JP2018029751A - 水分量測定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、水分量測定精度を改善し、また、汚れの清掃や除菌を必要とせずに水分量測定装置及び方法の使用を簡単にする水分量測定装置及び方法を提供する。【解決手段】水分量測定装置１０が皮膚３１の含有する水分量を測定していない場合は、静電容量測定部６０により測定された端子間電圧Ｖｃの測定値に基づきコンデンサ５０の静電容量である第１静電容量Ｃ１が測定される。前記水分量測定装置１０が前記皮膚３１の含有する水分量を測定する場合には、前記電極２３に対して前記指３０を離間状態よりも接近させる。この時、前記静電容量測定部６０では、前記静電容量測定装置により測定された端子間電圧Ｖｃの測定値により前記第１静電容量Ｃ１と前記指３０による静電容量Ｃｆとの合計である第２静電容量Ｃ２が測定される。前記算出手段７０により前記指３０による静電容量Ｃｆから前記皮膚３１が含有する水分量が算出される。【選択図】図１

Description

この発明は水分量測定装置及び方法に関し、特に、静電容量を計測することで被測定物の表面が含有する水分量を算出する水分量測定装置及び方法に関する。

人間を含む生物の指等の被測定物の表面が含有する水分量を測定する水分量測定装置としては、例えば以下の特許文献１等に記載された構成を図２として挙げることができる。すなわち、従来の水分量測定装置１には、センサ部２０に櫛形電極である第１電極２１と第２電極２２とが設けられている。そして、生物の指３０の表面である皮膚３１を前記センサ部２０に接触させて、前記皮膚３１の保湿状態に応じて変化する静電容量成分の静電容量値の代用値を検出することで、前記皮膚３１が含有する水分量を測定する。

特開２０１５−１５０３７４号公報

しかし、上記のような前記水分量測定装置１では、前記センサ部２０に直接前記皮膚３１が接触する。そのため、前記第１電極２１及び前記第２電極２２と前記皮膚３１との接触の状態に測定値が影響される場合があり、測定精度が不安定になる恐れがあるという課題があった。また、前記センサ部２０が前記皮膚３１に接触することにより前記センサ部２０、前記第１電極２１及び前記第２電極２２の汚れの清掃や除菌が必要であるので、前記水分量測定装置１の使用に手間がかかるという課題があった。

この発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、皮膚と電極とを非接触とすることで水分量測定装置及び方法の水分量測定精度を改善し、また、汚れの清掃や除菌を必要とせずに水分量測定装置及び方法の使用を簡単にすることを目的とする。

この発明に係る水分量測定装置及び方法は、被測定物が接近する電極と、前記電極とグランドとの間に接続されたコンデンサと、前記電極と前記グランドとの間の静電容量を測定する静電容量測定部と、前記被測定物の表面が含有する水分量を算出する算出手段と、を備え、前記静電容量測定部は、前記電極に前記被測定物が離間状態である場合の前記電極と前記グランドとの間の静電容量である第１静電容量と、前記電極に前記被測定物が前記離間状態よりも接近している場合の前記電極と前記グランドとの間の静電容量である第２静電容量とを測定し、前記算出手段は、前記第２静電容量と前記第１静電容量との差に基づき前記被測定物の前記表面が含有する水分量を算出し、また、前記被測定物は、生物の指であることを特徴とする。

この発明の水分量測定装置及び方法によれば、特に電極に被測定物が離間状態である場合の前記電極とグランドとの間の静電容量である第１静電容量と、前記電極に前記被測定物が前記離間状態よりも接近している場合の前記電極と前記グランドとの間の静電容量である第２静電容量とを測定し、前記算出手段は、前記第２静電容量と前記第１静電容量との差に基づき前記被測定物の表面が含有する水分量を算出するので、前記表面である皮膚と電極を非接触として水分量測定精度を改善し、水分量測定装置及び方法の使用を簡単にすることができる。

