JP3043634B2 - 生体のコンダクタンス測定装置 - Google Patents
生体のコンダクタンス測定装置Info
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Description
ンダクタンス等の測定を可能にする生体のコンダクタン
ス測定装置に関する。
ダクタンスは高い相関性をもっていることが知られてい
る。一般的にいって水分含有率が高いと表皮角質のコン
ダクタンスは大きくなる。そのために化粧品等の効果、
保水寄与度を推定するために表皮の角質のコンダクタン
スの測定をするための測定装置が開発されている。本件
出願人の発明: 生体のコンダクタンス測定装置( 特開昭
62-14834号) は、表皮角質等のコンダクタンスをブリッ
ジ法により測定する方法を提案している。
皮角質の測定はそれ以前の測定装置を用いるよりも容易
になっが、若干の調整が必要になることもある。また、
その後の実験によれば表皮角質のコンダクタンスは電圧
に対して非直線性を示すことが判明している。本発明の
目的は、プローブで規定される二つの部分間のアドミッ
タンスの大きさが変わっても二つの部分間に印加される
測定用の高周波電圧を一定に保つことができ、しかも調
整を殆ど必要としない生体のコンダクタンス測定装置を
提供することにある。
に、本発明による生体のコンダクタンス測定装置は、高
周波発振器と、一端が生体の一部に他端が基準電位と生
体の他部に接触させられ前記発振器の出力を印加するプ
ローブと、一方の差動入力端子に前記発振器の出力が接
続され, 他方の差動入力端子に出力端からの帰還回路と
前記プローブの一端が接続され出力端に前記生体のアド
ミッタンスに相当する電圧を出力するアドミッタンス電
圧変換回路と、前記アドミッタンス電圧変換回路の出力
電圧からコンダクタンス成分を分離するコンダクタンス
分離回路と、前記分離されたコンダクタンス成分を出力
する出力回路とから構成されている。前記アドミッタン
ス電圧変換回路の差動入力端子の電圧は、前記プローブ
に接続されるアドミッタンスが変化しても一定の電圧に
保たれるように前記回路とプローブが接続されている。
前記測定装置の測定対象はヒトの表皮角質のコンダクタ
ンスとすることができる。前記発振器の発振周波数を可
変とし、発振周波数を変えて生体のコンダクタンスを測
定することができる。前記コンダクタンス測定装置で使
用するコンダクタンス分離回路は、前記発振器出力Ｅと
前記アドミッタンス電圧変換回路の出力Ｅ0 との瞬時値
の積の平均値を求める回路、前記アドミッタンス電圧変
換回路の出力Ｅ0 を前記発振器出力Ｅが正である時のみ
通過させ、積分する回路、または前記アドミッタンス電
圧変換回路の出力Ｅ2 の絶対値から発振器の出力電圧の
絶対値Ｅ1 を減算する回路で構成することができる。
らに詳しく説明する。図１は、本発明による生体のコン
ダクタンス測定装置のブロック図、図２は前記コンダク
タンス測定装置で使用するプローブの実施例を示す図で
ある。発振器１はこの実施例では１００ＫＨｚで発振さ
せられている。この発振周波数は、目的に応じて異なる
周波数を選択することができるが、１００ＫＨｚ〜数Ｍ
Ｈｚの周波数を用いることが好ましい。
ｃ，中心の電極７ｂをもつ同軸状のプローブである。な
お、この実施例では電極７ｄの直径を１０ｍｍ，電極７
ｄの内径すなわち誘電体７ｃの外径を８ｍｍ，中心の電
極７ｂの直径を６ｍｍとしている。測定の際に、プロー
ブ７の一端を形成する中心の電極７ｂは生体８の一部
に、プローブ７の他端を形成する外側の電極７ｄは基準
電位と生体８の他部に接触させられる。プローブ７はケ
ーブル７ａを介して設置点と測定回路に接続されてい
る。アドミッタンス電圧変換回路２の一方の入力端子に
は、前記発振器１の出力が接続され, 他方の入力端子に
出力端からの帰還回路と前記プローブの一端が接続され
ており，後述するように出力端に前記生体のアドミッタ
ンスに相当する電圧を出力する。コンダクタンス分離回
路３は前記アドミッタンス電圧変換回路出力電圧からコ
ンダクタンス成分を分離する回路である。前記コンダク
タンス分離回路３により分離されたアドミッタンス成分
は必要により増幅器４により増幅され出力端子５から取
り出されるか、表示手段６により表示される。
用するアドミッタンス電圧変換回路の第１の実施例を示
す回路図である。アドミッタンス電圧変換回路２は、高
速オペアンプＡを使用している。前述した発振器１は振
幅を安定化した正弦波源（例えば100KHz）である。発振
器１の出力はコンダクタンスＧ1 とコンダクタンスＧ2
が直列に接続され、コンダクタンスＧ2 にサセプタンス
ｊＢ2 が並列に接続されている。コンダクタンスＧ1 と
