JP2009153727A - 皮膚性状測定用多機能プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】単一のコンパクトなプローブにおいて、皮膚の水分量及び弾力を同時かつ正確に測定する。
【解決手段】皮膚性状測定プローブは、プローブの端部に設けられた測定端面と、測定端面に配設された第一の電極と、弾力センサの皮膚への接触時と非接触時における振動周波数の変化量に基づいて皮膚の弾力が測定される弾力センサを備え、弾力センサの端部が第二の電極をなし、測定端面を皮膚に押し当てて、第一の電極と第二の電極を共に皮膚に接触させたときのそれらの電極間の交流導電度から皮膚の水分量を測定し、同時に、弾力センサの振動周波数から皮膚の弾力性を測定するように構成されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体の皮膚の性状を測定する装置に関し、特に、人体の皮膚の水分量及び弾力を測定するためのプローブに関する。

生体の皮膚、特に、人体の皮膚の性状に関する情報は、個々人の肌の状態に適合した化粧品を選定する際等において有益な情報であり、それらの情報のうち皮膚の水分量及び弾力については、従来、以下のような方法で測定が行われている。

たとえば、水分量の測定は、特開平１−１２６５３５号公報に開示されているように、二つの電極を皮膚に接触させて交流電圧を印加し、電極間の皮膚の電気伝導度（導電度）を測定することによって行っている。また、皮膚の弾力の測定は、特開平８−２９３１２号公報や特開平５−３２２７３１号公報に開示されているように、振動子センサ（弾力センサ）に設けた接触子を皮膚に接触させ、その接触の前後の振動子センサの振動周波数を周波数検出素子によって検出し、それらの周波数差を求めることによって行っている。

また、水分量と弾力の測定を１つのプローブで行うようにしたものが特開２００１−４６３４４号公報に開示されている。
特開平１−１２６５３５号公報 特開平８−２９３１２号公報 特開平５−３２２７３１号公報 特開２００１−４６３４４号公報

特開２００１−４６３４４号公報に開示されているような、水分量と弾力の測定を単一のプローブで行う構成では、水分量測定用電極と振動子センサとを個別に配置しているために測定端面をある程度大きくせざるを得ない。測定端面が大きいと、皮膚と電極及び振動子センサの接触子との接触状態が、皮膚の状態や凹凸の影響を受けやすく、また、電極と接触子を皮膚に均一に接触させることも困難である。このため、正確な測定を行うことが難しいといった問題があった。さらに、皮膚の水分量と弾力には相関があることから、両者をできるだけ近接した位置で測定するのが皮膚の状態を適正に評価する上で好ましいが、それぞれの測定部位が互いに離れてしまうことはかかる点でも不利であった。

また、皮膚が発汗しているときには電流は汗中をも流れるため、正確な水分量測定はできない。そこで、従来は、皮膚が発汗しているときは、オペレータ（化粧品アドバイザーなど）が測定前に被験者の皮膚上の汗をタオル等で拭き取ることなどで対処していたが、汗が十分に拭き取られたかはオペレータの目視による判断に依存するので正確な判断は難しく、また、水分量の測定に際して常にそのような拭き取り作業をオペレータに課すことは、測定を繁雑なものにすると共に、迅速な測定の妨げとなっていた。

さらに、従来の測定装置では、皮膚の水分量と弾力を測定するためには、別個の装置または複数のセンサを個別に動作させる必要があるので、測定装置の操作が煩雑で、得られた測定データに基づいて適切かつ迅速に肌診断を行うことが難しいという問題があった。

本発明の第一の態様におけるプローブは、皮膚の水分量測定用の一対の電極の一方をプローブの端部に設けられた測定端面に配置し、他方の電極を皮膚の弾力を測定するための弾力センサの端部と兼用する構成とし、測定端面を皮膚に押し当てたときに、前記一方の電極と他方の電極（弾力センサの端部）とが共に皮膚に接触するように構成されている。

本発明の第二の態様におけるプローブは、上記第一の態様におけるプローブにおいて、水分量測定用の第一の電極と第二の電極が共に皮膚に接触しているときに、皮膚の水分量と弾力の測定が実施される構成とされている。

本発明の第三の態様におけるプローブは、上記第一または第二の態様におけるプローブにおいて、測定端面が所定の押圧力で押圧されていることを検出するための押圧力検出手段を備え、所定の押圧力で押圧されていることが検出されているときに皮膚の水分量と弾力の測定が実施される構成とされている。

本発明の第四の態様におけるプローブは、上記第一乃至第三の態様におけるプローブにおいて、水分量測定用の電極間に直流電圧を印加して、それらの電極間の直流導電度を測定することによって、皮膚が発汗しているか否かを検出するように構成されている。

本発明の第五の態様におけるプローブは、上記第一乃至第三の態様におけるプローブにおいて、水分量測定用の電極と別個の対をなす第二の対の電極を設けて、第二の対の電極間に直流電圧を印加して、それらの電極間の直流導電度を測定することによって、皮膚が発汗しているか否かを検出する構成とされている。

本発明の第六の態様におけるプローブは、上記第一乃至第五の態様におけるプローブにおいて、水分量測定用の電極間において測定された交流導電度が所定の値の範囲内にないときには、皮膚の弾力の測定が開始されないように構成されている。

上記第一の態様によれば、水分量測定用の電極対と弾力測定用の弾力センサを組み込んだプローブの測定端面において、水分量測定用の電極対のうちの１つの電極分のスペースを節約できることから、測定端面を小さくすると共にその形状も簡素化することができる。これによってまた、水分測定用の電極と弾力センサの両方の皮膚への接触状態を均一な状態に維持しつつ、両者をほぼ同じ押圧力で皮膚に押し当てることができるので、より正確な皮膚の水分量及び弾力の測定が可能となる。さらに、皮膚の水分量及び弾力をより近接した部位において測定できるので、互いの測定結果の相関性に基づいたより的確な皮膚状態の診断が可能となる。

上記第二の態様によれば、水分量測定用の電極と弾力センサの端部が共に皮膚に接触したときに、皮膚の水分量と弾力の測定を同時に行うことが可能であることから、これら二つの測定をより迅速かつ簡便に実施することができる。

上記第三の態様によれば、測定端面が所定の押圧力で押圧されているときに、皮膚の水分量と弾力の同時測定を自動的に行うことができるので、これら二つの測定をより正確かつ簡便に実施することができる。

上記第四の態様によれば、オペレータの目視や触覚によらず、皮膚が発汗していることを正確に検知できるので、皮膚が発汗しているときの水分量の測定を確実に回避でき、かつ、皮膚の発汗が検知されているときのみオペレータは皮膚の汗を拭う等の処理を行えばよいことから、皮膚の水分量のより正確かつ簡便な測定が可能となる。

上記第五の態様によれば、上記第四の態様におけるプローブと同様の効果が得られる。。

上記第六の態様によれば、所定の値の範囲を適宜設定することにより、水分量測定用の電極間において測定された交流導電度に基づいて、水分量センサが正常に動作しており、かつ、測定端面と皮膚が適切な接触状態にあるか否かを判断できるので、無用な水分量及び弾力の測定を回避することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

Ａ．第一の実施形態
Ａ−１．プローブの全体構成
図１は、本発明の第一の実施形態によるプローブ１０の構成を説明するための図であり、（ａ）は、本発明の一実施形態によるプローブ１０の断面図、（ｂ）は、プローブ１０の端部に設けられたプローブ１０の接触端面（以下、測定端面という）３６の平面図、（ｃ）は、プローブ１０の全体外観図である。プローブ１０は、オペレータの手で把持可能に形成された本体ケーシング１２に収容されたプローブ本体部２０と、本体ケーシング１２の先頭部分に設けられたセンサケーシング１４に収容されたセンサ部３０とから構成される。尚、図１（ａ）は、同図（ｃ）のＸ−Ｘ’ラインに沿って垂直に切り取ったときの部分断面図であり、同図（ｃ）においてセンサ部３０は点線で示されている。

センサ部の構成
センサ部３０は、皮膚の水分量測定のための水分量センサと皮膚の弾力測定のための弾性センサ５０と、これらのセンサを囲むように配置された円柱状のスリーブ３４と、スリーブ３４の端部に配設されてスリーブ３４の底面を形成する測定端面３６と、押圧検出器５８を備える。スリーブ３４と弾力センサ５０は、それぞれ、弾性部材（本実施形態ではスプリングすなわちバネ）６２と６０によって本体ケーシング１２に結合されている。

測定端面３６には、図１（ｂ）に示すように、その中央部に、弾力センサ５０の先端部が測定端面３６を介してスリーブ３４内外に移動できるようにするための開口部５４が設けられている。

