である。測定回数ｍは、例えば、１０である。
【００４７】
【数１】
【００４８】
【数２】
又、信号処理手段３３に入力された、所定のサンプリング周波数でサンプリングされた毛髪特性測定用センサ２０の出力は、周波数解析手段３３ｂに入力され、周波数成分の解析が行われる（周波数解析ステップ）。具体的には、周波数解析手段３３ｂにより、式（数３）に示す離散フーリエ変換Ｘs（ｎ）、
【００４９】
【数３】
式（数４）に示すパワースペクトル密度ＰＳＤ、
【００５０】
【数４】
式（数５）に示すＮ番目の線スペクトルｆ（Ｎ）、
【００５１】
【数５】
式（数６）に示すパワースペクトル密度ＰＳＤの周波数ｆ＝０〜ｌＨｚまでの総和ＰＡ（ｌ）が算出される（総和算出ステップ）。
【００５２】
【数６】
ここで、Ｖo（ｋ）は、毛髪特性測定用センサ２０のｋ番目の出力である。又、計算精度及び計算速度向上のため、計測値に対し窓関数の一種であるハミング関数を掛け、２の累乗になるように零挿入を行っている。信号処理手段３３で処理された信号処理結果である分散値及び周波数成分の解析結果は、評価手段３４に入力され、評価手段３４は、信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する（評価ステップ）。信号処理結果や評価結果は、例えば、表示手段３５に表示されたり、印刷手段（図示せず）で印刷される。
【００５３】
以下、図面を参照して、本発明に係る毛髪特性測定用センサ、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置、及び評価方法の具体的な実施例の説明を行う。
【００５４】
〈実施例〉
最初に、櫛２１として、アクリル樹脂からなる市販の櫛を用意し、ＰＶＤＦフィルム２２、ノイズ低減材２３及びケーブル２４を配置して、図３に示す毛髪特性測定用センサ２０を作製した。ＰＶＤＦフィルム２２は、東京センサ製のＤＴＩ−０２８Ｋを使用し、ＰＶＤＦフィルム２２の大きさは、４１ｍｍ×１６ｍｍとした。又、ノイズ低減材２３は、Ｃｕからなる導電性のテープを使用した。ケーブル２４は、Ｃｕからなる内部の導線を、Ｃｕからなる金属製ブレード(組み紐)で覆った所謂シールドケーブルを使用した。
【００５５】
次いで、毛髪特性測定用センサ２０のケーブル２４を評価装置３０のオシロスコープ３２に接続し、トリガ信号生成手段３１により生成したトリガ信号をオシロスコープ３２に入力した。オシロスコープ３２は、トリガ信号に基づいて毛髪特性測定用センサ２０の出力のサンプリングを開始し、毛髪特性測定用センサ２０の出力を１０ＫＨｚのサンプリング周波数で取り込み、オシロスコープ３２の出力を信号処理手段３３に入力した。オシロスコープ３２としては、市販のオシロスコープを使用した。信号処理手段３３及び評価手段３４としては、市販のパーソナルコンピュータを使用した。表示手段３５としては、市販の液晶ディスプレイを使用した。
【００５６】
次に、評価用の毛髪サンプルを用意した。図５は、７種類の処理を施した評価用の毛髪サンプルＡ〜Ｇの内容を示す図である。図５（ａ）は、毛髪サンプル４０の外観を示しており、毛髪サンプル４０は、約３０〜４０ｃｍ程度の毛髪、約２０００本を根元の部分で束ねたものである。又、図５（ｂ）は、サンプルＡ〜Ｇに施された処理の内容を示している。
【００５７】
図５に示すように、コンディショナー成分が含まれていないシャンプーＡ及びコンディショナー成分が含まれているシャンプーＢ〜Ｇにより毛髪に処理を施した後、乾燥させた毛髪サンプル４０が用意された。コンディショナー成分が含まれていないシャンプーＡにより処理を施されたサンプルＡは、コンディショナー成分が含まれているシャンプーＢ〜Ｇにより処理を施されたサンプルＢ〜Ｇと比較して、毛髪状態が悪いと考えられる。
【００５８】
図６は、毛髪特性測定用センサ２０により毛髪サンプルＡ〜Ｇを測定する方法を示す図である。同図中、図３〜図５と同一部品については、同一符号を付し、その説明は省略する。図６に示すような方法で、毛髪特性測定用センサ２０により、毛髪サンプルＡ〜Ｇの仕上がり感評価を実施した。具体的には、図６（ａ）に示すように、毛髪特性測定用センサ２０を構成する櫛２１の櫛型形状部２１ａを毛髪サンプルＡ〜Ｇの上部にセットし、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、毛髪特性測定用センサ２０を構成する櫛２１の櫛型形状部２１ａを毛髪サンプルＡ〜Ｇにセットした状態で矢印方向に移動させながら梳かした。この操作を約２秒間で１０回実施した。なお、複数回実施したのは測定のバラツキを吸収するためであり、必ずしも１０回でなくても構わない。
