JPH0157579B2 - - Google Patents
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- JPH0157579B2 JPH0157579B2 JP58172722A JP17272283A JPH0157579B2 JP H0157579 B2 JPH0157579 B2 JP H0157579B2 JP 58172722 A JP58172722 A JP 58172722A JP 17272283 A JP17272283 A JP 17272283A JP H0157579 B2 JPH0157579 B2 JP H0157579B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
- G01N22/04—Investigating moisture content
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、マイクロ波を皮膚等に当て、その反
射波を測定することにより皮膚の表皮、真皮、角
質層の水分量を測定する装置に関するものであ
る。
射波を測定することにより皮膚の表皮、真皮、角
質層の水分量を測定する装置に関するものであ
る。
一般に皮膚の水分は、角質層中の水分量のこと
を意味し、皮膚の性質を表わす乾燥肌、中性肌、
脂性肌は一般に皮脂量の程度を示す表現である
が、角質層の水分量の差でもあり、この水分量を
もつて分類している。
を意味し、皮膚の性質を表わす乾燥肌、中性肌、
脂性肌は一般に皮脂量の程度を示す表現である
が、角質層の水分量の差でもあり、この水分量を
もつて分類している。
そして肌の性質を知ることは、化粧する際に自
己の肌の性質に合わせて化粧品を選択することが
でき、肌の健康を保つ上で適切な処置をとること
ができるので非常に有意義である。
己の肌の性質に合わせて化粧品を選択することが
でき、肌の健康を保つ上で適切な処置をとること
ができるので非常に有意義である。
従来技術
そのため従来では、角質層表面から蒸発する水
分量により角質層の水分量を測定する方法、角質
層の表面の水分量を電気抵抗を用いて測定する方
法、角質層を適当な厚さの薄片とし、蒸発した水
分量を角質の重さの減少として測定する方法等の
手段がとられている。
分量により角質層の水分量を測定する方法、角質
層の表面の水分量を電気抵抗を用いて測定する方
法、角質層を適当な厚さの薄片とし、蒸発した水
分量を角質の重さの減少として測定する方法等の
手段がとられている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、これらの方法は、測定が繁雑で
あると共に、測定精度が低い等の欠点がある。
あると共に、測定精度が低い等の欠点がある。
その為測定操作が容易であると共に測定精度の
高い装置が望まれていた。
高い装置が望まれていた。
問題点を解決するための手段
すなわち本発明は、出力の小さなマイクロ波発
振器及び反射波による定在波を直流電圧に変える
反射波受信器とからなる検出部と、マイクロ波発
振器に対して電力を供給する電力供給回路、反射
波受信器で検出された電圧を水分量に換算校正す
る電圧増幅回路及び電圧増幅回路の出力電圧をデ
ジタル変換し、インジケータに表示するADコン
バータからなる測定装置と、マイクロ波発振器及
び反射波受信器と接続された導波管と、該導波管
７の先端に装着された同軸の被測定物の厚さに対
応した直径からなる円筒状プローブと針プローブ
と該プローブ間に介在させたマイクロ波非透過性
の物質とからなる発振・受信部からなる皮膚等の
水分測定装置により本目的を達成する。
振器及び反射波による定在波を直流電圧に変える
反射波受信器とからなる検出部と、マイクロ波発
振器に対して電力を供給する電力供給回路、反射
波受信器で検出された電圧を水分量に換算校正す
る電圧増幅回路及び電圧増幅回路の出力電圧をデ
ジタル変換し、インジケータに表示するADコン
バータからなる測定装置と、マイクロ波発振器及
び反射波受信器と接続された導波管と、該導波管
７の先端に装着された同軸の被測定物の厚さに対
応した直径からなる円筒状プローブと針プローブ
と該プローブ間に介在させたマイクロ波非透過性
の物質とからなる発振・受信部からなる皮膚等の