この発明の実施の形態に係る水分量測定装置の概略図である。 従来の水分量測定装置の構成を示す概略図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１に基づいて説明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図１は、この発明の実施の形態に係る水分量測定装置の構成の概略図である。水分量測定装置１０は、センサ部２０に設けられた電極２３と、前記電極２３とグランド４０の間に直列に接続されたコンデンサ５０と、前記電極２３と前記コンデンサ５０に接続されて前記電極２３と前記グランド４０との間の静電容量を測定する静電容量測定部６０と、前記静電容量測定部６０に接続されており被測定物である生物の指３０の、表面である皮膚３１が含有する水分量を算出する算出手段７０から構成されている。

前記静電容量測定部６０は、前記電極２３と前記グランド４０との間の、端子間電圧Ｖ_ｃの測定値に基づき、前記電極２３と前記グランド４０との間の静電容量を測定する既知の測定回路である。尚、前記静電容量測定部６０は、他の既知の構成を有する静電容量を測定する測定部であってもよい。

前記算出手段７０は、前記静電容量測定部６０の静電容量測定結果から、前記指３０の皮膚３１が含有する水分量が算出されるように構成されている、既知のマイコンを含む回路である。尚、前記算出手段７０は、他の既知の構成を有し前記皮膚３１の水分量を算出する算出手段であってもよい。

前記水分量測定装置１０が前記皮膚３１の含有する水分量を測定していない場合は、前記電極２３に対して前記指３０が離間状態にある時であり、この時には、前記静電容量測定部６０により測定された端子間電圧Ｖ_ｃの測定値に基づき前記コンデンサ５０の静電容量である第１静電容量Ｃ_１が測定される。

前記水分量測定装置１０が前記皮膚３１の含有する水分量を測定する場合には、前記電極２３に対して前記指３０を前記離間状態よりも接近させる。この時、前記電極２３に対して前記指３０の前記皮膚３１を１ｍｍ離間した距離に位置させるために、図示しないガイド部材が前記電極２３に設けられている。尚、この時の前記電極２３に対する前記指３０の距離は、非接触状態である任意の他の好適な距離であってもよい。そして、前記電極２３と前記皮膚３１との間には、前記指３０による静電容量Ｃ_ｆが発生する。さらに、前記皮膚３１と前記指３０とは、導体として前記グランド４０に接地される。そのため、前記静電容量測定部６０により測定された端子間電圧Ｖ_ｃの測定値により前記第１静電容量Ｃ_１と前記指３０による静電容量Ｃ_ｆとの合計である第２静電容量Ｃ_２が測定される。

前記算出手段７０には、前記静電容量測定部６０から前記第１静電容量Ｃ_１及び前記第２静電容量Ｃ_２が入力される。そして、前記算出手段７０により、前記第２静電容量Ｃ_２と前記第１静電容量Ｃ_１との差から前記指３０による静電容量Ｃ_ｆが算出される。さらに前記算出手段７０には、前記指３０による静電容量Ｃ_ｆに対する、前記皮膚３１が含有する水分量の関係が予め記録されており、前記算出手段７０により前記指３０による静電容量Ｃ_ｆから前記皮膚３１が含有する水分量が算出される。

このように、前記電極２３に対して前記指３０が離間状態である場合の、前記電極２３と前記グランド４０との間の静電容量である第１静電容量Ｃ_１と、前記電極２３に前記指３０が前記離間状態よりも接近している場合の前記電極２３と前記グランド４０との間の静電容量である第２静電容量Ｃ_２とを測定し、前記算出手段７０は、前記第２静電容量Ｃ_２と前記第１静電容量Ｃ_１との差に基づき前記指３０の皮膚３１が含有する水分量を算出するので、前記皮膚３１と前記電極２３を非接触として水分量測定精度を改善し、水分量測定装置及び方法の使用を簡単にすることができる。