【００５９】
図７は、毛髪特性測定用センサ２０で毛髪サンプルＡ〜Ｇを梳かしたときのＰＶＤＦフィルム２２の出力をオシロスコープ３２を通して表示した電圧波形を示す図である。図７において、縦軸は電圧、横軸は時間を示している。図６に示すような方法で、毛髪特性測定用センサ２０を構成する櫛２１の櫛型形状部２１ａを毛髪サンプルＡ〜Ｇにセットした状態で矢印方向に移動させながら梳かすことにより、櫛２１が毛髪サンプルＡ〜Ｇの毛髪状態に対応して振動し、毛髪特性測定用センサ２０を構成するＰＶＤＦフィルム２２に圧力を及ぼし、ＰＶＤＦフィルム２２は、及ぼされた圧力に比例する電圧を出力する。
【００６０】
ＰＶＤＦフィルム２２の出力をオシロスコープ３２に入力し、オシロスコープ３２は、トリガ信号生成手段３１から入力されたトリガ信号に基づいて、ＰＶＤＦフィルム２２の出力のサンプリングを開始し、ＰＶＤＦフィルム２２の出力を１０ＫＨｚのサンプリング周波数でオシロスコープ３２に取り込み、図７に示すような電圧波形として表示した。
【００６１】
次いで、オシロスコープ３２の出力を信号処理手段３３に入力し、分散値算出手段３３ａにより、式（数１）に示す所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊ及び式（数２）に示すサンプルごとの分散平均値ＶＡＲmeanを算出した。
【００６２】
なお、測定回数ｊは２〜１０とし、計測値の再現性の低さを考慮して、１回目の測定（測定回数１）の計測値は使用しなかった。又、１．５ｓｅｃ〜２．０ｓｅｃ間（梳き終わり動作時）の計測値の再現性の低さを考慮して、１．５ｓｅｃ〜２．０ｓｅｃ間の計測値を無視し、１．０ｓｅｃ〜１．５ｓｅｃ間（梳き動作の安定時）の計測値を用いて算出した。データ点数ｎ＝５０００である。
【００６３】
図８は、分散値算出手段３３ａにより算出されたサンプルごとの分散平均値ＶＡＲmeanを示す図である。図８に示すように、コンディショナー成分が含まれていないシャンプーＡにより処理を施されたサンプルＡと、コンディショナー成分が含まれているシャンプーＢ〜Ｇにより処理を施されたサンプルＢ〜Ｇとでは大きな差が見られ、毛髪特性測定用センサ２０の出力から求めた分散平均値ＶＡＲmeanは、毛髪特性測定に有用なパラメータであることが確認された。なお、分散平均値ＶＡＲmeanは、所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊを平均したものであるから、分散平均値ＶＡＲmean及び所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊが、毛髪特性測定に有用なパラメータであるといってよい。すなわち、所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊ及び分散平均値ＶＡＲmeanの２つを含めた分散値ＶＡＲは、毛髪特性測定に有用なパラメータである。
【００６４】
次いで、周波数解析手段３３ｂにより、式（数４）に示すパワースペクトル密度ＰＳＤ及び式（数６）に示すパワースペクトル密度ＰＳＤの０〜ｌＨｚまでの総和ＰＡ（ｌ）を算出した。なお、周波数解析手段３３ｂにより算出された各サンプルのパワースペクトル密度ＰＳＤを確認したところ、いずれのサンプルも６００Ｈｚ以降の周波数における振幅が微小であったため（図示せず）、パワースペクトル密度ＰＳＤの０〜６００Ｈｚの周波数範囲の成分が重要であると判断し、式（数６）のｌを６００とし、パワースペクトル密度ＰＳＤの０〜６００Ｈｚの周波数範囲の成分の総和ＰＡ（６００）（以下、総和ＰＡ（６００）という）を算出した。
【００６５】
図９は、周波数解析手段３３ｂにより算出された総和ＰＡ（６００）を示す図である。図９に示すように、コンディショナー成分が含まれていないシャンプーＡにより処理を施されたサンプルＡと、コンディショナー成分が含まれているシャンプーＢ〜Ｇにより処理を施されたサンプルＢ〜Ｇとでは大きな差が見られ、毛髪特性測定用センサ２０の出力から求めた総和ＰＡ（６００）は、分散平均値ＶＡＲmeanと同様に、毛髪特性測定に有用なパラメータであることが確認された。
【００６６】
以上のように、分散値ＶＡＲ及び総和ＰＡ（６００）は、毛髪特性測定に有用なパラメータであることが確認されたが、更に、これらの値と、人が毛髪に対し得る感覚（官能評価）との関係について調査した。
【００６７】