水分測定装置により本目的を達成する。
作 用
本発明にかかる装置では、プローブを皮膚表面
に当て検出部に電源を入れると、円筒状プローブ
から針プローブに向けてマイクロ波が放射状に照
射される。
に当て検出部に電源を入れると、円筒状プローブ
から針プローブに向けてマイクロ波が放射状に照
射される。
マイクロ波は、プローブが同軸の円筒状プロー
ブと針プローブとで構成されている関係から、マ
イクロ波の到達距離は円筒状プローブの直径程度
となる。
ブと針プローブとで構成されている関係から、マ
イクロ波の到達距離は円筒状プローブの直径程度
となる。
マイクロ波は、水分子を含む測定物を通過する
時に強く吸収され、同時に水の分子により反射さ
れる。その結果反射したマイクロ波は、針プロー
ブにて受信され、導波管で定在波となり、反射波
受信器にて検出されて弱い電圧として出力され
る。
時に強く吸収され、同時に水の分子により反射さ
れる。その結果反射したマイクロ波は、針プロー
ブにて受信され、導波管で定在波となり、反射波
受信器にて検出されて弱い電圧として出力され
る。
この出力された電圧は水分量に換算校正する電
圧増幅回路により増幅された後、ADコンバータ
によりデジタル変換されてインジケータに表示さ
れる。
圧増幅回路により増幅された後、ADコンバータ
によりデジタル変換されてインジケータに表示さ
れる。
尚、皮膚の厚さの測定装置の場合は、前記水分
測定装置で測定される水分量は、同一層において
変わりがないため、水分量が急激に変化しない領
域をマイクロメータを操作することにより測定す
るものである。
測定装置で測定される水分量は、同一層において
変わりがないため、水分量が急激に変化しない領
域をマイクロメータを操作することにより測定す
るものである。
実施例
以下に本発明を図面に示された一実施例に従つ
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
図において１は、検出部でり、検出部１は発振
出力10ｍｗ程度で発振周波数10.5GHzで同調範囲
が10.3〜1.6GHzのガンダイオード２、校正用の抵
抗減衰器３及びサーキユレータ４からなるマイク
ロ波発振器Ａと、サーキユレータ４及びシヨツト
キーダイオード５からなる反射波受信器Ｂと、サ
ーキユレータ４に接続された10.5GHz用の導波管
７が接続されており、その先端部には反射型半球
ガラスプローブ８が装着されている。
出力10ｍｗ程度で発振周波数10.5GHzで同調範囲
が10.3〜1.6GHzのガンダイオード２、校正用の抵
抗減衰器３及びサーキユレータ４からなるマイク
ロ波発振器Ａと、サーキユレータ４及びシヨツト
キーダイオード５からなる反射波受信器Ｂと、サ
ーキユレータ４に接続された10.5GHz用の導波管
７が接続されており、その先端部には反射型半球
ガラスプローブ８が装着されている。
反射型半球ガラスプローブ８は、下方に取り付
けねじ部９を有する半球ガラス状となつており、
その頂点部から下方に向けて3.2mm程度の穴が穿
孔され、この穴にマイクロ波の発振・受信部であ
る円筒状のプローブ１０と針状プローブ１１とが
同軸状に装着されている。
けねじ部９を有する半球ガラス状となつており、
その頂点部から下方に向けて3.2mm程度の穴が穿
孔され、この穴にマイクロ波の発振・受信部であ
る円筒状のプローブ１０と針状プローブ１１とが
同軸状に装着されている。
プローブ１０，１１間にはマイクロ波非透過性
の物質が介在されている。
の物質が介在されている。
反射型ガラスプローブ８と導波管７との接続
は、前記したねじ部９を導波管の上面に設けた嵌
合部にねじ込むもので、この場合同軸円筒状のプ
ローブ１０と針プローブ１１とが嵌合部の穴６に
挿入接合されるものである。
は、前記したねじ部９を導波管の上面に設けた嵌
合部にねじ込むもので、この場合同軸円筒状のプ
ローブ１０と針プローブ１１とが嵌合部の穴６に
挿入接合されるものである。
１２は、検出部１のマイクロ波発振器Ａ及び反
射受信器Ｂとそれぞれ接続ケーブル１３を介して
接続された測定装置である。
射受信器Ｂとそれぞれ接続ケーブル１３を介して
接続された測定装置である。
測定装置１２は、接続ケーブル１３を介してマ
イクロ波発振器Ａに10ｍｗの電力を供給する電力
供給回路１４と、マイクロ波の反射波受信器Ｂと
接続ケーブル１３を介して接続された電圧を水分
