(57)【要約】      （修正有）【課題】肌のすべての状態で精度よく皮膚バリア機能を測定できる皮膚バリア機能測定回路および皮膚バリア機能測定回路を有する電子機器を提供する。【解決手段】交流信号を発生させる交流波発生回路と、交流信号を印加する印加電極と、印加電極から肌を透過した信号を検出する検出電極１０４と、交流信号に基づく信号を検出し波形を調整する検出回路と、交流波発生回路の制御または検出回路からの出力信号を検出し演算を行う演算器と、交流信号に基づく信号を検出し、信号の大きさを判定して切り替え信号を出力する判定回路と、を備える。【選択図】図１
2019205840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流信号を発生させる交流波発生回路と、
前記交流信号を印加する印加電極と、
前記印加電極から肌を透過した信号を検出する検出電極と、
前記交流信号に基づく信号を検出し波形を調整する検出回路と、
前記交流波発生回路の制御または前記検出回路からの出力信号を検出し演算を行う演算器と、
前記交流信号に基づく前記信号を検出し、前記信号の大きさを判定して切り替え信号を出力する判定回路と、を備え、
前記検出回路は、前記交流信号に基づく前記信号の波形を調整する増幅回路と、電流検出回路と、フィルター回路と、を備え、
前記切り替え信号に応じて前記増幅回路のゲインを変更し、
前記交流波発生回路は、２周波数の交流信号を発生させ、
前記２周波数の交流信号は、５００Ｈｚの交流信号と１００ｋＨｚの交流信号とである、皮膚バリア機能測定回路。
【請求項２】
前記交流波発生回路は前記切り替え信号に応じて前記交流信号の波高値を変更する請求項１に記載の皮膚バリア機能測定回路。
【請求項３】
前記検出回路は前記交流信号に基づく前記信号を検出するための検出抵抗を備え、前記切り替え信号に応じて前記検出抵抗の抵抗値を変更する請求項１又は２に記載の皮膚バリア機能測定回路。
【請求項４】
前記判定回路は前記出力信号を検出し、前記出力信号の大きさを判定して前記切り替え信号を出力する請求項１から３のいずれか一項に記載の皮膚バリア機能測定回路。
【請求項５】
前記判定回路は前記印加電極から前記肌を透過した前記信号を検出し、前記印加電極から前記肌を透過した前記信号の大きさを判定して前記切り替え信号を出力する請求項１から３のいずれか一項に記載の皮膚バリア機能測定回路。
【請求項６】
交流信号を発生させる交流波発生回路と、
前記交流信号を印加する印加電極と、
前記印加電極から肌を透過した信号を検出する検出電極と、
前記交流信号に基づく信号を検出し波形を調整する検出回路と、
前記交流波発生回路の制御または前記検出回路からの出力信号を検出し演算を行う演算器と、
前記交流信号に基づく前記信号を検出し、前記信号の大きさを判定して切り替え信号を出力する判定回路と、を備え、
さらに、
非反転入力端子が前記交流波発生回路の出力に接続され、反転入力端子が前記検出電極に接続され、出力端子が前記印加電極に接続されるアンプを備え、
前記判定回路は前記アンプの出力を検出し、前記アンプの出力の信号の大きさを判定して前記切り替え信号を出力する、皮膚バリア機能測定回路。
【請求項７】
前記検出回路は前記交流信号に基づく前記信号の波形を調整する増幅回路を備え、前記切り替え信号に応じて前記増幅回路のゲインを変更する請求項６に記載の皮膚バリア機能測定回路。
【請求項８】
前記検出回路は前記交流信号に基づく前記信号を検出するための検出抵抗を備え、前記切り替え信号に応じて前記検出抵抗の抵抗値を変更する請求項６又は７に記載の皮膚バリア機能測定回路。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の皮膚バリア機能測定回路と、
前記皮膚バリア機能測定回路での演算結果を表示する表示部を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膚バリア機能測定回路及び皮膚バリア機能測定回路を有する電子機器に関し、特にすべての状態の皮膚バリア機能を測定する測定回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の皮膚バリア機能測定回路について説明する。図１３は従来の皮膚バリア機能測定回路を表す構成図である。従来の皮膚バリア機能測定回路は、表示器１６０１と、演算器１６０２と、信号発生器１６０３と、印加電極１６０４と、検出器１６０５と、検出電極１６０６と、から構成される。
前記印加電極１６０４と検出電極１６０６を肌に接触させた後、信号発生器１６０３にて交流信号を発生させ印加電極１６０４から交流信号を肌に印加する。交流信号は肌の中の皮膚表面角質層１６０７、表皮層１６０８を透過した後、検出電極１６０６を介して検出器１６０５で検出される。そして、検出された信号は演算器１６０２にて演算処理され、角質層バリア機能を算出して表示器１６０１に表示される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１４は従来の皮膚バリア機能測定回路を有する電子機器を表す構成図である。当該電子機器は、本体部１７０１と、表示部１７０２と、プローブ１７０３と、検出電極１７０４と、印加電極１７０５と、を有する。
前記印加電極１７０５から発生された電気信号が皮膚を通過し、その通過した信号が検出電極１７０４を介して検出される。検出された電気信号は、本体部１７０１に内蔵された演算部にて所定の演算処理が行われ、算出されたサセプタンスやアドミタンス等に基づいて、角質層バリア機能となりえる特性値が算出される。そして、特性値を表示部１７０２に表示させ皮膚バリア機能を表す数値として用いる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１０５６７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７２５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の皮膚角質層バリア機能を測定する電子機器では、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など肌のすべての状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することが難しく、特に荒れ肌では正確に測定することが困難であった。