図１０は、１２個の感性ワードを示す図であり、官能評価は、２０〜３９歳の女性１７１人を対象に、図５（ｂ）に示すサンプルＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇについて、シャンプー及びコンディショナー使用後の仕上がり時において、図１０に示すような「しとっりした」等の１２個の感性ワードに対し、「そう思う」、「少しそう思う」、「どちらでもない」、「あまりそう思わない」、「そう思わない」の５段階で評価してもらい、「そう思う」、「少しそう思う」と評価した人数の、全体人数に対する割合［％］を評価指標として使用した。以下、各感性ワードについて、「そう思う」、「少しそう思う」と評価した人数の、全体人数に対する割合［％］を、各感性ワードの官能評価結果という。なお、感性ワードとは、人が毛髪に対し得る感覚を言葉で表現したものである。
【００６８】
始めに、官能評価と所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊとの関係について説明する。図１１は、感性ワード「べたつかない」の官能評価結果と所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊとの関係を示す図である。図１１における直線は、サンプルごとの平均値に対する近似直線である。バラツキはあるが、「べたつかない」の値の増加とともに所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊが減少していることがわかる。又、図１２は、各感性ワードと所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊとの相関関係を示す図である。
【００６９】
図１１及び図１２に示すように、感性ワード「べたつかない」の官能評価結果と所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊとの相関係数は−０．８５であり、感性ワード「べたつかない」の官能評価結果と所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊは、高い負の相関関係を示すことが確認された。この結果より、毛髪特性測定用センサ２０の出力から所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊを求めることで、毛髪の「べたつき」を測定できることがわかった。
【００７０】
次いで、官能評価と総和ＰＡ（６００）との関係について説明する。図１３は、感性ワード「ハリ・コシが出た」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。図１４は、感性ワード「指通り・櫛通りがよい」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。図１５は、感性ワード「パサつかない」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。図１６は、感性ワード「ツヤが出る」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。図１３〜図１６における直線は、サンプルごとの平均値に対する近似直線である。バラツキはあるが、感性ワード「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通りがよい」、「パサつかない」、「ツヤが出る」の値の増加とともに総和ＰＡ（６００）が減少していることがわかる。図１７は、各感性ワードと総和ＰＡ（６００）との相関関係を示す図である。
【００７１】
図１３〜図１７に示すように、感性ワード「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通りがよい」、「パサつかない」、「ツヤが出る」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との相関係数は、いずれも−０．８０以下であり、感性ワード「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通りがよい」、「パサつかない」、「ツヤが出る」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）は、高い負の相関関係を示すことが確認された。この結果より、毛髪特性測定用センサ２０の出力から総和ＰＡ（６００）を求めることで、毛髪の「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通りがよい」、「パサつかない」、「ツヤが出る」を測定できることがわかった。
【００７２】
