JPH0251137B2

JPH0251137B2 -

Info

Publication number: JPH0251137B2
Application number: JP58023192A
Authority: JP
Inventors: Rikizo Imaizumi
Original assignee: AI BII ESU KK
Current assignee: AI BII ESU KK
Priority date: 1983-02-15
Filing date: 1983-02-15
Publication date: 1990-11-06
Also published as: JPS59148855A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は皮表角質層のコンダクタンスを同調法
により簡便に測定する装置に関する。

皮表角質層のコンダクタンスと水分含有率との
間には一定の相関関係があり、一方が増加すれば
他方も増加するという高い相関性があることは既
に知られている。しかし、このようなコンダクタ
ンスは複雑な方法により測定され、皮表角質層の
診断、ならびに皮表角質層に関するデータの蓄積
はもつぱら皮表コンダクタンスを知ることによつ
て行われていた。したがつて、従来の皮表角質層
のコンダクタンス測定器は高価であるとともに、
複雑な方法に起因して信頼性が低く、取扱いも不
便であるという欠点があつた。

本発明の目的は、水晶発振器により測定周波数
を精密、かつ安定に設定すると共に水晶発振器の
出力を上記水晶発振器に対して疎に結合した緩衝
増幅器に加え、さらに単峯同調特性を与えるため
の第１および第２の同調器とに対して順次加える
ことにより良好な単峯同調特性を実現し、これに
よつて被測定コンダクタンスの値に応じて同調曲
線へ変化を与え、この変化を高インピーダンス性
の第１および第２の直線検波器により検出し、両
検波器の出力の差を差動増幅することにより従来
方式の欠点を除去し、皮表角質層のコンダクタン
スを容易、かつ精密に測定する装置を提供するこ
とにある。

本発明による皮表角質層コンダクタンス測定器
は水晶発振器と、緩衝増幅器と、第１および第２
の同調器と、測定用電極部と、第１および第２の
直線検波器と、差動増幅器と、指示器とを具備し
て構成したものである。

水晶発振器は恒温そうを使用しない形式のもの
であり、測定に使用する高周波電圧を発生するも
のである。緩衝増幅器は水晶発振器から結合用素
子を介して疎に結合することにより、高周波電圧
を入力して増幅するためのものである。

第１の同調器は緩衝増幅器の出力電圧に同調
し、単峯同調特性を与えるためのものである。第
２の同調器は外部出力用の中間タツプを有するコ
イルを備え、第１の同調器の出力に同調して単峯
特性を与えるためのものである。測定用電極部は
上記中間タツプに接続してあつてリング状電極を
成すものであり、被測定皮表角質層のコンダクタ
ンスを検出するためのプローブである。第１の直
線検波器は緩衝増幅器の出力電圧を検波するため
のものであり、第２の直線検波器は第２の同調器
の出力電圧を検波するためのものである。差動増
幅器は第１および第２の直線検波器の出力電圧を
比較し、上記出力電圧の差電圧に比例した出力電
圧を発生させるためのものである。指示器は差動
増幅器の出力電圧を読取り、被測定皮表角質層の
コンダクタンスを出力するためのものである。

次に本発明について図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は本発明による皮表角質層用コンダクタ
ンス測定器の一実施例を示す図であり、第１図の
測定器は水晶発振器１と、緩衝増幅器２と、第
１、および第２の同調器３，４と、測定電極部５
と、第１および第２の直線検波器６，７と、差動
増幅器８と、指示器９とを具備したものである。

第１図において、水晶発振器１により発生した
高周波電圧は緩衝増幅器２を介して第１、および
第２の同調器３，４に順次加えられ、第２の同調
器４から測定電極部５に加えられている。第１お
よび第２の同調器３，４はそれぞれ安定度に考慮
を払つた受動素子により構成され、回路のＱはい
ずれもほぼ20程度である。第１の同調器３におい
て、コイル３０５とコイル３０６とは臨界結合に
より、かつ疎に結合してあり、同調曲線はかなり
平坦な単峯特性を呈するものである。一方、第２
の同調器４において、コイル４０１には低インピ
ーダンスの分岐点が設けられている。同調容量の
両端に対して、この分岐点のインピーダンス分割
比がほぼ１／10になるよう中間タツプｆを設定し
てある。この分岐点に皮表角質層の状態を測定す
るための測定電極部５を接続する。測定電極部５
はリード５３を介してその中心導体が内部電極５
１に接続され、外部導体がリング状外部電極５２
に接続してある。内部電極５１と外部電極５２と
を皮膚５４に接触させると、内部電極５１と外部
電極５２との間の皮表角質層のコンダクタンスが
皮表角質層に含まれた水分に応じて増加する。皮
膚に測定電極部５を接触させる前に第１、および
第２の同調器４，５は共振状態に設定してあり、
信号線２３からの参照用高周波電圧e₁と、信号線
４７からの同調容量両端の高周波電圧e₂とは等し
くなるように調整しておく必要がある。測定用電
極部５を皮表に接触させると、第２の同調器にお
けるコイル４０１の分岐点、すなわち中間タツプ
ｆに皮表角質層のコンダクタンスGxと、これに
付随する小さな静電容量Cxとが付加される。Gx
は数十〜数百μモー、Cxは数pFの程度の値であ
る。皮表角質層のコンダクタンスGxはコイル４
０１の損失を増加させ、高周波電圧e₂を低下させ
る。静電容量Cxは第２の同調器４を離調させる
ので上記と同様に高周波電圧e₂を低下させる。