水分量センサは、皮膚の直流及び交流導電度を測定するための一対の電極３７及び３８から構成され、電極３７は、環状電極として測定端面３６の円周部に配設されており、電極３８は弾力センサ５０と兼用されている。ここで、図７は、従来技術によるプローブの測定端面の平面図の一例を示すものであるが、図１（ｂ）に示す本実施形態の構成によれば、図７に示す水分量測定用の電極一個分のスペースを節約できることから、その分、測定端面３６を小さくできることがわかる。

弾力センサ５０は、振動子５１、振動子５１の先端部に設けられて上記のように電極３８としても機能する接触子５２、及び振動検出素子５３から構成され、振動検出素子５３によって検出された振動子５１の周波数に基づいて皮膚の弾力が測定される。本実施形態では、接触子５２が設けられた弾力センサ５０の先端部分は、弾力センサ５０が皮膚に対して押圧されていない状態では、図１（ａ）に示すように開口部５４から突出している。

弾力センサ５０の後端部は、スプリング６０を介して、スリーブ面（スリーブの上面）に設けられた開口部からスリーブ３４内外に可動自在に本体ケーシング１２に連結されている。これによって、弾力センサ５０を皮膚に対して弾性的に押圧すると共に、接触子５２もまた、測定端面３６の開口部５４を介してスリーブ３４内外に可動自在とされている。

本体ケーシング１２とスリーブ３４とは、スリーブ３４の上面に対向する本体ケーシング１２の所定の位置に設けられたリング状のスプリング６２で連結されており、このスプリングによって、スリーブ３４、それゆえ測定端面３６を皮膚に対して弾性的に押圧できるようになっている。したがって、接触子５２と測定端面３６を皮膚に当接させつつスリーブ３４への押圧力を増すと、スプリング６０及び６２が縮むとともに、スリーブ３４がセンサケーシング１４内を本体ケーシング１２に向かって（すなわち、図１（ａ）の矢印で示すＺ方向に）移動する。

押圧検出器５８は、測定端面３６が所定の押圧力で皮膚に押し当てられていることを示す信号を後述の測定制御部２３０に送るものである。本実施形態では、押圧検出器５８は本体ケーシング１２の所定の位置に配置された機械式スイッチであり、測定端面３６が皮膚に接触していないときは、図３（ａ）に示すように、押圧検出器５８のスイッチは開いたままであるが、測定端面３６が所定の押圧力で皮膚に押し当てられているときには、スリーブ３４の上面が本体ケーシング１２に接近することにより、同図（ｂ）に示すように押圧検出器５８のスイッチが閉じるように構成されている。

尚、参照番号３００で示されているプローブ本体部２０内のブロックは、後述の水分量データ測定回路及び弾力データ測定回路（それぞれ、図２の２１０及び２２０）である。

プローブ本体部の構成
図２は、プローブ１０の機能ブロック図であり、プローブ１０は、水分量データ測定回路２１０とセンサ部３０内の水分量センサからなる後述の水分量データ測定手段（図４の４００及び図５の５００）、弾力データ測定回路２２０とセンサ部３０内の弾力センサからなる後述の弾力データ測定手段（図６の６００）、及び測定制御部２３０から構成される。プローブ本体部２０は、水分量データ測定回路２１０、弾力データ測定回路２２０及び測定制御部２３０を備える。

水分量データ測定回路２１０及び弾力データ測定回路２２０の具体的構成については後述するので、ここでは、測定制御部２３０の構成及び機能について説明する。

測定制御部２３０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２３１及び内部メモリ２３２を備え、水分量データ測定回路２１０及び弾力データ測定回路２２０の動作の制御やそれらの測定回路からのデータの処理を行う。また、測定制御部２３０は、オペレータからの入力を受け付けるための入力部２３３、オペレータに動作状況を通知するための出力部２３４、及び、外部装置（ＰＣ等）との通信を行うためのＩ／Ｆ部２３５を備える。本実施形態では、入力部２３３としては、測定スイッチ、出力部２３４としては、測定中ランプ、発汗検知ランプ、及び測定エラーランプ（いずれもＬＥＤ（発光ダイオード））がある。

測定制御部２３０は、水分量データ測定手段によって測定された直流導電度、交流導電度をそれぞれ、発汗値、水分値として内部メモリ２３２に格納する。また、弾力センサ５０が皮膚に接触する前と皮膚に接触しているときに、弾力データ測定手段によってそれぞれ測定された振動周波数の差を計算して、この差を弾力値として内部メモリ２３２に格納する。

プローブ１０は、不図示の係合機構によって外部の装置と電気的・物理的に接続可能なＩ／Ｆ部２３５を介して外部のデータ処理装置２４０と通信可能であり、データ処理装置２４０は、所定の肌診断ソフトにより、プローブから送信されたデータに対して肌診断のための所定の処理を行い、その結果を表示装置２５０に表示したり、プローブ１０に戻したりできるものである。データ処理装置２４０は、パーソナルコンピュータ等の一般的なコンピュータシステムで構築することができる。

Ｉ／Ｆ部２３５の通信規格として、たとえば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）を採用することができ、この場合は、プローブ１０は、ＵＳＢケーブルを接続する為のコネクタを係合機構として備える。Ｉ／Ｆ部２３５は、かかる接続ケーブルを要するＵＳＢ Ｉ／Ｆのようなものに限定されるものではなく、赤外線通信を用いるものであってもよい。

Ａ−２．プローブを皮膚に押し当てて測定を開始するまでのプローブの動作
次に、測定端面３６を適切な押圧力で皮膚に押し当てて、各測定手段によるデータ測定が可能になるまでのプローブ１０の動作を図１及び図３を参照して説明する。

オペレータは、先ず、プローブ１０を測定可能状態にするために不図示の測定スイッチをオンにする。次にオペレータが、測定端面３６を皮膚に近付けていくと、先ず、接触子５２が皮膚に当接する。その状態でプローブ１０の測定端面３６を皮膚に押圧すると、それに応じてスプリング６０が圧縮され、接触子５２はスリーブ３４内に埋没する方向に移動する。さらに押圧力を加えていくと、接触子５２の先端が測定端面３６と同一平面をなした時点で測定端面３６が皮膚に当接し、今度は、スプリング６０と共にスプリング６２が圧縮されることによって、接触子５２と測定端面３６が共に皮膚に接触した状態で、スリーブ３４の上面が本体ケーシング１２に向かって移動する。

測定端面３６への押圧力が所定の大きさに達すると、スリーブ３４の上面が押圧検出器５８のスイッチ端子を押し上げてスイッチが閉じる。スイッチが閉じると測定制御部２３０に設けられた不図示のスイッチ回路に電流が流れて所定押圧力検出信号が測定制御部２３０に伝送される。このときの環状電極３７及び接触子５２と皮膚との接触状態を図３（ｂ）に概念的に示す。

測定制御部２３０は、所定押圧力検出信号を受信すると、不図示の測定中ランプを点灯させる。測定端面３６への押圧力が所定の押圧力に維持されている間は、所定押圧力検出信号が生成されていることから、オペレータは、測定中ランプの点灯によって、測定端面３６、すなわち、環状電極３７及び接触子５２が共に皮膚に接触して測定端面３６に対する押圧力が所定の大きさになったこと、及び、測定中ランプが表示されている間は測定中であることを知ることができる。

また、押圧検出器５８は、押圧力が所定の値から外れる（実際には所定の値より小さい）と所定押圧力検出信号をオフにし、測定制御部２３０は、所定押圧力検出信号がオフであること、すなわち、該信号を受信しないことに応答して、測定中ランプを消灯させる。こうして、オペレータは、測定中ランプを点灯させるべく、プローブ１０に加える押圧力を適宜に加減して、測定端面３６に対する押圧力を所定の大きさに維持することができる。

測定制御部２３０は、所定押圧力検出信号を受信すると、水分量データ測定回路２１０と弾力データ測定回路２２０のそれぞれに、測定を開始させるための水分量測定開始信号、弾力測定開始信号をそれぞれ送信する。一方、所定押圧力検出信号が生成されていないときには、測定制御部２３０は、各測定開始信号をオフにして、いずれの測定開始信号も送信しない。

Ａ−３．水分量データ測定手段の構成及び動作
図４は、水分量データ測定手段４００の構成及び動作を説明するための概念図であり、図１及び図２と同じ構成要素にはそれらの図面と同じ参照番号を付している。但し、説明の便宜上、以下の水分量データ測定手段の動作の説明に必要とされない部分は図中から省いている。

水分量データ測定手段４００は、上述のように水分量データ測定回路２１０とセンサ部３０に設けられた電極３７及び３８とから構成され、電極３７、３８間に直流電圧及び交流電圧を印加し、それらの電極間の直流導電度及び交流導電度を測定し、それらの導電度を測定制御部２３０に送るように動作する。ここで得られる交流導電度の測定データから換算して、皮膚の表層における水分量を求めることができる。