すなわち、本実施例において、信号処理手段３３で処理された信号処理結果である分散値ＶＡＲ、及び／又は、総和ＰＡ（６００）と、人が毛髪に対し得る感覚を言葉で表現したものである各感性ワードとの相関関係を、予め評価手段３４に記憶等させて、評価手段３４に認識させておけば、係る相関関係に基づいて、評価手段３４が毛髪特性測定用センサ２０の出力の信号処理結果（分散値ＶＡＲ、及び／又は、総和ＰＡ（６００））を評価し、例えば「パサつき」の程度等の人が毛髪に対し得る感覚を、それに対応する数値やグラフ等として出力（表示や印刷等）することができる。
【００７３】
このように、本発明に係る毛髪特性測定用センサ２０、毛髪特性測定用センサを用いた評価装置３０、及び評価方法によれば、人の指の触受容器であるパチニ小体及び圧電体の一つであるＰＶＤＦフィルム２２に圧力パルスを印加した場合の応答波形が極めて類似していることに着目し、係るＰＶＤＦフィルム２２の特性を毛髪特性測定用センサ２０に利用することにより、人が毛髪に対し得る感覚を、客観的に評価することができる。
【００７４】
又、評価装置３０を構成する信号処理手段３３の分散値算出手段３３ａにより算出された分散値ＶＡＲは、感性ワード「べたつかない」と特に強い相関関係があるため、毛髪特性測定用センサ２０の出力から分散値ＶＡＲを算出することで、毛髪の「べたつき」の客観的な評価を精度よく行うことができる。
【００７５】
又、評価装置３０を構成する信号処理手段３３の、周波数解析手段３３ｂにより算出された総和ＰＡ（６００）は、感性ワード「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通りがよい」、「パサつかない」、「ツヤが出る」と特に強い相関関係があるため、毛髪特性測定用センサ２０の出力から総和ＰＡ（６００）を算出することで、毛髪の「ハリ・コシが出た」、「指通り・櫛通り」、「パサつき」、「ツヤ」の客観的な評価を精度よく行うことができる。
【００７６】
又、ＰＶＤＦフィルム２２を櫛２１に配置するように構成することで、「毛髪を梳かす」という実動作に近い操作により評価データを取得することが可能となり、人が毛髪に対し得る感覚の情報の取得（官能評価）と、評価データの取得とを同時に行うことができる。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施の形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７８】
例えば、実施の形態及び実施例において、毛髪特性測定用センサ２０の構成例として、櫛２１にＰＶＤＦフィルム２２を配置する例を示したが、この構成例に限定されるものではなく、例えば、櫛２１の代わりに、ブラシ又は、櫛やブラシと同様の機能を有し、ＰＶＤＦフィルム２２を配置可能な支持部を有するものであれば、どのようなものを用いても構わない。
【００７９】
又、実施の形態及び実施例の図４において、毛髪特性測定用センサ２０、信号処理手段３３、評価手段３４を別々の構成としているが、例えば、信号処理手段３３及び評価手段３４を一つ又は複数のＬＳＩ、マイクロコンピュータ等として実現し、毛髪特性測定用センサ２０の、例えば、櫛２１中の支持部２１ｂに配置し、センサと一体化するような構成にしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】パチニ小体について説明するための図である。
【図２】パチニ小体５及びＰＶＤＦフィルムに圧力パルスを印加した場合の応答波形を例示する図である。
【図３】本発明に係る毛髪特性測定用センサを例示する図である。
【図４】本発明に係る毛髪特性測定用センサを用いた評価装置の概略の構成を例示する図である。
【図５】７種類の処理を施した評価用の毛髪サンプルＡ〜Ｇの内容を示す図である。
【図６】毛髪特性測定用センサ２０により毛髪サンプルＡ〜Ｇを測定する方法を示す図である。
【図７】毛髪特性測定用センサ２０で毛髪サンプルＡ〜Ｇを梳かしたときのＰＶＤＦフィルム２２の出力をオシロスコープ３２を通して表示した電圧波形を示す図である。
【図８】分散値算出手段３３ａにより算出されたサンプルごとの分散平均値ＶＡＲmeanを示す図である。
【図９】周波数解析手段３３ｂにより算出された総和ＰＡ（６００）を示す図である。
【図１０】１２個の感性ワードを示す図である。
【図１１】感性ワード「べたつかない」の官能評価結果と所定の測定回数の分散値ＶＡＲｊとの関係を示す図である。
【図１２】各感性ワードと分散値ＶＡＲｊとの相関関係を示す図である。
【図１３】感性ワード「ハリ・コシが出た」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。