量に換算校正する電圧増幅回路１５と、電圧増幅
回路１５の出力電圧をデジタル値に変換するAD
コンバータ１６と、デジタル値を表示するインジ
ケータ１７とからなる。
イクロ波発振器Ａに10ｍｗの電力を供給する電力
供給回路１４と、マイクロ波の反射波受信器Ｂと
接続ケーブル１３を介して接続された電圧を水分
量に換算校正する電圧増幅回路１５と、電圧増幅
回路１５の出力電圧をデジタル値に変換するAD
コンバータ１６と、デジタル値を表示するインジ
ケータ１７とからなる。
電圧増幅回路１５は、感度調節用のつまみ１８
を有しており、水分量が100％の時に1000ｍＶと
なるように調整することができる。
を有しており、水分量が100％の時に1000ｍＶと
なるように調整することができる。
また電圧増幅回路１５は、水分量０％の時に検
知電圧を０ｍＶ、100％の時に1000ｍＶとして、
出力電圧が水分量となるように換算校正する機能
を持つ。１９は接続コネクタである。
知電圧を０ｍＶ、100％の時に1000ｍＶとして、
出力電圧が水分量となるように換算校正する機能
を持つ。１９は接続コネクタである。
以上述べた構成において、本発明にかかる装置
の実施例においては、電源のスイツチをONにす
ると電力供給回路から10ｍｗの弱い電力が供給さ
れ、ガンダイオード２から弱いマイクロ波が発振
される。この発振されたマイクロ波は、サーキユ
レータ４、導波管７を介して反射型ガラスプロー
ブ８に導かれ、10.5GHzのマイクロ波が円筒状プ
ローブ１１からプローブ１０に向けて放射状に発
射される。
の実施例においては、電源のスイツチをONにす
ると電力供給回路から10ｍｗの弱い電力が供給さ
れ、ガンダイオード２から弱いマイクロ波が発振
される。この発振されたマイクロ波は、サーキユ
レータ４、導波管７を介して反射型ガラスプロー
ブ８に導かれ、10.5GHzのマイクロ波が円筒状プ
ローブ１１からプローブ１０に向けて放射状に発
射される。
このマイクロ波は、プローブ１０，１１が同軸
状に形成されていること及びプローブ１０，１１
間の距離が1.6mm程度である等の理由で、プロー
ブの頂点から3.2mm程度の高さまでしか届かない。
状に形成されていること及びプローブ１０，１１
間の距離が1.6mm程度である等の理由で、プロー
ブの頂点から3.2mm程度の高さまでしか届かない。
従つて3.2mm以上離れた場所にある物質の水分
による影響を受けないで済む。
による影響を受けないで済む。
そしてマイクロ波を発振するプローブ１０，１
１が装着された反射型ガラスプローブ８を被測定
物に当接させる。
１が装着された反射型ガラスプローブ８を被測定
物に当接させる。
すると被測定物に含まれる水分量に対応して減
衰されたマイクロ波が反射される。
衰されたマイクロ波が反射される。
反射されたマイクロ波は、プローブ１０によつ
て受信されて導波管７内に導かれ、導波管７内で
定在波が発生する。
て受信されて導波管７内に導かれ、導波管７内で
定在波が発生する。
この反射による定在波の変化は、反射波受信器
Ｂのシヨツトキーダイオード５によつて検出さ
れ、直流電圧の変化として取り出される。
Ｂのシヨツトキーダイオード５によつて検出さ
れ、直流電圧の変化として取り出される。
検出される電圧と被測定物の水分量との関係
は、水分量が増えるに従い検出電圧は指数関数的
に増加する。
は、水分量が増えるに従い検出電圧は指数関数的
に増加する。
検出された直流電圧は、接続ケーブル１３を介
して電圧増幅回路１５に入力され、そこで水分量
に換算するべく検出電圧の指数関数的な変化を直
線的な変化に変更すると共に出力電圧を増やす電
圧増幅が行なわれる。
して電圧増幅回路１５に入力され、そこで水分量
に換算するべく検出電圧の指数関数的な変化を直
線的な変化に変更すると共に出力電圧を増やす電
圧増幅が行なわれる。
そして増幅された電圧は、ADコンバータ１６
によつてデジタル化され、その値がインジケータ
１７に表示される。
によつてデジタル化され、その値がインジケータ
１７に表示される。
以上のように構成された本発明の水分量測定装
置は、皮膚の水分量を測定する場合には以下のよ
にして用いる。
置は、皮膚の水分量を測定する場合には以下のよ
にして用いる。
一般的に皮膚は、その表面の厚さ10〜20ミクロ
ンの角質層、その下方の厚さ0.1〜0.2mmの表皮層