尚、本発明による水分量測定装置の要旨としては、以下の通りである。すなわち、指３０が接近する電極２３と、前記電極２３と前記グランド４０との間に接続されたコンデンサ５０と、前記電極２３と前記グランド４０との間の静電容量を測定する前記静電容量測定部６０と、前記指３０の皮膚３１が含有する水分量を算出する算出手段７０とを備え、前記静電容量測定部６０は、前記電極２３に前記指３０が離間状態である場合の前記電極２３と前記グランド４０との間の静電容量である前記第１静電容量Ｃ_１と、前記電極２３に前記指３０が前記離間状態よりも接近している場合の前記電極２３と前記グランド４０との間の静電容量である第２静電容量Ｃ_２とを測定し、前記算出手段７０は、前記第２静電容量と前記第１静電容量Ｃ_１との差に基づき前記指３０の皮膚３１が含有する水分量を算出するように構成されており、また、前記指３０は、生物の指であるように構成されている。

尚、本発明による水分量測定方法では、すなわち、被測定物が接近する電極と、前記電極とグランドとの間に接続されたコンデンサと、前記電極と前記グランドとの間の静電容量を測定する静電容量測定部と、被測定物の前記表面が含有する水分量を算出する算出手段とを用い、前記静電容量測定部は、前記電極に前記被測定物が離間状態である場合の前記電極と前記グランドとの間の静電容量である第１静電容量と、前記電極に被測定物が前記離間状態よりも接近している場合の前記電極と前記グランドとの間の静電容量である前記第２静電容量とを測定し、前記算出手段は、前記第２静電容量Ｃ_２と前記第１静電容量Ｃ_１との差に基づき被測定物が含有する水分量を算出するように構成されており、また、前記被測定物は、生物の指であるように構成されているので、水分量測定精度を改善し、水分量測定装置及び方法の使用を簡単にすることができる。

１０ 水分量測定装置
２０ センサ部
２３ 電極
３０ 指（被測定物）
３１ 皮膚（表面）
４０ グランド
５０ コンデンサ
６０ 静電容量測定部
７０ 算出手段

Claims (4)

1. 被測定物（３０）が接近する電極（２３）と、
   前記電極（２３）とグランド（４０）との間に接続されたコンデンサ（５０）と、
   前記電極（２３）と前記グランド（４０）との間の静電容量を測定する静電容量測定部（６０）と、
   前記被測定物（３０）の表面（３１）が含有する水分量を算出する算出手段（７０）と、
   を備え、
   前記静電容量測定部（６０）は、前記電極（２３）に前記被測定物（３０）が離間状態である場合の前記電極（２３）と前記グランド（４０）との間の静電容量である第１静電容量と、前記電極（２３）に前記被測定物（３０）が前記離間状態よりも接近している場合の前記電極（２３）と前記グランド（４０）との間の静電容量である第２静電容量とを測定し、
   前記算出手段（７０）は、前記第２静電容量と前記第１静電容量との差に基づき前記被測定物（３０）の前記表面（３１）が含有する水分量を算出するように構成した
   ことを特徴とする水分量測定装置。
2. 前記被測定物（３０）は、生物の指であることを特徴とする請求項１に記載の水分量測定装置。
3. 被測定物（３０）が接近する電極（２３）と、
   前記電極（２３）とグランド（４０）との間に接続されたコンデンサ（５０）と、
   前記電極（２３）と前記グランド（４０）との間の静電容量を測定する静電容量測定部（６０）と、
   前記被測定物（３０）の表面（３１）が含有する水分量を算出する算出手段（７０）と、
   を用い、
   前記静電容量測定部（６０）は、前記電極（２３）に前記被測定物（３０）が離間状態である場合の前記電極（２３）と前記グランド（４０）との間の静電容量である第１静電容量と、前記電極（２３）に前記被測定物（３０）が前記離間状態よりも接近している場合の前記電極（２３）と前記グランド（４０）との間の静電容量である第２静電容量とを測定し、
   前記算出手段（７０）は、前記第２静電容量と前記第１静電容量との差に基づき前記被測定物（３０）の前記表面（３１）が含有する水分量を算出する
   ことを特徴とする水分量測定方法。
4. 前記被測定物（３０）は、生物の指であることを特徴とする請求項３に記載の水分量測定方法。

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