コンダクタンスＧ2 の接続点は高速オペアンプＡの非反
転入力端子に接続されている。高速オペアンプＡの出力
端子にはコンダクタンスＧ3 とコンダクタンスＧ4 が直
列に接続されておりこのコンダクタンスＧ3 とコンダク
タンスＧ4 の接続点は、前記高速オペアンプＡの反転入
力端子および前述したプローブ７の中心電極に接続され
ている。ＧX ，ｊＢX は皮膚のコンダクタンスとサセプ
タンスである。ｊＢ4 はプローブ７ケーブル７ａのサセ
プタンス( 容量性) である。なお前述した高速オペアン
プＡの入力側に接続されたサセプタンスｊＢ2 は前記サ
セプタンスｊＢ4 とバランスをとるためのサセプタンス
である。
Ｅ1,オペアンプＡの出力電圧をＥ2とする。オペアンプ
Ａの反転、非反転入力端子の電圧は仮想的に短絡（ Vir
tualShort）の状態にあり同電位であるからこれをそれ
ぞれＥとする。 （以下、余白とする）
用するアドミッタンス電圧変換回路の第２の実施例を示
す回路図である。図において発振器１は前述と同様な正
弦波源（例えば１００ＫＨｚ）であり、Ａは高速オペア
ンプである。コンダクタンスＧ1 ，Ｇ2 ，サセプタンス
ｊＢ2 の接続は前述の実施例と同様である。高速オペア
ンプＡの出力端子にはコンダクタンスＧ4 ，Ｇ5 の直列
回路が接続されており、コンダクタンスＧ4 ，Ｇ5 の接
続点は高速オペアンプＡの反転入力端子に接続されてい
る。ＧX , ｊＢX は皮膚のコンダクタンスとサセプタン
スであり、ｊＢ4 はプローブ７ケーブル７ａのサセプタ
ンス（容量性）である。高速オペアンプＡの反転入力端
子はさらにコンダクタンスＧ3 を介して前記発振器１の
出力端に接続されている。高速オペアンプＡの入力側に
接続されたサセプタンスｊＢ2 は前記サセプタンスｊＢ
4 とバランスをとるためのサセプタンスである。前述と
同様高速オペアンプＡの各入力端子をそれぞれＥとして
図中の節点ＡとＢにキルヒホフ（Kirchhoff ）の電流則
を適用する。 （以下、余白とする）
用するコンダクタンス分離回路の第１の実施例を示す回
路図である。この回路３によるコンダクタンス成分の分
離は、前記アドミッタンス電圧変換回路２または２’の
出力電圧Ｅ0 のうちコンダクタンス GX に基く成分 E1G
X /(G1+G2+jB2)を分離して GX に比例した電圧をとり出
すことによりなされる。そのためにこの成分が皮膚に印
加される高周波信号Ｅと同じ位相をもつことを利用し
て、ＥとＥ0 の瞬時値の積を作りその平均値をとる。 （以下、余白とする）
用するコンダクタンス分離回路の第２の実施例を示す回
路図である。この回路３' を用いてコンダクタンス成分
の分離は前記アドミッタンス電圧変換回路２または２’
の 出力電圧Ｅ0 のうちコンダクタンス GX に基く成分
E1GX /(G1+G2+jB2)を分離して GX に比例した電圧をと
り出すことができる。この回路３' は、e の位相θ= ω
t-φが 0≦θ≦πのときオン、π≦θ≦ 2πのときオフ
となるスイッチで、 e0 を断続し、その結果を平均して
GX に比例した電圧を得る。
実施例を示す回路図である。この回路は図３に示したコ
ンダクタンス測定装置で使用することができる最も簡易
なＧX の分離回路である。ＧX の分離の際、ＢX の影響
が少し位残っていても良いときは、前述の乗算回路、ス
イッチング回路、積分回路等の代わりに検波回路を用い
分離することができる。E1の絶対値とE2の絶対値を検波
回路を用いて取り出しその差をとる。
の割合を示す。ＧX と同じ大きさのＢX による誤差率は
B2/(G1+G2) である。プローブのケーブル容量を約 100
pF，B2=63 μS(ｆ＝１００ＫＨｚ) とするとG1=G2=1mS
( 抵抗として1KΩ) に選べば B2/(G1+G2) ≒３％とする
ことができる。
使用して、従来装置のように、ブリッジを使用していな
いから従来の装置と比較して、広範囲の皮膚コンダクタ
ンス値に対して出力の直線性が優れている。前記回路
は、演算増幅器を使用して、プローブから皮膚に加わる
測定電圧は皮膚アドミッタンスの大きさにかかわらず一
定に保たれるようにしてある。変換回路の差動入力端子
間は、Virtual Short のため皮膚アドミッタンスＧX ，
Ｂx に依らず一定電圧Ｅに保たれる。このことは、皮膚
のように非直線性の電圧電流特性をもつ対象の測定では
極めて重要なことである。さらにまた簡単なオペアンプ
による変換回路のためほとんど調整不要であり、製品毎
のバラツキが小さい。また変換回路のオペアンプの性能
が許す範囲で、測定周波数の切替えが容易となる。
ブロック図である。
ブの実施例を示す図である。
ッタンス電圧変換回路の第１の実施例を示す回路図であ