及び表皮層の下方の厚さ１〜３mmの真皮層に分け
られる。
ンの角質層、その下方の厚さ0.1〜0.2mmの表皮層
及び表皮層の下方の厚さ１〜３mmの真皮層に分け
られる。
そこで、各層の水分量の測定に際しては、プロ
ーブ１０から発振されるマイクロ波の高さの限界
が3.2mmであることから、それぞれの各層に合わ
せて反射型半球ガラスプローブ８と皮膚層との間
に所定の厚さのガラス板等のマイクロ波透過性の
物質を介在させて、マイクロ波を測定しようとす
る皮膚層に向けて発振させ、該層から反射される
マイクロ波をシヨツトキーダイオード５で検出し
て測定する。
ーブ１０から発振されるマイクロ波の高さの限界
が3.2mmであることから、それぞれの各層に合わ
せて反射型半球ガラスプローブ８と皮膚層との間
に所定の厚さのガラス板等のマイクロ波透過性の
物質を介在させて、マイクロ波を測定しようとす
る皮膚層に向けて発振させ、該層から反射される
マイクロ波をシヨツトキーダイオード５で検出し
て測定する。
尚この場合に、電圧増幅回路１５の出力電圧と
水分量の換算校正は、反射型ガラスプローブ８上
に水滴をのせて、検出した時の水分量を100％と
して、その時の出力電圧が1000ｍＶ、ガラスプロ
ーブ上に何も置かず検出した時に水分量０％とし
て、その時の出力電圧を０ｍＶとして水分量既知
の物質（Ｘ％）の物質の出力電圧が10×ＸｍＶと
なるように校正する。
水分量の換算校正は、反射型ガラスプローブ８上
に水滴をのせて、検出した時の水分量を100％と
して、その時の出力電圧が1000ｍＶ、ガラスプロ
ーブ上に何も置かず検出した時に水分量０％とし
て、その時の出力電圧を０ｍＶとして水分量既知
の物質（Ｘ％）の物質の出力電圧が10×ＸｍＶと
なるように校正する。
本実施例では、発振するマイクロ波の周波数を
10.5G・Hz、供給電力を10ｍＷ、プローブ１０，
１１間の距離を1.6mm及び増幅回路１５の出力電
圧を1000ｍＶのものを採用したが、本発明はこの
実施例に限定されるものではなく、発振周波数、
供給電力量等は、任意に設定することができる。
10.5G・Hz、供給電力を10ｍＷ、プローブ１０，
１１間の距離を1.6mm及び増幅回路１５の出力電
圧を1000ｍＶのものを採用したが、本発明はこの
実施例に限定されるものではなく、発振周波数、
供給電力量等は、任意に設定することができる。
またプローブ間の間隔は、測定しようとする物
質の厚さ又は皮膚の層に基づき決定する。
質の厚さ又は皮膚の層に基づき決定する。
但しマイクロ波は、皮膚に害を及ぼすような強
いものであつてはならず、またプローブ８から発
振されるマイクロ波の高さを予め測定しておく必
要がある。
いものであつてはならず、またプローブ８から発
振されるマイクロ波の高さを予め測定しておく必
要がある。
又測定に際してプローブ８と皮膚との間にガラ
ス板等の透過性の素材のものを介在させるように
してもよいが、プローブ１０，１１がマイクロメ
ータ等によつて正確に反射型半球ガラスプローブ
８の頂点から０〜3.2mm程度昇降する機能をもた
せるようにすれば、ガラス板等を用いずとも正確
に水分量を測定することができる。
ス板等の透過性の素材のものを介在させるように
してもよいが、プローブ１０，１１がマイクロメ
ータ等によつて正確に反射型半球ガラスプローブ
８の頂点から０〜3.2mm程度昇降する機能をもた
せるようにすれば、ガラス板等を用いずとも正確
に水分量を測定することができる。
効 果
以上述べたように本発明にかかる装置は、被測
定物の厚さに対応してマイクロ波が届く距離を制
限すると共に反射型として受信するように構成さ
れているので、従来の方式に比較して角質層の水
分量を容易に且つ正確に測定できると共に、表皮
層や真皮層の水分量までも正確に測定することが
できるので、その利用価値は極めて高い。
定物の厚さに対応してマイクロ波が届く距離を制
限すると共に反射型として受信するように構成さ
れているので、従来の方式に比較して角質層の水
分量を容易に且つ正確に測定できると共に、表皮
層や真皮層の水分量までも正確に測定することが
できるので、その利用価値は極めて高い。
また本発明にかかる装置では、角質層、表皮層
及び真皮層の水分量がそれぞれ極端に異なつてい
る性質を利用することにより、逆にマイクロメー
タ等でプローブを昇降させ、所定の水分量に達し
