JPS5928646A - 皮膚水分含有量の測定方法およびその装置 - Google Patents

皮膚水分含有量の測定方法およびその装置

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JPS5928646A
JPS5928646A JP14013982A JP14013982A JPS5928646A JP S5928646 A JPS5928646 A JP S5928646A JP 14013982 A JP14013982 A JP 14013982A JP 14013982 A JP14013982 A JP 14013982A JP S5928646 A JPS5928646 A JP S5928646A
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electrode
circuit
skin
moisture content
voltage
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JP14013982A
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Hisashi Misumi
壽 三角
Takafumi Tetsuya
考史 鉄谷
Takeshi Suganuma
剛 菅沼
Masayuki Sakae
寒河江 正幸
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A61B5/442Evaluating skin mechanical properties, e.g. elasticity, hardness, texture, wrinkle assessment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0531Measuring skin impedance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/048Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance for determining moisture content of the material

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、人体の皮膚、すなわち皮表角層の水分合有量
を測定する方法およびその装置Gこ関−ノる。
特に化粧品等の選tRをするときに、荒れfl[が脂性
かを判1析するのに適する皮膚水分含有量の測定方法お
よびその装置に関する。
〔従来技術の説明〕
人体の皮屑に、微弱な高周波電流を流して、皮屑表面の
インピーダンスを測定して、皮表角層の水分を測定する
技術が知られている。一般に皮表角層の高周波電流に対
する等価回路は第1図に示すように、抵抗分Rと容量分
Cの並列回路と考えることができ、皮表角層の水分含有
量が変化すると、この抵抗分Rおよび容量分Cがともに
変化することが知られている。これは例えは文献1(Y
Masuda、M、NiN15hika、 B、Icl
+ijo+  1.E、+3.E、 Trans。
Instrum、Meas、1M29.No、L、28
.1980)を利用した技術として文献2 〔田上へ朗
、犬井正俊、山1.tl瑞穂。
西(」皮Vq、42. No、4,647.1980)
 ニ詳シイ記Mカある。
この特性を測定するだめの測定装置は、いわゆるインピ
ーダンスメーターであり、第1図6.1示ずよ−うな等
価回路のインピーダンス Z=R+jl/ωc    m を実数部および虚数部について各別に測定するものであ
る。
第2図はこのインピータンスメーターの測定電極を皮膚
表面に接触させて、この電極に3.5MIIzの高周波
電流を与えたときの抵抗分と容量分とが皮表角層の水分
によって変化することに基づいて測定した特性の一例を
示す図である。この例は、皮表角層のモデルとして、ゼ
ラチンフィルムを利用し7、このセラヂンフィルムに既
知量の生理食塩水を含有さ−V°て、そのときのインピ
ーダンスの値をコンダクタンス(1/R,U)およびキ
ャパシタンス(pF)で表示したものである。
第2図から判るように、従来の測定装置でiqられるコ
ンダクタンスおよびキャパシタンスの値は、含有水分量
20重量%例近が初期値であり、しかも10〜30市量
%の範囲のコンダクタンスおよびキャパシタンスの変化
量が註ないため、本来皮表角層に含有される水分晴1o
〜20重里%の範囲を正確に/111定することができ
′彦゛、まノこ二tンタククンスおよびキャパシタンス
とを別々にメーター表示さ−Uるため、測定装置の回路
構成が複雑化し、+11i価となる欠点があった。
さらに従来装置は、電極が単一電極であるため測定のた
めの操作が複雑であり、しかも人体皮膚を測定列象とす