水分量データ測定回路２１０は、接触子５２と兼用された電極３８と環状電極３７との間に直流電圧及び交流電圧を印加するためのＤＣ／ＡＣ電圧印加手段４２０、及び、それらの電極間の直流導電度、交流導電度をそれぞれ測定するための直流導電度測定回路４３０、交流導電度測定回路４４０から構成される。

ＤＣ／ＡＣ電圧印加手段４２０は、直流電圧源を有する直流電圧印加手段４２２と交流電圧源を有する交流電圧印加手段４２４を備え、それらの間には、交流電源側に直流電圧が直接印加されないようにカップリングフィルタ４２６が設けられている。

ここで、直流電圧印加手段４２２及び直流導電度測定回路４３０を設けたのは、上述のように、測定部位の皮膚の発汗状態を検出するためであり、本実施形態は、電極３７、３８を皮膚に接触させた状態で、直流電圧印加手段４２２によって電極３７、３８間に直流電圧を印加し、直流導電度測定回路４３０によってそれらの電極間の直流導電度を測定し、その測定結果に基づいて、測定部位の皮膚の発汗の有無を検知するように構成されている。

電極に印加する直流電圧は、一般に、１Ｖ〜３Ｖ、交流電圧は、周波数が２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ、電圧が１Ｖ〜３Ｖの範囲で選択されるが、本実施形態のＤＣ／ＡＣ電圧印加手段４２０は、３Ｖの直流電圧、及び、周波数が１２．５ｋＨｚ、電圧が３Ｖ（実効値）の交流電圧を電極３７、３８間に印加するように構成されている。

尚、本実施形態では、交流電圧と直流電圧を同じ電極間に印加する構成としたが、交流電圧印加用の電極と直流電圧印加用の電極を別個のものとしてもよい。図５は、そのように別電極構成とした場合の水分量データ測定手段の構成及び動作を説明するための概念図である。図５の左側に、測定端面３６’の電極の配置関係を示す接触端面３６’の平面図を示し、右側に、水分量データ測定手段５００の構成をそれぞれ示す。電極３９は、測定端面３６’の所定の位置に所定の形状及び大きさで配置され、電極３７’は、図１（ｂ）と同様に環状電極として配設されている。

図５では、直流電圧印加用の電極３９が別個に設けられ、ＤＣ／ＡＣ電圧印加手段５２０における直流電圧印加手段５２２と交流電圧印加手段５２４とがカップリングフィルタを介さずに独立して設けられている点で図４の構成と異なっている。直流電圧は直流電圧印加手段５２２によって電極３９、３７’間に、交流電圧は交流電圧印加手段５２４によって電極３８’、３７’間にそれぞれ別個に印加され、直流導電度測定回路５３０と交流導電度測定回路５４０のそれぞれによって、それぞれの電極間の直流導電度及び交流導電度が測定される。

また、本実施形態では電極３７、３７’を環状電極としたが、環状電極の代わりに、測定端面３６、３６’の適宜な箇所に適宜な形状及び大きさの電極を設けるようにしてもよい。

また、オプションとして、皮膚の表面温度を測定するための皮膚温度測定手段を測定端面３６、３６’に設けることもできる。具体的には、サーミスタや熱電対などの接触型の温度センサを測定端面の適宜な箇所（たとえば、図１（ｂ）の５６で示す）に設けて、測定端面３６が皮膚に接触しているときに、皮膚の表面温度を測定するようにすることが可能である。測定制御部２３０において、この温度情報と同時に測定された直流導電度（発汗情報）とを関連付けて内部メモリ２３２に格納し、肌のほてりや血行状態等に関する診断を行う上で有益な情報として使用することができる。

ここで、電極３７、３８（または、電極３９、３７’及び電極３８’、３７’）を皮膚に接触させた状態で水分量データ測定手段４００（または、５００）によって測定された直流導電度、交流導電度をそれぞれ、接触時直流導電度、接触時交流導電度と呼ぶこととする。接触時直流導電度、接触時交流導電度は、測定制御部２３０に送られて、それぞれ、皮膚の発汗値、皮膚の水分値として内部メモリ２３２に格納されることになる。

Ａ−４．弾力データ測定手段の構成及び動作
図６は、弾力データ測定手段６００の構成及び動作を説明するための概念図であり、図１及び図２と同じ構成要素にはそれらの図面と同じ参照番号を付している。但し、説明の便宜上、以下の弾力データ測定手段の動作の説明に必要とされない部分は図中から省いている。

弾力データ測定手段６００は、上述のように、弾力データ測定回路２２０と、センサ部３０に設けられた弾力センサ５０から構成され、弾力センサ５０の振動子５１を振動させて、その周波数を測定し、測定した振動周波数を測定制御部２３０に送るように動作する。

弾力データ測定回路２２０は、振動子５１を自励発振させるための自励発振回路６１２と、振動子５１が測定部位の皮膚に接触する前後の自励発振回路６１２の周波数（振動子５１の振動周波数）を計測するための周波数測定回路６１４から構成される。

弾力データ測定手段６００の基本構成及び動作原理は、特開平５−３２２７３１号公報、特開平８−２９３１２号公報等に記載されたものと同様である。すなわち、図６に示す構成において、振動検出素子５３からの出力信号が自励発振回路６１２中の不図示の増幅回路に入力され、該増幅回路で増幅された信号が振動子５１に供給されて強制帰還を行わせることにより自励発振させ、周波数測定回路６１４で、接触子５２が皮膚に接触していない状態での振動子５１の振動周波数（以下、非接触時周波数ともいう）と接触している状態での振動子５１の振動周波数（以下、接触時周波数ともいう）を測定する構成としている。

ここで、振動子５１としては、圧電セラミック振動子、水晶振動子等を使用することができる。振動検出素子５３は、振動子５１上に設けられ、振動子５１の振動数を検出できるものであればよく、例えば、圧電セラミック素子、高分子圧電フィルム、圧電型加速度ピックアップ等を使用することができる。

本実施形態では、上述のように、接触子５２を水分量測定用の電極の一方として機能させるために接触子５２に導電性を持たせている。このためには、接触子５２を、樹脂やセラミックス等で形成し、その表面に金やニッケルクロム等をメッキした構成としたり、接触子全体を導電性材料から形成することができる。導電性材料としては、銅やアルミ等の金属を使用することができる。接触子５２と、図４及び図５における直流電圧印加手段４２２、５２２及び交流電圧印加手段４２４、５２４とは銅線やスズメッキ線で電気的に接続することができる。尚、接触子５２の形状については特に制限はなく、球状、円筒状、角柱状などとすることができる。また、接触子５２の大きさは、一般に、直径５〜１０ｍｍの範囲から選択される。

また、本実施形態では、振動子５１、振動検出素子５３として、それぞれ、圧電セラミック振動子を採用し、接触子５２としては、樹脂にニッケルクロムをメッキした半球体（直径５ｍｍ）を採用した。

Ａ−５．プローブによる測定処理の流れ
次に、以上のように構成されたプローブ１０による測定処理を図８に示すフローチャートを参照して説明する。各データ測定手段の動作の制御、各データ測定手段からのデータの処理、及び、プローブ内外への入出力処理を含むプローブ全体の測定処理の制御は、測定制御部２３０のＣＰＵ２３１によって実行される内部メモリ２３２に格納されたプログラムに基づいて実施される。

尚、測定スイッチは、本体ケーシング１２に設けられて、測定制御部２３０の入力部２３３の一部を構成する不図示のスイッチであり、測定中ランプ、発汗検知ランプ及び測定エラーランプは、いずれも、本体ケーシング１２に設けられて、測定制御部２３０の出力部２３４の一部を構成する不図示のＬＥＤランプである。

先ず、ステップ８０で、測定制御部２３０は、オペレータからの測定開始指示、すなわち、測定スイッチがオンにされるのを待つ。この間、実際には、測定を開始するために、オペレータは、プローブ１０を皮膚から離した状態で、測定スイッチをオンにすることになる。

測定スイッチがオンになったのを検出すると、ステップ８２で測定制御部２３０は、弾力データ測定回路２２０に振動周波数を測定させるための制御信号を送出する。

この制御信号に応答して、弾力データ測定回路２２０の自励発振回路６１２が起動して振動子５１を振動させ、周波数測定回路６１４において、振動子５１の振動周波数（自励発振回路における発振周波数）を測定する。この周波数の値は測定制御部２３０のＣＰＵ２３１の内部レジスタに保持される。保持されたこの周波数は、オペレータが、プローブ１０を皮膚に接触させる前に測定されたものとされることから、非接触時周波数である。