た時のマイクロメータの値を読むことにより、各
部位における各層の厚さを測定することができ
る。
及び真皮層の水分量がそれぞれ極端に異なつてい
る性質を利用することにより、逆にマイクロメー
タ等でプローブを昇降させ、所定の水分量に達し
た時のマイクロメータの値を読むことにより、各
部位における各層の厚さを測定することができ
る。
図面は本発明にかかる装置の一実施例を示すも
ので、第１図は装置の概略図、第２図は検出部の
回路図、第３図は導波管の一部を破断した図、第
４図は測定装置の回路を示すブロツク図である。 １……検出部、２……ガンダイオード、３……
抵抗減衰器、４……サーキユレータ、５……シヨ
ツトキーダイオード、７……導波管、６……同軸
のアダプター、９……ねじ部、８……反射型半球
ガラスプローブ、１０……円筒状のプローブ、１
１……針状のプローブ、１２……測定装置、１３
……接続ケーブル、１４……電力供給回路、１５
……電圧増幅回路、１６……ADコンバータ、１
７……インジケータ、１８……つまみ。
ので、第１図は装置の概略図、第２図は検出部の
回路図、第３図は導波管の一部を破断した図、第
４図は測定装置の回路を示すブロツク図である。 １……検出部、２……ガンダイオード、３……
抵抗減衰器、４……サーキユレータ、５……シヨ
ツトキーダイオード、７……導波管、６……同軸
のアダプター、９……ねじ部、８……反射型半球
ガラスプローブ、１０……円筒状のプローブ、１
１……針状のプローブ、１２……測定装置、１３
……接続ケーブル、１４……電力供給回路、１５
……電圧増幅回路、１６……ADコンバータ、１
７……インジケータ、１８……つまみ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 出力の小さなマイクロ波発振器Ａ及び反射波
による定在波を直流電圧に変える反射波受信器Ｂ
とからなる検出部１と、マイクロ波発振器Ａに対
して電力を供給する電力供給回路１４、反射波受
信器Ｂで検出された電圧を水分量に換算校正する
電圧増幅回路１５及び電圧増幅回路１５の出力電
圧をデジタル変換し、インジケータ１７に表示す
るADコンバータ１６からなる測定装置１２と、
マイクロ波発振器Ａ及び反射波受信器Ｂと接続さ
れた導波管７と、該導波管７の先端に装着された
同軸の被測定物の厚さに対応した直径からなる円
筒状プローブと針プローブと該プローブ間に介在
させたマイクロ波非透過性の物質とからなる発
振・受信部とからなる皮膚等の水分測定装置。 ２ 前記円筒状プローブ及び針プローブがマイク
ロメータにより昇降するように構成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の皮膚
等の水分測定装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58172722A JPS6063039A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 皮膚等の水分測定装置 |
| FR8413699A FR2552229B1 (fr) | 1983-09-19 | 1984-09-06 | Dispositif pour mesurer l'humidite de la peau humaine ou analogue |
| DE19843433192 DE3433192A1 (de) | 1983-09-19 | 1984-09-10 | Vorrichtung zum messen der feuchtigkeitsmenge der haut od. dgl. |
| IT1984A03571A IT8403571A1 (it) | 1983-09-19 | 1984-09-13 | Dispositivo per misurare l'umidita' contenuta nella pelle o simili. |
| IT03571/84A IT1199411B (it) | 1983-09-19 | 1984-09-13 | Dispositivo per misurare l'umidita'contenuta nella pelle o simili |
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