るときには測定値が不安定であってバラツキが大きく、
例えは化粧品を購入する際に、自分の皮屑の水分の量を
簡便に測定するためには適当でなかった。
本発明者らは、」−記従来装置について鋭意研究を市ね
、皮表角層の含有水分によって変化する抵抗および容量
の両者を比較する過程で、人体の皮屑の皮表角層に含有
するとされる水分量の領域では、皮表角層にり、える高
周波電流を3に!Iz〜 ■00KIIzに選ぶと、1
氏抗分に与える影響が容量分に与える影響より&Jるか
に大きいことが実験により判明したため、特に抵抗分と
容量分とをうipHl L、なくζも、 IZl−ハ2’)4−(〒7肩■一  (2)の式から
求められるインピーダンスの絶対値IZ1を測定するこ
とにより、皮表角層の含有水分屋を相当程度るこ正しい
値で測定できることに着目して本発明を完成するに至っ
た。
〔発明の目的〕
本発明は、」1記欠点を解消するもので、(81本来皮
表角層に含有される水分量の範囲を正確に測定すること
ができ、 (bl  回路構成が簡単で、安価な、皮膚水分含有量
の測定方法およびその装置を提供することを目的とする
〔発明の要旨〕 本発明の第一の特徴は、皮膚の皮表角層に微弱な高周波
電流を流し、その皮表角層に現れる高周波電圧を増幅し
、その増幅出力を整流検波して前記電圧の波高値に対応
する信号を取り出し、この信号の電圧を測定J−ること
により上記皮表角層に含有する水分量を検出する皮膚水
分含有量の測定方法にある。
また本発明の第二の特徴は、表面が三重のほぼ同心円状
の電極構造をなしその表面を皮膚tこ当接Jる、二とが
できるよ−)に構成された測定電極と、この測定電極の
中心電極または中間電極のいずれか一力と外周電極との
間に高周波電流を供給する発1辰器と、ごの測定電極の
中心電極または中間電極のいずれか他方と外周電極との
間に現れる電圧を増幅する増幅回路と、この増幅回路の
出力信号を整流検波する検波回路と、この検波回路で整
流検波された信号をデジタル信号tこ変換するAD変換
器と、このデジタル信号を一時記1.ウシ所定のタイミ
ンクで出力するランチ回路と、ごのラッチ回路の出力を
デジタル表示する表示量1洛とを備えノご皮屑水分含有
附の測定装置にある。
なお−に記11′!1周波電流の周波数は10旧17.
〜30KIIzの中から選ばれた周波数であることがI
Jrましい。
〔実施例による説明〕
以F実施例図面に基づいて詳しく説明する。
第3図は本発明−・実施例測定装:hIの電気回路構成
し1である。第3図において、■はノj形波発振器ごあ
−って、この発(辰器Iの出力は、バッファ回路2を介
して、皮膚゛に押し当てて皮表角層の含有水分量を検出
する測定電極3に接続される。この測定電極3は三重の
同心円状に構成され、その外周の電極3alJ人体に誘
導されるノイスを避りるためカード電極として接地され
る。この測定電極3の中間電極3bには、前記バッファ
回路2が接続され、その中心電極3cには、検出電圧増
幅回路5が接続される。この増幅回路5の出力は、濾波
回路6を介して整流Je波回路7に接続される。この整
流検波回路7の出)月JAD変換器9を介してランチ回
路10の入力に接続される。このラッチ回路10のりl
コックパルスは、」1記整流検波回路7の出力を起動入
力とし所定の時間後に出力するタイマー回路11から与
えられる。」1記ラッチ回路lOの出力は、デジタル表
示回路12に接続される。
このコ゛うな構成で、本実施例装置の動作を説明すると
、方形波発振器1で発振した方形波信号は、バッファ回
路2により波形が整形されかつその振幅が安定化されて
、測定電極3に辱えられる。この測定電極3に印加され
る電圧は、人間が感しない程度の微弱な3v以下の電圧
が設定され、また発振器1の発振周波数は、皮IN水分
による分極をaりるため1−5[) K11z 、好マ
シ< !;J: 10〜30 K11z (7)周波数
が選択される。
ここで、測定電極3を被検部の皮IKに押し当てると、
その皮表角層の含有水分量によって中間電極3bと中心
型4@3cとの間の電位差が変化し−(、その検出電圧
は増幅回路5で増幅され、さらに濾波回路6でノイスが
除去される。
次いで濾波回路6で濾波された交流電圧は、整/kL検
波回路7で直流電圧に変換される。この整流検波回路7
で検波された直流電圧は、前述の(2)式のインピータ
ンスの絶対値IZ1 に比例する。
またこの直流電圧の信号波形の波高値はAD変換器9で
デジタル変換される。このデソタル化された波高値は、
順次ランチ回路1oに取込まれて逐次一時記憶され、タ
イマー回路IIから副時された所定のり・イミノジでそ
のデジタル出力がデジタル表示回路12に示される。ご
のタイミンクは、電極を皮膚に当接してから測定値が安
定するまでの適当な時間を選ぶことができる。一般には
5〜30秒が適当であり、例えは10秒である。
第4図は、前述の第2図に示した従来のインピーダンス
メーターの特性図と比較するために、セラチンフィルム