る。
ッタンス電圧変換回路の第２の実施例を示す回路図であ
る。
クタンス分離回路の第１の実施例を示す回路図である。
クタンス分離回路の第２の実施例を示す回路図である。
クタンス分離回路の第３の実施例を示す回路図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 高周波発振器と、 一端が生体の一部に他端が基準電位と生体の他部に接触
させられ前記発振器の出力を印加するプローブと、 一方の差動入力端子に前記発振器の出力が接続され, 他
方の差動入力端子に出力端からの帰還回路と前記プロー
ブの一端が接続され出力端に前記生体のアドミッタンス
に相当する電圧を出力するアドミッタンス電圧変換回路
と、 前記アドミッタンス電圧変換回路の出力電圧からコンダ
クタンス成分を分離するコンダクタンス分離回路と、 前記分離されたコンダクタンス成分を出力する出力回路
とから構成されている生体のコンダクタンス測定装置。 - 【請求項２】 前記アドミッタンス電圧変換回路の差動
入力端子の電圧は、前記プローブに接続されるアドミッ
タンスが変化しても一定の電圧に保たれるように前記回
路とプローブが接続されている請求項１記載の生体のコ
ンダクタンス測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8281450A JP3043634B2 (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 生体のコンダクタンス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8281450A JP3043634B2 (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 生体のコンダクタンス測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1099288A JPH1099288A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3043634B2 true JP3043634B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=17639354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8281450A Expired - Lifetime JP3043634B2 (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 生体のコンダクタンス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3043634B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO313534B1 (no) * | 1999-06-01 | 2002-10-21 | Hanne Storm | Apparat og fremgangsmåte for overvåkning og fremgangsmåte for styring av et varselsignal |
| US8193500B2 (en) | 2008-04-01 | 2012-06-05 | National University Corporation Toyohashi University Of Technology | Discrimination filtering device, discrimination method of object, and designing method of filters for discrimination filtering device |
| US9687169B2 (en) * | 2011-12-08 | 2017-06-27 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | System, controller, and method for determining conductance of an object |
-
1996
- 1996-10-02 JP JP8281450A patent/JP3043634B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1099288A (ja) | 1998-04-21 |
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