ステップ８４乃至８６の処理中に、オペレータは、測定端面３６を皮膚に接触させた状態で皮膚に押し当てることができ、これによってスプリング６０、６２が圧縮される。

ステップ８４で、測定制御部２３０は、水分量データ測定回路２１０及び弾力データ測定回路２２０に制御信号を送出して、交流導電度と振動周波数をそれぞれ測定させる。

ステップ８６で測定制御部２３０は、ステップ８４において測定された交流導電度及び振動周波数が、それぞれに対応して予め決められている所定の値の範囲にあるか否かを判定する。いずれか一方の測定データが対応する所定の値の範囲内にない場合には、その範囲内に入るまで（オペレータによるスプリングの圧縮と並行して）、各データの測定（ステップ８４）と、測定された各データが対応する所定の値の範囲にあるか否かの判定（ステップ８６）が繰り返される。

これらの所定の値の範囲は、電極３７及び接触子５２（したがって電極３８）が皮膚に接触しているときに測定されるべき妥当な値の範囲として予め実験的に決定されて、測定制御部２３０の内部メモリ２３２に格納されている。したがって、それぞれの測定値が対応する所定の値の範囲内にあれば、各測定手段が動作しており、かつ、電極３７及び接触子５２（したがって電極３８）が皮膚に接触していると判断することができる。

ステップ８６でいずれの測定値も所定の値の範囲に入っている判定した場合には、ステップ８８で、測定制御部２３０は、測定端面３６への押圧力が所定の大きさになるまで、すなわち、所定押圧力検出信号が生成されるまで待つ。

所定押圧力検出信号を受信すると、測定制御部２３０は、ステップ９０で測定中ランプを点灯させて、水分量データ測定回路２１０、弾力データ測定回路２２０に、それぞれ、水分量測定開始信号、弾力測定開始信号を送出する。

水分量データ測定回路２１０、弾力データ測定回路２２０がそれぞれ、水分量測定開始信号、弾力測定開始信号を受信すると、接触時直流導電度及び接触時交流導電度の測定（ステップ１００）と弾力センサの接触時周波数の測定（ステップ１１０）が同時に開始されて、それらの測定が同時並列的に実施される。

先ず、ステップ１００における、水分量データ測定手段４００による直流／交流導電度の測定動作から説明する。水分量データ測定回路２１０は、水分量測定開始信号を受信すると、ステップ１０２で、ＤＣ／ＡＣ電圧印加手段４２０によって電極３８、３７間に直流電圧と交流電圧を同時に印加した後、直流導電度測定回路４３０、交流導電度測定回路４４０によってそれらの電極間の直流導電度及び交流導電度をそれぞれ測定する。

測定制御部２３０は、ステップ１０２で測定された直流導電度及び交流導電度をＣＰＵ２３１の内部レジスタに保持する。

ステップ１０４で、測定制御部２３０は、直流導電度測定回路４３０によって測定された直流導電度に基づいて測定部位の皮膚が発汗しているか否かを判断する。具体的には、測定された直流導電度が所定値以下（一実施形態では、この所定値は、測定限界下限値以下、たとえばゼロである）の場合には、測定制御部２３０は、測定部位の皮膚は発汗していないと判断する。

一方、測定された直流導電度が所定値より大きな値の場合には、測定制御部２３０は、測定部位の皮膚が発汗していると判断して、ステップ１０６において発汗検知ランプを点灯させる。オペレータは、発汗検知ランプの点灯によって、測定部位の皮膚が発汗しているために、水分量データの正確な測定を実施できる状態にはないことを知ることができる。この場合は、図８には示していないが、オペレータは、測定を一旦中止し、汗を拭き取るなどの適宜な処理をした後、再度プローブの測定スイッチをオンにして、発汗が検知されないことを確認した後で測定を実施するようにするか、あるいは、そのまま測定を続行するかを選択できるようにプローブ１０を構成してもよい。尚、ステップ１０２において、直流電圧と交流電圧を同時に印加するものとしたが、先に直流電圧を印加して発汗の有無を判断するようにしてもよい。

次に、ステップ１１０における、弾力データ測定手段６００による接触時周波数の測定動作について説明する。弾力データ測定回路２２０は、測定制御部２３０から弾力測定開始信号を受信すると、ステップ１１２において、ステップ８２の場合と同様に、自励発振回路６１２を起動して振動子５１を振動させ、ステップ１１４において、周波数測定回路６１４において振動子５１の振動周波数を測定する。これによって、接触子５２が皮膚に接触した状態における振動周波数（接触時周波数）が測定される。この接触時周波数は、測定制御部２３０のＣＰＵ２３１の内部レジスタに保持される。

ステップ１２０において測定制御部２３０は、ステップ１０２及び１１４で測定された接触時交流導電度及び接触時周波数を内部レジスタから読み出して、これら二つのデータ値が、それぞれに対応する正常値の範囲内にあるか否かを判定し、いずれか一方でも正常値の範囲内にない場合には、ステップ１２２において、測定中ランプを消灯するとともに測定エラーランプを点灯させてステップ８０に処理を戻す。オペレータは、この測定エラーランプの点灯によって、有効な測定ができなかったことを知ることができる。

尚、接触時交流導電度及び接触時周波数の正常値の範囲は、電極３７、３８及び弾力センサ５０の接触子５２が皮膚に適切に接触しているときに測定される可能性のある交流導電度及び振動周波数の範囲として予め実験的に画定しておくことができ、これらの正常値の範囲は、測定制御部２３０の内部メモリ２３２に格納されている。

ステップ１２０で両方の測定データが正常値の範囲内にあると判定すると、測定制御部２３０は、ステップ１２４で、皮膚の水分値、発汗値及び弾力値を決定する。具体的には、ステップ１０２で測定された接触時交流導電度、接触時直流導電度を、それぞれ皮膚の水分値、発汗値として内部メモリ２３２に格納する。また、ステップ８２で測定された非接触時周波数とステップ１１４で測定された接触時周波数の差を皮膚の弾力値として、内部メモリ２３２に格納する。

ステップ１２６で、測定制御部２３０は、水分量測定開始信号及び弾力測定開始信号をオフにすると共に、測定中ランプを消灯して、水分量データ及び弾力データの測定が正常に終了したことをオペレータに通知する。オペレータは測定中ランプの消灯を確認することによって、プローブを皮膚から離すことができるが、これに応じてスプリングが伸長し、押圧検出器５８は所定押圧力検出信号をオフにする。

Ｂ．第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、水分量データ測定手段及び弾力データ測定手段を組み込んだ第一の実施形態におけるプローブに、さらに、皮脂量を測定するための手段（皮脂量データ測定手段）と皮膚の色（肌色）を測定するための手段（肌色データ測定手段）を組み込み、これらの四つの測定手段による測定を一回のプローブ操作で測定可能としたものである。

Ｂ−１．プローブの全体構成
図９は、図１（ｃ）に示す第一の実施形態のプローブ１０の全体外観と同様の全体外観を有する第二の実施形態のプローブ９００の構成を説明する図であり、図９（ａ）は、プローブ９００の不図示の全体外観図において、図１（ｃ）のＸ−Ｘ’ラインに対応するラインで切り取ったときのセンサ部の断面図、図９（ｂ）は、プローブ９００の端部に設けられた接触端面（測定端面）９３６の平面図である。プローブ９００は、第一の実施形態と同じくオペレータの手で把持可能に形成された本体ケーシング９１２に収容されたプローブ本体部９２０と、本体ケーシング９１２の先頭部分に設けられたセンサケーシング９１４に収容されたセンサ部９３０から構成される。

センサ部９３０は、第一の実施形態と同様の、皮膚の直流導電度及び交流導電度を測定するための２つの電極９３７、９３８、皮膚の弾力を測定するための弾力センサ９５０に加え、さらに、肌色センサと皮脂量センサを備える。そして、これらを円柱状のスリーブ９３４が囲んでいる。

測定端面９３６は、第一の実施形態と同様に、スリーブ９３４の底面を形成し、図９（ｂ）に示すように、その中央部には、弾力センサ９５０の先端部が測定端面９３６を介してスリーブ９３４内外に移動できるようにするための開口部９５４が設けられている。電極９３７は、環状電極として測定端面９３６の円周部に配設されている。本実施形態ではさらに、開口部９５４と環状電極９３７の間の適宜な箇所に円柱状の光透過体９７０が設けられている。

肌色センサは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長光を放射するフルカラー放射源９７６と、フルカラー放射源９７６から放射されたＲ、Ｇ、Ｂの各波長光をプローブ９００の外部、すなわち、スリーブ９３４外へと透過させると共に、各波長光の反射光をプローブ９００の内部、すなわちスリーブ９３４内へと戻すための光路を提供する光透過体９７０、及び、各波長光の反射光を受光するための受光器９７８から構成される。