に律理食塩水を既知し与えたときの本実施例装置の特性
図である。ここで、発振周波数は10Ktlz、測定電
極3−・の印加電圧は1.OVである。第4図から判る
ように、水分量10〜20重量%の範囲の感度が、従来
の第2図の特性図と比較して高く、より正確な測定がで
き、20重量%ツ上では従来のインピーダンスメーター
と有意差が殆ど見られなかった。
第5図は、人体の皮膚の皮表角層に蒸留水を塗布したと
きの電導度の変化から、この皮表角層に含有される水分
量を求めた図である。ここで、発振周波数t、l: 1
0 KII2 、測定電極3への印加電圧は、0.05
Vである。第5図から判るように、水分量10〜20重
量%の範囲でも測定値はそれぞれ判別可能に分布し、し
かも被検者の皮膚に対する刺激は全く見られず、再現性
の良いデータが得られた。
なお上記例では、θり定型枠3の中間電極3bにハ2フ
ァ回路2の出力を接続し、中心電極3Gに増幅回路50
人力を接続した例を示したか 中心電極3cと中間電極
3hとを相互に入れ換えても同様に実施することができ
る。
また濾波回路()を増幅回路5の出力に接続した例を示
したが、測定電極3に商用波電流を供給する側に設りて
もよい。
〔発明のすJ果〕
以上性・\たように、本発明によれは、従来のインピー
タンスメーターのように抵抗骨と容量分とを特に分離す
ることなく、インピータンスの絶対値を測定するので、
装置構成が簡単で安full己I:測定装置が得られる
また外周を接地した二二車構造の電極を使用するので、
外r(1;雑音の影響がなく正確な測定かできる。
さらにランチ回路を用いるごとにより、適当なタイミン
クで表示結果が安定するので、特別の知識を必要と−U
ずにこの装置を取扱うことのできろ利点がある。
特に、本発明の測定装置全体を携帯用の装置としてまと
めれば、この装置について詳しい知識かない人でも手軽
にかつ簡便に使用することができる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は皮表角層の等価回路図。 第2図は従来例装置で測定した特性図。 第3図は本発明一実施例装置の電気回路構成図。 第4図および第5図はその装置で測定した特性図。 ■一方形波発振器、2=−ハソファ回路、3−測定電極
、3a−外周電極、3b−中間電極、3cm中心電極、
5−検出電圧増幅回路、6−濾波回路、7−整流検波回
路、9−A D変換器、10−ラッチ回路、■!  タ
イマー回路、I2−表示回路。 代理人 弁理士 井出直孝 水分含臂量(’/、) 第2図 第5図 水娃脣曾(″) 手続補正書 1、 事件の表示 昭和57年特許願第140139号 2、発明の名称 皮膚水分含有量の測定方法およびその装置3 補正をす
る者 事件との関係  特許出願人 住 所  東京都中央区日本橋茅場町−丁目14番10
号名 称  (091)花王石鹸株式会社代表者 丸田
芳部 4、代理人 住 所  東京都練馬区関町北二丁目26番18号8、
補正の内容 (1)明細書第10頁第1行目 r −−−−一般には5〜30秒」を r −−一般には0.5〜20秒」と補正する。 (2)明細書第10頁第2行目 「〜−−−例えば10秒である。」を r −−−−例えば5秒である。」と補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 fll  皮屑の皮表角層に微弱な高周波電流を流し、
    その皮表角)Hに現れる高周波電圧を増幅し、その増幅
    出力を整流検波して前記電圧の波高値に対応する信号を
    取り出し、この信号の電圧を測定することにより上記皮
    表角層に含有する水分量を検出する皮屑水分含有量の測
    定方法。 (2)高周波電流の周波数がl0KIIZ〜30Kll
    zの中から選ばれた周波数である特許請求の範囲第(1
    )項に記載の皮膚水分含有量の測定方法。 (3)表面が三重のほぼ同心円状の電極構造をなしその
    表面を皮屑に当接することができるよ・うに構成された
    測定電極と、 この測定電極の中心電極または中間電極のいずれか一方
    と外周電極との間に高周波電流を供給する発振器と、 この測定電極の中心電極または中間電極のいずれか他方
    と外周電極との間に現れる電圧を増幅する増幅回路と、 この増幅回路の出力信号を整流検波する検波回路と、 この検波回路で整流検波された信号をデジタル信号に変
    換するAD変換器と、 このデジタル信号を一時記憶し所定のタイミングで出力
    するランチ回路と、 このラッチ回路の出力をデジタル表示する表示回路と を備えた皮膚水分含有量の測定装置。 (4)  高周波電流の周波数が10Kllz〜30K
    Hzの中から選ばれた周波数である特許請求の範囲第(
    3)項に記載の皮膚水分含有量の測定装置。
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