第２図は縦軸に高周波電圧e₂を示し、横軸に第
２の同調器４における同調容量をとつて概念的に
画いた同調曲線である。第２図において、曲線１
００１は皮表コンダクタンスが付加されない時の
同調曲線を示し、曲線１００２は皮表コンダクタ
ンスによつて損失が増加した時の同調曲線を示
す。測定用電極部５を皮表に接触させない場合に
は、高周波電圧e₂は第２図のａにより示されたレ
ベルにあり、測定用電極部５を皮表に接触させる
と、皮表角質層のコンダクタンス成分Gxにより
実効Ｑが下がつて曲線１００２に従う。この場
合、静電容量成分Cxがなければ高周波電圧e₂は
ｂにより示されたレベルにあるが、静電容量成分
Cxが有る場合にはＣにより示されたレベルにな
る。

しかしながら、上記の静電容量成分Cxによる
高周波電圧e₂の変化は、コイル４０１における分
岐点、すなわち中間タツプｆの設定を適切化し、
第２の同調器４の実効的なＱを下げることによ
り、実用上支障のない程度まで減ずることができ
る。本実施例では、中間タツプｆの位置をコイル
４０１の全巻数の1/3の点に選んでいる。測定用
電極５を直接コイル４０１の同調容量に並列に接
続する場合に比べて、上記のように分岐点へ接続
する場合には、静電容量成分に起因する高周波電
圧e₂の変化はインピーダンス分割比、すなわち本
実施例では1/10に減ぜられる。第２図に示すよう
に、同調曲線の共振点付近の形は二次関数的に変
化するため、換算された静電容量Cxの値が約1/1
０になれば、静電容量Cxによる高周波電圧e₂の変
化はほぼ1/100程度になる。一方、皮表角質層の
コンダクタンスGxも同調容量の両端に換算する
とほぼ1/10となるが、被測定コンダクタンス成分
Gxによる高周波電圧e₂の変化は、換算されたコ
ンダクタンスに比例してほぼ1/10である。結局、
被測定コンダクタンス成分Gxに対する感度を犠
牲にし、コンダクタンス成分Gxによる高周波電
圧e₂の変化に比べて、静電容量Cxによる高周波
電圧e₂の変化を相対的に1/10程度に改善したこと
になる。一方、第１の同調器３の実効的Ｑを下げ
ることも効果的である。第１の同調器３が複同調
回路であり、共振点付近における同調特性が通常
の単峯特性よりも平坦であれば、静電容量成分
Cxによる高周波電圧e₂の変化はかなり小さくな
る。静電容量成分Cxによる上記高周波電圧e₂の
変化が無視できれば、高周波電圧e₂の値は第２の
同調器４のコンダクタンス成分Gxをも含めた等
価コンダクタンスに比例することは上の説明から
明らかである。このため、コンダクタンス成分
Gxを同調容量に並列な値に換算した等価コンダ
クタンス値が、コイル４０１の等価並列コンダク
タンスに比べてほぼ10％以下になるように実効Ｑ
を下げ、さらに分岐点の位置を適切に選択すれ
ば、コンダクタンス成分Gxによる高周波電圧e₂
の変化はコンダクタンス成分Gxの値に比例する。

上記のようにして得られた高周波電圧e₁，e₂は
それぞれ直線検波器６，７により検波され、これ
らの出力は差動増幅器８に加えられる。差動増幅
器８の出力は皮表角質層のコンダクタンスGxに
比例したものであり、その値を指示器９に直接表
示することができる。