皮脂量センサは、近赤外光を放射する近赤外放射源９７２と、近赤外放射源９７２から放射された近赤外光をプローブ９００の外部、すなわち、スリーブ９３４外へと透過させると共に、近赤外光の反射光をプローブ９００の内部、すなわちスリーブ９３４内へと戻すための光路を提供する光透過体９７０と、近赤外光の反射光を受光するための受光器９７４、及び、受光器９７４への可視光波長領域の外乱光の入射を阻止するために受光器９７４の前方に配置された可視光遮断フィルタ（図１２の１２１２）から構成される。

このように、光透過体９７０は、肌色センサと皮脂量センサにおいて共用されている。さらに、光透過体９７０は、近赤外光及びＲＧＢの各波長光のための光路を提供するだけでなく、光透過体９７０が皮膚に接触したときに皮膚との接触面に皮脂を付着させることによって皮脂を採取する機能を有し、これによって、同一部位の皮膚に対する肌色データと皮脂量データを一回の操作でほぼ同時に測定できるようになっている。

光透過体９７０は、ガラスやアクリル樹脂等の光に対して透明性の高い材料から形成されたものを使用することができ、本実施形態では、光透過体９７０として光学的に透明なガラスを採用した。光透過体９７０は、また、測定端面９３６に隙間なく一体的に嵌め込まれており、これによって、弾力センサ９５０の先端部が開口部９５４を塞ぐ効果と相俟って、皮膚表面上の化粧料や皮脂成分等の埃が測定端面９３６を介してスリーブ９３４内部に侵入しにくい構成とされている。さらに、光透過体９７０の下面（測定時に皮膚と接触する側の面）は、光透過体の下面全体が皮膚に均一に当接するように平坦とされており、これによって、ＲＧＢの各波長光を常に一定の角度で皮膚に照射することが可能とされている。また、光透過体９７０の下面は、測定端面９３６と同一平面をなして配設されており、これによって、後述の接触時ＲＧＢ反射量の測定を、接触時直流／交流導電度及び接触時周波数の測定と同時に実施することが可能とされている。本実施形態の光透過体９７０は、さらに上面も平坦とされ、上面と下面は平行をなしている。

図９（ａ）に示す、弾力センサ９５０、スプリング９６０、９６２及び押圧検出器９５８の配置関係、構成及び動作は、第一の実施形態の弾力センサ５０、スプリング６０、６２及び押圧検出器５８と同様であるので、それらについての詳細な説明は省く。

尚、参照番号１０５０、１０００で示されている本体ケーシング９１２内の二つのブロックは、それぞれ、後述の測定制御部からなるブロック、水分量／弾力／肌色／皮脂量の各データ測定回路からなるブロックである。

図１０は、第一の実施形態の機能ブロック図である図２に対応する本実施形態のブローブ９００の機能ブロック図であり、１０１０、１０２０、１０３０、１０４０は、それぞれ、水分量データ測定回路、弾力データ測定回路、肌色データ測定回路、皮脂量データ測定回路である。図２の構成に対して、肌色データ測定回路１０３０とセンサ部９３０に設けられた肌色センサからなる肌色データ測定手段、及び、皮脂量データ測定回路１０４０とセンサ部９３０に設けられた皮脂量センサからなる皮脂量データ測定手段が追加されている。

測定制御部１０５０は、第一の実施形態の測定制御部２３０における水分／弾力の各データ測定手段に加えて、肌色／皮脂量の各データ測定手段に関する制御、データ処理及び入出力処理等を行う。肌色の測定に関しては、測定制御部１０５０は、後述のＲＧＢ基準反射量と接触時ＲＧＢ反射量との比（反射率）を、Ｒ、Ｇ、Ｂ各三波長光毎に計算し、これらの反射率を肌色値として内部メモリ１０５２に格納する。また、皮脂量の測定に関しては、測定制御部１０５０は、後述の近赤外基準反射量と皮脂付着時近赤外反射量との比（反射率）を計算し、この反射率を皮脂値として内部メモリ１０５２に格納する。近赤外基準反射量は、皮脂値を測定する毎に測定されて内部メモリ１０５２に格納される。

また、参照番号１０５３、１０５４で示されているブロックは、それぞれ、第一の実施形態に関する図２の２３３、２３４で示されているブロックと同様の入力部、出力部である。また、水分／弾力の各データ測定手段に関する測定制御部１０５０の動作は第一の実施形態における測定制御部２３０の動作と同様である。測定制御部１０５０には、第一の実施形態と同様の、外部のデータ処理装置１０６０との通信を行うためのＩ／Ｆ部１０５５が設けられており、このＩ/Ｆ部を介して測定された各データをデータ処理装置１０６０に送ることができる。データ処理装置１０６０は、所定の肌診断ソフトによって、プローブ９００から送信されたデータに対して肌診断のための所定の処理を行い、その結果を、表示装置１０７０に表示したり、プローブ９００に戻したりできるものであり、パーソナルコンピュータ等の一般的なコンピュータシステムで構築することができる。

水分量データ測定手段及び弾力データ測定手段の構成及び動作は、第一の実施形態と同様である。すなわち、水分量データ測定手段は、第一の実施形態における図４または図５に関して説明した構成のいずれを採用してもよく、弾力データ測定手段は、図６に関して説明した構成を採用することができる。そこで、以下では、肌色データ測定手段と皮脂量データ測定手段の構成及び動作について説明する。

Ｂ−２．肌色データ測定手段の構成及び動作
図１１は、本発明の一実施例による肌色データ測定手段１１００の構成及び動作を説明するための概念図であり、図９及び図１０と同じ構成要素にはそれらの図面と同じ参照番号を付している。但し、説明の便宜上、以下の肌色データ測定手段の動作の説明に必要とされない部分は図中から省いている。

肌色データ測定手段１１００は、肌色データ測定回路１０３０とセンサ部９３０に設けられた上述の肌色センサから構成される。肌色データ測定回路１０３０は、フルカラー放射源９７６のオン／オフを制御するためのＲＧＢ発光回路１０３２と、ＲＧＢ光の反射量を測定するためのＲＧＢ反射量測定回路１０３４から構成される。

肌色データ測定手段１１００は、フルカラー放射源９７６から光透過体９７０に向けてＲＧＢの各三波長光を放射し、光透過体９７０を介する各三波長光の反射量を光検出器９７８で検出して測定制御部１０５０に送るように構成される。

本実施形態では、フルカラー放射源９７６としてＲ、Ｇ、Ｂの各三波長光を放射するＲＧＢ ＬＥＤを採用し、受光器９７８として一個のフォトトランジスタを採用した。尚、受光器９７８としては、フォトトランジスタの他に、フォトダイオードやＣＣＤセンサ等の光電センサを適宜使用することができる。

本実施形態では、受光器９７８として一個のフォトトランジスタを用いたので、ＲＧＢ発光回路１０３２により、ＲＧＢ ＬＥＤ９７６が、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長光毎に順次（たとえば、Ｒ、Ｇ、Ｂの順番で）適宜のタイミングで発光するように制御し、ＲＧＢ反射量測定回路１０３４は、フォトトランジスタ９７８からの出力電流を各波長光の発光タイミングに同期したタイミングでそれぞれサンプリングする構成とした。このタイミングの同期化は、ＲＧＢ発光回路１０３２とＲＧＢ反射量測定回路１０３４との動作タイミングを測定制御部１０５０によって制御することによって行われる。

また、本実施形態では、図９（ｃ）に示すように、光透過体９７０に対してＲＧＢ ＬＥＤ９７６の中心光軸の入射角と反射角が等しい光軸上に受光器９７８を配置し、また、図９（ａ）に示すように、それらのＬＥＤと受光器を、測定端面を基準としてスリーブの上面方向にほぼ同じ高さに配置した。

ここで、接触時ＲＧＢ反射量とは、光透過体を皮膚などの測定部位に接触させた状態で測定された各三波長光毎の反射量をいうものとする。また、ＲＧＢ基準反射量とは、プローブ９００の製造工程または較正時において、測定端面９３６（及び光透過体９７０）の下に鏡面を配置した状態で、フルカラー放射源９７６から鏡面に対してＲＧＢの各三波長光を照射したときに測定されたその鏡面からの各三波長光毎の反射量をいうものとする。ＲＧＢ基準反射量は、製造時または較正時において測定制御部１０５０の内部メモリ１０５２に格納されている。

Ｂ−３．皮脂量データ測定手段の構成及び動作
図１２は、本発明の一実施例による皮脂量データ測定手段１２００の構成及び動作を説明するための概念図であり、図９及び図１０と同じ構成要素にはそれらの図面と同じ参照番号を付している。但し、説明の便宜上、以下の皮脂量データ測定手段の動作の説明に必要とされない部分は図中から省いている。