【図１４】感性ワード「指通り・櫛通りがよい」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。
【図１５】感性ワード「パサつかない」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。
【図１６】感性ワード「ツヤが出る」の官能評価結果と総和ＰＡ（６００）との関係を示す図である。
【図１７】各感性ワードと総和ＰＡ（６００）との相関関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 表皮
２ 真皮
３ 皮下脂肪組織
４ マイスナー小体
５ パチニ小体
６ メルケル触盤
７ ルフィニ終末
８ 指紋
１０ 指腹部皮下組織
１１ａ〜１３ａ 圧力パルス波形
１１ｂ〜１３ｂ 圧力パルス１１ａ〜１３ａが印加された場合の、パチニ小体５の応答波形
１１ｃ 圧力パルス１１ａが印加された場合の、ＰＶＤＦフィルムの応答波形
２０ 毛髪特性測定用センサ
２１ 櫛
２１ａ 櫛型形状部
２１ｂ 櫛型形状部２１ａを支持する支持部
２２ ＰＶＤＦフィルム
２３ ノイズ低減材
２４ ケーブル
３０ 評価装置
３１ トリガ信号生成手段
３２ オシロスコープ
３３ 信号処理手段
３３ａ 分散値算出手段
３３ｂ 周波数解析手段
３４ 評価手段
３５ 表示手段
４０ 毛髪サンプル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
毛髪を梳かすための櫛型形状部を有する支持体と、
前記支持体上に配置され、前記支持体が前記毛髪を梳かす際に生じる振動を電気信号に変換するポリフッ化ビニリデンを圧電変換材とする検出手段と、
前記検出手段の発生する信号を出力する出力手段と、を有する毛髪特性測定用センサ。
【請求項２】
前記検出手段を覆うように配置され、外部ノイズの影響を低減するノイズ低減材を有することを特徴とする請求項１記載の毛髪特性測定用センサ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の毛髪特性測定用センサと、
前記毛髪特性測定用センサの出力手段から出力される信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段で処理された信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する評価手段と、を有する毛髪特性評価装置。
【請求項４】
前記信号処理手段は、前記出力手段から出力される信号の分散値を算出する分散値算出手段、及び／又は、前記出力手段から出力される信号の所定の周波数範囲の周波数成分を解析する周波数解析手段を有することを特徴とする請求項３記載の毛髪特性評価装置。
【請求項５】
前記周波数解析手段は、前記出力手段から出力される信号を解析し、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和を算出することを特徴とする請求項４記載の毛髪特性評価装置。
【請求項６】
前記所定の周波数範囲は、０〜６００Ｈｚの周波数を含むことを特徴とする請求項５記載の毛髪特性評価装置。
【請求項７】
前記評価手段は、前記分散値、及び／又は、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価することを特徴とする請求項５又は６記載の毛髪特性評価装置。
【請求項８】
請求項１又は２記載の毛髪特性測定用センサの出力手段から出力される信号を、信号処理手段に入力する入力ステップと、
前記入力ステップで入力される信号を、前記信号処理手段で処理する信号処理ステップと、
前記信号処理ステップで処理される信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する評価ステップと、を有する毛髪特性評価方法。
【請求項９】
前記信号処理ステップは、前記入力ステップで入力される信号の分散値を算出する分散値算出ステップ、及び／又は、前記入力ステップで入力される信号の所定の周波数範囲の周波数成分を解析する周波数解析ステップを有することを特徴とする請求項８記載の毛髪特性評価方法。
【請求項１０】
前記周波数解析ステップは、前記入力ステップで入力される信号を解析し、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和を算出する総和算出ステップを有することを特徴とする請求項９記載の毛髪特性評価方法。
【請求項１１】
前記所定の周波数範囲は、０〜６００Ｈｚの周波数を含むことを特徴とする請求項１０記載の毛髪特性評価方法。