これに対し、本発明は、肌のすべての状態で精度よく皮膚バリア機能を測定できる皮膚バリア機能測定回路および皮膚バリア機能測定回路を有する電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は、交流信号を発生させる交流波発生回路と、前記交流信号を印加する印加電極と、前記印加電極から肌を透過した信号を検出する検出電極と、前記交流信号に基づく信号を検出し波形を調整する検出回路と、前記交流波発生回路の制御または前記検出回路からの出力信号を検出し演算を行う演算器と、前記交流信号に基づく前記信号を検出し、前記信号の大きさを判定して切り替え信号を出力する判定回路と、を備える皮膚バリア機能測定回路に関する。
また、本発明は、前記皮膚バリア機能測定回路を備える電子機器にも関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の皮膚バリア機能測定回路および皮膚バリア機能測定回路を有する電子機器は、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌などすべての肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路を有する電子機器を示す構成図である。
【図２】第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路を有する電子機器のプローブの構成を示す構成図である。
【図３】第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。
【図４】第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の荒れ肌を測定している時の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】第二の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。
【図７】第二の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】第三の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。
【図９】第三の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】第四の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。
【図１１】第五の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。
【図１２】第五の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】従来の皮膚バリア機能測定回路の構成図である。
【図１４】従来の皮膚バリア機能測定回路を有する電子機器を表す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１０】
＜第一の実施形態＞
図１は、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路を有する電子機器を示す構成図である。第一の実施形態の皮膚バリア機能測定器を有する電子機器は、本体部１０１と、表示部１０２と、プローブ１０３と、検出電極１０４と、を備える。図２は、前記電子機器のプローブ１０３の構成を示す構成図である。前記プローブ１０３は、検出電極１０４と、印加電極２０１と、グラウンド電極２０２と、を備える。ここで、前記プローブ１０３のグラウンド電極２０２は、測定時に外部からのノイズが検出電極１０４や印加電極２０１に伝播し測定にノイズの影響が出ることを防止している。
【００１１】
図３は、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路は、演算器３０１と、交流信号発生回路３１０と、信号検出回路３２０と、判定回路３７１と、グラウンド端子３００と、を備える。前記演算器３０１は、出力端子３５１、３５２、３５３と、入力端子３６１、３６２と、を備える。前記交流信号発生回路３１０は、５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１と、１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２と、切り替え回路３１３と、を備える。前記切り替え回路３１３は、入力端子３１４、３１５と、出力端子３１６と、を備える。前記信号検出回路３２０は、増幅回路３２１と、フィルター回路３２２と、電流検出回路３０２と、検出抵抗３０３と、を備える。
【００１２】
次に、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の接続について説明する。前記演算器３０１において、前記出力端子３５１は５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１の入力に接続され、前記出力端子３５２は１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２の入力に接続され、前記出力端子３５３は切り替え回路３１３に接続される。また、前記入力端子３６１は増幅回路３２１の出力及び判定回路３７１の入力に接続され、前記入力端子３６２は判定回路３７１の出力及び増幅回路３２１に接続される。
【００１３】