皮脂量データ測定手段１２００は、皮脂量データ測定回路１０４０とセンサ部９３０に設けられた上述の皮脂量センサとから構成され、皮脂量データ測定回路１０４０は、近赤外放射源９７２のオン／オフを制御するための近赤外発光回路１０４２と、近赤外光の反射量を測定するための近赤外反射量測定回路１０４４から構成される。

皮脂量データ測定手段１２００は、近赤外放射源９７２から光透過体９７０に向けて近赤外光を放射し、光透過体９７０を介する近赤外光の反射光を光検出器９７４で検出して測定制御部１０５０に送るように構成されている。

近赤外放射源９７２は、放射光の波長が８９０ｎｍ〜９９０ｎｍの近赤外波長領域中の特定の波長において最大強度を有するものが好ましく、本実施形態では、９５０ｎｍに最大強度を有する近赤外ＬＥＤを採用した。また、受光器９７４として一個のフォトトランジスタを採用したが、受光器９７４としては、フォトトランジスタの他に、フォトダイオードやＣＣＤセンサ等の光電センサを適宜使用することができる。

また、本実施形態では、図９（ｃ）に示すように、光透過体９７０に対して近赤外ＬＥＤ９７２の中心光軸の入射角と反射角が等しい光軸上に受光器９７４を配置し、また、図９（ａ）に示すように、近赤外ＬＥＤ９７２と受光器９７４を、測定端面９３６を基準として、スリーブ９３４の上面方向にほぼ同じ高さに配置した。

以下、近赤外基準反射量とは、光透過体９７０が皮膚に接触していない状態において、光透過体９７０に皮脂やその他の埃が付着していないとみなしうる状態で測定された近赤外光の反射量をいい、皮脂付着時近赤外反射量とは、光透過体９７０を皮膚に接触させるなどすることにより、光透過体９７０に皮脂が付着したとみなしうる状態で測定された近赤外光の反射量をいうものとする。本実施形態では、光透過体９７０を皮膚に接触させて光透過体９７０の下面に皮脂を付着させた後、図１２に示すように、光透過体９７０を皮膚から離した状態で、近赤外光を光透過体９７０に照射して、皮脂付着時近赤外反射量を測定するようにした。これによって、皮膚による近赤外光の散乱などの影響を排除して、より正確に皮脂量を測定することが可能となった。

Ｂ−４．プローブによる測定処理の流れ
次に、以上のように構成されたプローブの動作を図１３に示すフローチャートを参照して説明する。第一の実施形態と同様に、各データ測定手段の動作の制御、各データ測定手段からのデータの処理、及び、プローブ内外への入出力処理を含むプローブ全体の測定処理の制御は、測定制御部１０５０のＣＰＵ１０５１によって実行される内部メモリ１０５２に格納されたプログラムに基づいて実施される。

尚、測定スイッチは、本体ケーシング９１２に設けられて、測定制御部１０５０の入力部１０５３の一部を構成する不図示のスイッチであり、測定中ランプ、発汗検知ランプ及び測定エラーランプは、いずれも、本体ケーシング９１２に設けられて、測定制御部１０５０の出力部１０５４の一部を構成する不図示のＬＥＤランプである。

ステップ１３０で、測定制御部１０５０は、オペレータからの測定開始指示、すなわち、測定スイッチがオンとなるのを待つ。この間、実際には、測定を開始するために、オペレータは、プローブ９００を皮膚から離した状態で、測定スイッチをオンにすることになる。

ステップ１３２で測定スイッチがオンになったのを検出すると、測定制御部１０５０は皮脂量データ測定回路１０４０に近赤外光の反射量（近赤外基準反射量）を測定させるための制御信号を送出する。

この制御信号に応答して、皮脂量データ測定回路１０４０は、近赤外ＬＥＤ９７２から近赤外光を光透過体９７０に向けて放射させる。光透過体９７０を介してスリーブ９３４内に戻った反射光は、可視光領域の外乱成分を除去するための可視光遮断フィルタ１２１２を通過した後、受光器９７４で検出される。検出された反射量（近赤外基準反射量（電流値））は測定制御部１０５０に送られてＣＰＵ１０５１の内部レジスタに保持される。

ステップ１３４で、測定制御部１０５０は、ステップ１３２で測定された近赤外基準反射量が妥当な値の範囲内にあるか否かを判定する。妥当な値の範囲内でないと判断した場合には、処理はステップ１３２に戻り、測定値が妥当な値の範囲に入るまで、近赤外基準反射量の測定（ステップ１３２）とその測定値が妥当な値の範囲にあるか否かの判断（ステップ１３４）が繰り返される（実際には、妥当な値の範囲にないと判定された場合には、その旨の表示がなされ、オペレータは、光透過体９７０を拭くなどの光透過体９７０の汚れを落とす作業を行うことになる）。この妥当な値の範囲は、光透過体９７０が皮膚から離れており、かつ、皮脂やその他の埃が光透過体９７０に付着していないときに測定されるべき値の範囲として、個々のプローブについて予め実験的に決定されて、測定制御部１０５０の内部メモリ１０５２に格納されている。

測定された近赤外基準反射量が妥当な値であると判定した場合には、測定制御部１０５０は、ステップ１３６で、弾力データ測定回路１０２０に、振動子９５１の振動周波数を測定させるための制御信号を送出する。この制御信号に応答して、弾力データ測定回路１０２０は、第一の実施形態と同様にして非接触時周波数を測定する。

オペレータは、ステップ１３８乃至１４２の処理中に、プローブ９００（の測定端面９３６）を皮膚に対して押圧することができ、これによってスプリング９６０及び９６２が圧縮される。

ステップ１３８で、測定制御部１０５０は、水分量データ測定回路１０１０、弾力データ測定回路１０２０、肌色データ測定回路１０３０、皮脂量データ測定回路１０４０に各データを測定させるための制御信号を送出する。この制御信号に応答して、各測定回路は、交流導電度、振動周波数、Ｒ、Ｇ、Ｂの各三波長光の反射量、近赤外光の反射量をそれぞれ測定する。

ステップ１４０で、測定制御部１０５０は、ステップ１３８で測定された全てのデータ値が、それぞれに対応する所定の値の範囲にあるか否かを判定する。いずれか一つの測定データが対応する所定の値の範囲内にない場合には、その範囲内に入るまで、（プローブの押し当てによるスプリング９６０、９６２の圧縮と並行して）それぞれのデータの測定（ステップ１３８）と、測定されたデータが対応する所定の値の範囲にあるか否かの判定（ステップ１４０）を繰り返す。

これらの所定の値の範囲は、電極９３７、９３８、接触子９５２及び光透過体９７０が皮膚に接触しているときに測定される妥当な値の範囲として予め実験的に決定されて、測定制御部１０５０の内部メモリ１０５２に格納されている。したがって、それぞれの測定値が対応する所定の値の範囲内にあれば、各測定手段が動作しており、及び、電極９３７、９３８、接触子９５２及び光透過体９７０が共に皮膚に接触していると判断することができる。

ステップ１４０で、上記全てのデータ値がそれぞれに対応する所定の値の範囲に入っていると判定した場合には、ステップ１４２で、測定制御部１０５０は、測定端面９３６への押圧力が所定の大きさになるまで、すなわち、所定押圧力検出信号が生成されるまで待つ。ここで、測定端面９３６に所定の大きさの押圧力が印加されているときの測定端面９３６と皮膚との接触状態は、接触時交流導電度、接触時周波数、及び接触時ＲＧＢ反射量の測定に適し、かつ、光透過体９７０に皮脂が付着するのに適した状態とされる。

測定制御部１０５０は所定押圧力検出信号を受信すると、ステップ１４４で、水分量データ測定回路、弾力データ測定回路、肌色データ測定回路に、それぞれ、水分量測定開始信号、弾力測定開始信号、肌色測定開始信号を送出すると共に、測定中ランプを点灯させて、プローブ９００がデータ測定中であることをオペレータに知らせる。

水分量データ測定回路、弾力データ測定回路、肌色データ測定回路が、それぞれ、水分量／弾力／肌色測定開始信号を受信すると、接触時直流導電度及び接触時交流導電度の測定（ステップ１５０）、接触時周波数の測定（ステップ１６０）、及び接触時ＲＧＢ反射量の測定（ステップ１７０）が同時に開始されて、それらの測定が同時並列的に実施される。尚、ステップ１５０では、測定制御部１０５０による発汗検知処理も行われる。

水分量データ測定手段による接触時交流／直流導電度の測定動作、測定制御部１０５０による発汗検知処理、及び、弾力データ測定手段による接触時周波数の測定動作は、第一の実施形態について説明した図８のフローチャートのステップ１００、１１０における処理とそれぞれ同様であるので、それらについての説明は省き、ステップ１７０における肌色データ測定手段の測定動作について説明する。