第３図は本発明による第１図に示した皮表角質
層用コンダクタンス測定器の一実施例の回路構成
図の一例を示す。第３図において、水晶発振器１
は恒温そうを使用しない形式の水晶発振子１０１
と、トランジスタ１０７と、複数の受動素子とか
ら成り立つ。緩衝増幅器２はトランジスタ２１０
と、入力結合用コイル２０１，２０２と、複数の
受動素子とから成り立つ。第１の同調器３は単峯
同調用のコイル３０５，３０６と、可変容量素子
３０１と、固定容量素子３０２と、抵抗器３０
３，３０４とから成り立つ。第２の同調器４は中
間タツプを有するコイル４０１と、容量素子４０
２〜４０４と、抵抗器４０５とから成り立つ。測
定用電極部５は第２の同調器４に内蔵されている
コイル４０１の中間タツプｆに接続してある。第
１の直線検波器６は電界効果形トランジスタ６０
２と、容量素子６０３と、抵抗器６０４とから成
り立つ。第２の直線検波器７も第１の直線検波器
６と同様の構成を有し、電界効果形トランジスタ
７０２と、容量素子７０３と、抵抗器７０４とか
ら成り立つ。差動増幅器８は差動増幅用の集積回
路８０８と、複数個の受動素子とから成り立つ。
指示器９は被測定コンダクタンスGxの値に比例
した直流電圧を指示するもので、あらかじめコン
ダクタンス値を読み取ることができるように校正
しておく必要がある。

第４図は第１、および第２の直線検波器６，７
の入出力特性の一例を示す図である。第４図にお
いて、高周波入力電圧e₁、またはe₂に対してDC
出力電圧は比例関係を有している。第１、および
第２の直線検波器６，７は電界効果形トランジス
タ６０２，７０２を使用しているので、高インピ
ーダンス性の入力特性を有する。このため、第
１、および第２の同調器３，４の同調回路のＱ特
性に与える影響は、npnトランジスタを使用して
いる従来構成のものに比べてはるかに小さい。

一方、第５図は指示器９の出力電圧の読みと被
測定コンダクタンスGxとの関係の一例を示す図
である。

第５図において、曲線１００３は実測値を示す
曲線であり、曲線１００４は計測値（理論値）を
示す曲線である。

以上説明したように、本発明によれば水晶発振
器により測定周波数を精密、かつ安定に設定する
と共に、水晶発振器の出力を水晶発振器に対して
疎に結合した緩衝増幅器と、単峯同調特性を与え
るための第１および第２の同調器とに加えること
により良好な単峯同調特性が実現され、これによ
つて被測定コンダクタンスの値に応じて同調曲線
へ変化を与え、この変化を高インピーダンス性の
第１および第２の直線検波器により検出し、両検
出器の出力の差を差動増幅することにより、皮表
角質層コンダクタンスを容易、かつ精密に測定す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による皮表角質層のコンダクタ
ンス測定器の一実施例におけるブロツク構成を示
す図である。第２図は第１図におけるコンダクタ
ンス測定の同調曲線を示す図である。第３図は第
１図に示すコンダクタンス測定器の回路構成の一
例を示す図である。第４図は第１図に示すコンダ
クタンス測定器に使用している直線検波器の検波
特性の一例を示す図である。第５図は第１図に示
すコンダクタンス測定器における指示器の指示と
コンダクタンス値との関係の一例を示す図であ
る。１……水晶発振器、２……緩衝増幅器、３，４
……同調器、５……測定電極部、６，７……直線
増幅器、８……差動増幅器、９……指示器、２
３，２４……信号線。

Claims

【特許請求の範囲】

１高周波電圧を発生するための水晶発振器と、
前記水晶発振器から結合用素子を介して疎に結合
することにより前記高周波電圧を入力して増幅す
るための緩衝増幅器と、前記緩衝増幅器の出力電
圧に同調して単峯同調特性を与えるための第１の
同調器と、外部出力用中間タツプを有するコイル
を備え前記第１の同調器の出力に同調して単峯特
性を与えるための第２の同調器と、前記中間タツ
プに接続してあつてリング形状を成し、被測定皮
表角質層のコンダクタンスを検出するための測定
用電極部と、前記緩衝増幅器の出力電圧を検波す
るための第１の直線検波器と、前記第２の同調器
の出力電圧を検波するための第２の直線検波器
と、前記第１および第２の直線検波器の出力電圧
を比較し差電圧に比例した出力電圧を発生させる
ための差動増幅器と、前記差動増幅器の出力電圧
を読取り前記被測定皮表角質層のコンダクタンス
を出力するための指示器とを具備して構成したこ
とを特徴とする皮表角質層用コンダクタンス測定
器。