【請求項１２】
前記評価ステップは、前記分散値、及び／又は、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価することを特徴とする請求項１０又は１１記載の毛髪特性評価方法。
【請求項１】
毛髪を梳かすための櫛型形状部を有する支持体と、
前記支持体上に配置され、前記支持体が前記毛髪を梳かす際に生じる振動を電気信号に変換するポリフッ化ビニリデンを圧電変換材とする検出手段と、
前記検出手段の発生する信号を出力する出力手段と、を有する毛髪特性測定用センサ。
【請求項２】
前記検出手段を覆うように配置され、外部ノイズの影響を低減するノイズ低減材を有することを特徴とする請求項１記載の毛髪特性測定用センサ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の毛髪特性測定用センサと、
前記毛髪特性測定用センサの出力手段から出力される信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段で処理された信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する評価手段と、を有する毛髪特性評価装置。
【請求項４】
前記信号処理手段は、前記出力手段から出力される信号の分散値を算出する分散値算出手段、及び／又は、前記出力手段から出力される信号の所定の周波数範囲の周波数成分を解析する周波数解析手段を有することを特徴とする請求項３記載の毛髪特性評価装置。
【請求項５】
前記周波数解析手段は、前記出力手段から出力される信号を解析し、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和を算出することを特徴とする請求項４記載の毛髪特性評価装置。
【請求項６】
前記所定の周波数範囲は、０〜６００Ｈｚの周波数を含むことを特徴とする請求項５記載の毛髪特性評価装置。
【請求項７】
前記評価手段は、前記分散値、及び／又は、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価することを特徴とする請求項５又は６記載の毛髪特性評価装置。
【請求項８】
請求項１又は２記載の毛髪特性測定用センサの出力手段から出力される信号を、信号処理手段に入力する入力ステップと、
前記入力ステップで入力される信号を、前記信号処理手段で処理する信号処理ステップと、
前記信号処理ステップで処理される信号処理結果と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価する評価ステップと、を有する毛髪特性評価方法。
【請求項９】
前記信号処理ステップは、前記入力ステップで入力される信号の分散値を算出する分散値算出ステップ、及び／又は、前記入力ステップで入力される信号の所定の周波数範囲の周波数成分を解析する周波数解析ステップを有することを特徴とする請求項８記載の毛髪特性評価方法。
【請求項１０】
前記周波数解析ステップは、前記入力ステップで入力される信号を解析し、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和を算出する総和算出ステップを有することを特徴とする請求項９記載の毛髪特性評価方法。
【請求項１１】
前記所定の周波数範囲は、０〜６００Ｈｚの周波数を含むことを特徴とする請求項１０記載の毛髪特性評価方法。
【請求項１２】
前記評価ステップは、前記分散値、及び／又は、前記所定の周波数範囲におけるパワースペクトル密度の総和と人が毛髪に対し得る感覚とを対応させて毛髪特性を評価することを特徴とする請求項１０又は１１記載の毛髪特性評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２０１８１２（Ｐ２００９−２０１８１２Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４８４３０（Ｐ２００８−４８４３０）
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（０００００１９５９）株式会社資生堂 (1,748)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（０００００１９５９）株式会社資生堂 (1,748)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
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