肌色データ測定回路１０３０において、測定制御部１０５０からの肌色測定開始信号が受信されると、ステップ１７２で、ＲＧＢ発光回路１０３２が、ＲＧＢ ＬＥＤ９７６にＲ、Ｇ、Ｂの各波長光をこの順で所定のタイミングで放射させる。放射された各波長光は光透過体９７０を通過して光透過体９７０に接触している皮膚を照射し、皮膚から反射して、再度、光透過体９７０を通過してスリーブ９３４内に戻る。この反射光はフォトトランジスタ９７８で受光されて反射量に応じた電流が生成される。

ステップ１７４で、ＲＧＢ反射量測定回路１０３４は、生成された電流を不図示の増幅器で増幅して、上述のように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長光の照射タイミングに同期したタイミングで各波長光の反射量に対応する電流値をそれぞれサンプリングした後、測定制御部１０５０に伝送する。サンプリングされた電流値は測定制御部１０５０のＣＰＵ１０５１の内部レジスタに保持される。

測定制御部１０５０は、ステップ１５０、１６０、及び１７４において各データが測定されると、ステップ１８０で測定中ランプを消灯させ、それらのデータが測定されたことをオペレータに通知する。オペレータはこの測定中ランプの消灯を確認することによって、皮脂量の測定のためにプローブ９００を皮膚から離すことができる。

後続のステップ１８２乃至１８６と並行してオペレータがプローブ９００を皮膚から離す過程で、スプリング９６０、９６２が伸長して押圧検出器９５８のスイッチが開き、所定押圧力検出信号がオフになる。

測定制御部１０５０は、ステップ１８２において、水分／弾力／肌色／皮脂量の各四つのデータ測定手段に交流導電度／振動周波数／Ｒ、Ｇ、Ｂの各三波長光の反射量／近赤外光の反射量をそれぞれ測定させ、ステップ１８４において、ステップ１８２で測定されたデータ値がそれぞれに対応する所定の値の範囲内にあるか否かを判定する。

これらの所定の値の範囲は、光透過体９７０が皮膚から十分離れているときに各測定手段によって測定されるべきデータの妥当な値の範囲として予め実験的に決定され、測定制御部１０５０の内部メモリ１０５２に格納されている。したがって、測定制御部１０５０は、これらの全てのデータ値がそれぞれに対応する所定の値の範囲内にあれば、測定端面９３６は皮膚から離れたと判断することができる。それらのデータ値の全てがそれぞれに対応する所定の値の範囲内に入るまでステップ１８２と１８４は繰り返される。

ステップ１８４において、ステップ１８２で測定された全てのデータ値がそれぞれに対応する所定の値の範囲内にあると判定した場合には、測定制御部１０５０は、ステップ１８６で、たとえば、内蔵のタイマー回路を用いて、所定時間（たとえば、０．５秒程度）経過するまで待つ。このように、所定時間待つのは、オペレータが、測定端面９３６を皮膚から十分な距離離した状態にすることができるようにするための時間を確保するためである。

測定制御部１０５０は、ステップ１８６で所定時間が経過したことを判定すると、ステップ１８８で、測定中ランプを点灯させると共に、皮脂量データ測定回路１０４０に皮脂測定開始信号を送出する。

皮脂量データ測定回路１０４０は、皮脂測定開始信号を受信すると、ステップ１９０で、接触時周波数の測定を開始する。すなわち、ステップ１９２で、皮脂量データ測定回路１０４０中の近赤外発光回路１０４２が近赤外ＬＥＤ９７２をオンにして近赤外光を放射させる。放射された近赤外光は、光透過体９７０を通過して、光透過体９７０の下面に付着した皮脂で反射して、再び光透過体９７０を通過してスリーブ９３４内に戻される。この反射光は、可視光遮断フィルタ１２１２を通過してフォトトランジスタ９７４で受光され、受光した反射量に応じた電流が生成される。

ステップ１９４で、近赤外反射量測定回路１０４４は、フォトトランジスタ９７４で生成された電流を不図示の増幅回路で増幅した後サンプリングする。サンプリングされた電流測定値は、測定制御部１０５０に伝送されてＣＰＵ１０５１の内部レジスタに保持される。

ステップ２００において測定制御部１０５０は、ステップ１５０、１６０、１７４、及び１９４においてそれぞれ測定された接触時交流導電度、接触時周波数、接触時ＲＧＢ反射量、皮脂付着時近赤外反射量を内部レジスタから読み出して、これら全てのデータ値が、それぞれに対応する正常値の範囲内にあるか否かを判定する。いずれか一つのデータ値が正常値の範囲内にない場合には、測定制御部１０５０は、ステップ２０２において、測定中ランプを消灯するとともに測定エラーランプを点灯させてステップ１３０に処理を戻す。オペレータは、このエラー表示によって、有効な測定ができなかったことを知ることができる。

尚、接触時交流導電度及び接触時周波数の正常値の範囲は、第一の実施形態に関して図８のステップ１２０で述べたのと同様であり、接触時ＲＧＢ反射量の正常値の範囲は、接触端面９３６が皮膚に適切に接触しているときに測定される可能性のあるＲ、Ｇ、Ｂの各三波長光の反射量の範囲として、皮脂付着時近赤外反射量の正常値の範囲は、人間の皮膚の皮脂量からの近赤外光の反射量として測定される可能性のある反射量の範囲として、それぞれ予め実験的に画定しておくことができる。これらの正常値の範囲は測定制御部１０５０の内部メモリ１０５２に格納されている。

ステップ２００で、上記の全てのデータ値が正常値の範囲内にあると判定すると、測定制御部１０５０は、ステップ２０４で、測定された各データから皮膚の各性状値（発汗値、水分値、弾力値、肌色値、皮脂値）を決定して内部メモリ１０５２に格納する。具体的には、ステップ１５０で測定された接触時直流導電度、接触時交流導電度をそれぞれ、発汗値、水分値とし、ステップ１３６で測定された非接触時周波数とステップ１６０で測定された接触時周波数との差を弾力値とし、予め測定されて内部メモリ１０５２に格納されているＲＧＢ基準反射量とステップ１７４で測定された接触時ＲＧＢ反射量との各波長光毎の比（Ｒ、Ｇ、Ｂの各三波長の反射率）を肌色値とし、ステップ１３２で測定された近赤外基準反射量とステップ１９４で測定された皮脂付着時近赤外反射量の比（近赤外反射率）を皮脂値としてそれぞれ内部メモリ１０５２に格納する。

その後、測定制御部１０５０は、ステップ２０６で測定中ランプを消灯して、全ての測定が正常に終了したことをオペレータに知らせる。

以上のように、本発明の第二の実施形態は、所定の押圧力がスリーブ、すなわち測定端面に加えられた時点で、測定制御部１０５０からの指示によって、皮脂量データ測定手段を除く三つのデータ測定手段がその測定動作を同時に開始し、それらの測定が終了してプローブが皮膚から離されると皮脂量データの測定に移行するように構成されている。したがって、第二の実施形態によれば、プローブを皮膚に接触させて離すという一回の操作でほぼ同時に五つの皮膚性状値を取得することができる。

尚、ステップ１８２乃至１８６の代わりに、プローブが皮膚から離れたことをオペレータ自身が確認することによって皮脂量データの測定に移行するようにしてもよい。

また、第二の実施形態における水分量データ測定手段として、第一の実施形態における水分量データ測定手段を採用するものとして説明したが、水分量データ測定手段において、発汗検知のための直流電圧印加手段及び直流導電度測定手段は省いてもよい。その場合、当然ながら、図１３に関して説明したプローブの測定処理において、発汗検知に関する処理は存在しない。

また、第一の実施形態と同様に、皮膚の表面温度を測定するための皮膚温度測定手段を測定端面９３６に設けてもよい。すなわち、サーミスタや熱電対などの接触型の温度センサを、図１（ｂ）の５６で示すのと同様の測定端面の適宜な箇所に設けて、測定端面９３６が皮膚に接触したときに、皮膚の表面温度を測定するようにしてもよい。

また、第二の実施形態における肌色データ測定手段及び皮脂量データ測定手段の一方または両方を従来構成のもので代用することもできる。すなわち、肌色データ測定手段の肌色センサにおいて、皮脂量センサと光透過体を共用せず、たとえば、特開平１１−２１８４４７号公報に開示されているように、スリーブの底面の開口部、すなわち、測定端面９３６の適宜な箇所に設けられた所定の開口部を通して、ＲＧＢ光の皮膚への放射及び皮膚からの反射を行うようにしてもよい。

また、第二の実施形態の皮脂量データ測定手段は、光透過体９７０を皮膚に接触させて皮脂を付着させた後で、プローブ９００が皮膚から離れたときに皮脂付着時の近赤外光の反射量を測定するように構成されているが、この代わりに、特開２００４−７７３３２号公報に開示されているように、皮脂採取面すなわち光透過体を皮膚に接触させた状態で皮脂付着時の近赤外光の反射量を測定するようにしてもよい。上述の第二の実施形態においてかかる従来構成の皮脂量データ測定手段を採用した場合には、図１３のステップ１８２乃至１９４に代えて、図１３のステップ１５０、１６０及び１７０と同時並列的に、図１３のステップ１９０における皮脂付着時の近赤外光の反射量の測定を実施することができるので、皮膚の水分量、発汗値、弾力、肌色の同時測定に加えて、さらに、皮脂量も同時に測定することが可能となる。

また、第二の実施形態の皮脂量データ測定手段における皮脂量センサの放射源として近赤外領域以外の波長領域の光を放射する放射源を採用することもできるが、可視光〜近赤外光の波長領域内の光を放射する放射源が好ましい。

また、第二の実施形態の肌色データ測定手段におけるＲＧＢ ＬＥＤとしては、Ｒの波長光として６２０ｎｍ〜６４０ｎｍ、Ｇの波長光として５１０ｎｍ〜５３０ｎｍ、Ｂの波長光として４６０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内の波長をそれぞれ放射するものを採用することができる。今回は、ＲＧＢ ＬＥＤとして、Ｒ：６３０ｎｍ、Ｇ：５２０ｎｍ、Ｂ：４７０ｎｍの各波長光を放射するものを使用した。

また、第一及び第二の実施形態の何れにおいても、二つのスプリング（６０と６２、または９６０と９６２）の両方を備えることは必須ではない。すなわち、スリーブと本体ケーシング間にはスプリング（６２または９６２）を設けるが、弾力センサの後端部にはスプリング（６０または９６０）を設けずに弾力センサを本体ケーシングまたはセンサケーシングに対して固定し、測定端面が皮膚に押し当てられる前の状態では、弾力センサの接触子がスリーブ内に後退した状態とされた構成を採用してもよい。この場合は、スリーブが押圧されてスプリング（６２または９６２）が圧縮されるに伴って、弾力センサの接触子が測定端面の開口部に接近し、所定の押圧力がスプリング（６２または９６２）を介してスリーブに印加された時点で、接触子の先端部と測定端面が共に皮膚に接触するようにすることができる。

また、逆に、弾力センサの後端部にはスプリング（６０または９６０）を設けるが、スリーブと本体ケーシング間にはスプリング（６２または９６２）を設けずにスリーブを本体またはセンサケーシングに対して固定して、測定端面が皮膚に押し当てられる前の状態では、弾力センサの接触子がスリーブ外に突出した状態とされた構成を採用してもよい。この場合は、弾力センサが押圧されてスプリング（６０または９６０）が圧縮されるに伴って、弾力センサの接触子が測定端面の開口部に接近し、所定の押圧力がスプリング（６０または９６０）を介して弾力センサに印加された時点で、接触子の先端部と測定端面が共に皮膚に接触するようにすることができる。

また、第一及び第二の実施形態の図８及び図１３のそれぞれにおける測定処理のフローの説明では、水分量データ測定手段として、図４に示す構成を採用したものとして説明したが、図５に示す構成を採用してもてよい。

また、図８のステップ８４、８６、１２０、１２２、図１３のステップ１３４、１３８、１４０、１８２〜１８６、２００、及び２０２をオプションとしてもよい。

また、図８のステップ８８、図１３のステップ１４２に代えて、オペレータが、測定端面が皮膚に適度の押圧力で接触したことを確認した後、適宜に設けたスイッチをオンにすることにより、以降のステップが開始されるようにしてもよい。

また、第一及び第二の実施形態において、オペレータに動作状況を通知するために複数のＬＥＤを用いたが、一つのＬＥＤだけを用いて、その点灯の色や点滅周期を適宜変更するようにしてもよく、また、ＬＥＤの代わりにブザー音やＬＣＤ表示を採用してもよい。

本発明の第一の実施例によるプローブの構成を説明する図であり、（ａ）は、プローブの断面図、（ｂ）は、プローブの端部に設けられた測定端面の平面図、（ｃ）は、プローブの全体外観図である。 本発明の第一の実施例によるプローブの機能ブロック図である。 本発明の第一の実施例によるプローブにおける押圧検出器の動作を説明する図であり、（ａ）は、測定端面が皮膚に接触しておらず、押圧検出器のスイッチが開いた状態を、（ｂ）は、測定端面が所定の押圧力で皮膚に押し当てられているために、押圧検出器のスイッチが閉じている状態を、それぞれ示す。 本発明の第一の実施例によるプローブにおける水分量データ測定手段の構成を説明する図である。 本発明の第一の実施例によるプローブにおける図４に示す構成とは別の水分量データ測定手段の構成を説明する図である。 本発明の第一の実施例によるプローブにおける弾力データ測定手段の構成を説明する図である。 従来のプローブの測定端面に配設された水分量測定用の一対の環状電極の配置構成を説明する図である。 本発明の第一の実施例によるプローブの動作を説明するフローチャートである。 本発明の第二の実施例によるプローブの構成を説明する図であり、（ａ）は、プローブの断面図、（ｂ）は、プローブの端部に設けられた測定端面の平面図、（ｃ）は、近赤外放射源と対応する受光器、ＲＧＢ放射源と対応する受光器、及び光透過体の配置関係を示す平面図である。 本発明の第二の実施例によるプローブの機能ブロック図である。 本発明の第二の実施例によるプローブにおける肌色データ測定手段の構成を説明する図である。 本発明の第二の実施例によるプローブにおける皮脂量データ測定手段の構成を説明する図である。 本発明の第二の実施例によるプローブの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０、９００ プローブ
３６、９３６ 測定端面
３７、３８、９３７、９３８ 水分量測定電極
５０、９５０ 弾力センサ

Claims (6)

1. 皮膚の性状を測定するためのプローブであって、
   弾性部材により可動なスリーブと、
   該スリーブの端部に設けられた測定端面と、
   該測定端面に配設された第一の電極と、
   皮膚の弾力を測定するための弾力センサであって、該弾力センサの皮膚への接触時と非接触時における振動周波数の変化量に基づいて皮膚の弾力が測定される、弾力センサ
   とを備え、
   該弾力センサの端部が第二の電極をなし、
   前記測定端面を皮膚に押し当てることによって、第一の電極と第二の電極とからなる一対の電極が共に皮膚に接触するように構成され、
   該一対の電極を皮膚に接触させたときの、該一対の電極間の交流導電度に基づいて皮膚の水分量が測定される、プローブ。
2. 前記弾力センサは、振動子、該振動子に設けた接触子、及び振動検出素子からなり、該振動検出素子によって、該接触子の皮膚への接触時と非接触時における前記振動子の振動周波数が検出され、検出された接触時と非接触時の振動周波数の差が前記振動周波数の変化量とされ、
   前記接触子が前記第二の電極をなし、該接触子は、前記測定端面の中央部に設けられた開口部を介して前記スリーブ内外に可動自在とされ、
   前記第一及び第二の電極が共に皮膚に接触しているときに、前記交流導電度と前記接触時における振動周波数とを測定するようにした、請求項１に記載のプローブ。
3. 前記測定端面が所定の押圧力で押圧されているか否かを検出するための押圧力検出手段をさらに備え、
   該押圧力検出手段によって、前記測定端面が前記所定の押圧力で押圧されていることが検出されたときに、前記交流導電度及び前記振動周波数の測定が開始されるようにした、請求項１または２に記載のプローブ。
4. 前記一対の電極間に直流電圧を印加するための直流電圧印加手段と、
   該直流電圧印加手段によって前記一対の電極間に直流電圧が印加されているときの、該一対の電極間の直流導電度を測定するための直流導電度測定手段と
   をさらに備え、
   前記一対の電極が共に皮膚に接触しているときに、該直流導電度測定手段により測定された直流導電度に基づいて、皮膚が発汗しているか否かを検出するようにした、請求項１乃至３のいずれかに記載のプローブ。
5. 前記測定端面に設けられた第二の一対の電極と、
   該第二の一対の電極間に直流電圧を印加するための直流電圧印加手段と、
   該直流電圧印加手段によって該第二の一対の電極間に直流電圧が印加されているときの該第二の一対の電極間の直流導電度を測定するための直流導電度測定手段と
   をさらに備え、
   該第二の一対の電極が共に皮膚に接触しているときに該直流導電度測定手段により測定された直流導電度に基づいて、皮膚が発汗しているか否かを検出するようにした、請求項１乃至３のいずれかに記載のプローブ。
6. 前記測定端面が皮膚に接触しているときに測定された前記交流導電度が所定の値の範囲内にないときには、前記弾力センサは、前記振動周波数の測定を開始しないようにした、請求項１乃至５のいずれかに記載のプローブ。

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