また、５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１の出力は切り替え回路３１３の入力端子３１４に接続され、１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２の出力は切り替え回路３１３の入力端子３１５に接続される。前記切り替え回路３１３の出力端子３１６は印加電極２０１に接続される。前記検出電極１０４は、検出抵抗３０３の一方の端子と電流検出回路３０２の入力に接続される。前記検出抵抗３０３のもう一方の端子はグラウンド端子３００に接続される。前記電流検出回路３０２の出力はフィルター回路３２２の入力に接続され、該フィルター回路３２２の出力は増幅回路３２１の入力に接続される。
【００１４】
次に、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路を有する電子機器の動作について説明する。前記本体部１０１の電源をオンにした後、本体部１０１の側面にあるプローブ１０３を人の皮膚に押し当て、前記検出電極１０４と印加電極２０１を皮膚に接触させて測定開始スイッチ（図示せず）をオンにする。
そして、本体部１０１の内部にある皮膚バリア機能測定回路を動作させ皮膚の中のインピーダンス（以下、皮膚インピーダンスという）を測定し、測定結果を演算器３０１にて皮膚バリア機能を表す数値に変換して表示部１０２に表示する（図１参照）。
【００１５】
図４は第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の動作を示すタイミングチャートである。前記印加電極２０１及び検出電極１０４を人の肌に接触させた後、時刻ｔ１にて皮膚バリア機能測定回路の測定開始スイッチ（図示せず）をオンにすることで、前記演算器３０１は出力端子３５１から５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１を動作させる信号を出力する。同時に演算器３０１は前記出力端子３５３から切り替え回路３１３を制御する信号を出力し、５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１の出力と印加電極２０１を接続させ、印加電極２０１に５００Ｈｚの交流信号を発生させる。また、同時に演算器３０１は入力端子３６１から出力信号を検出できるように設定される。
【００１６】
前記印加電極２０１から印加された５００Ｈｚの交流信号は人の肌の中を透過し、皮膚インピーダンスによって波高値が減衰したり位相が遅れたりして検出電極１０４から検出される。前記検出電極１０４からの信号は検出抵抗３０３と電流検出回路３０２によって応答信号に変換される。この応答信号はフィルター回路３２２によってノイズなどが除去された後、増幅回路３２１によって演算器３０１で検出可能な出力信号に増幅及び整形される。そして、前記演算器３０１は増幅回路３２１の出力信号を前記入力端子３６１から検出し、皮膚インピーダンスを算出して皮膚バリア機能の状態を数値化する第一の測定値として用いる。
【００１７】
ここで人の肌の状態は、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌の状態、アトピーの状態、乾燥した状態など様々な状態が存在する。このため、皮膚インピーダンス値も広い範囲で変化する。
例えば、５００Ｈｚの交流信号を印加した場合、角層がすべて剥がれた荒れ肌から正常な肌の間で２ＫΩから２０ＭΩの範囲で皮膚インピーダンスが変化する。人の肌の角層がすべて剥がれたような荒れ肌である場合、図５に示すように検出電極１０４の信号は信号検出回路３２０で増幅及び整形された後、前記入力端子３６１に出力信号の最大値が一定の部分でカットされる波形として現れる。これは増幅回路３２１の出力限界を超えたため起きている。
【００１８】
この時、前記判定回路３７１は、５００Ｈｚの交流信号に基づく出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えていることを判定し、当該出力信号が最大値を越える前に増幅回路３２１と演算器３０１に当該増幅回路３２１のゲインを切り替える信号を出力する。これにより、前記増幅回路３２１のゲインを低下させ、演算器３０１に再測定を行わせる。その結果、前記出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えることを防止し、演算器３０１は正確な出力信号を検出することができる。
【００１９】
図４の時刻ｔ２では、５００Ｈｚの交流信号に基づく出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えたため、増幅回路３２１のゲイン変更後の出力信号を示している。増幅回路３２１の出力限界を超えた場合はこの出力信号を演算器３０１で検出し、皮膚インピーダンスを算出して皮膚バリア機能の状態を数値化する第一の測定値として用いる。
【００２０】
前記演算器３０１が第一の測定値を検出後、時刻ｔ３で示すように当該演算器３０１の出力端子３５２から１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２を動作させる信号を出力し、出力端子３５１から５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１を停止させる信号を出力する。同時に演算器３０１は前記出力端子３５３から切り替え回路３１３を制御する信号を出力し、１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２の出力と印加電極２０１を接続させ、印加電極２０１に１００ＫＨｚの交流信号を発生させる。
【００２１】
また、同時に演算器３０１は入力端子３６１から出力信号を検出できるように切り替えられる。ここで、１００ＫＨｚの交流信号を発生させている時、５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１の動作を停止させることで皮膚バリア機能測定回路の消費電流を低減することができる。
【００２２】
前記印加電極２０１から印加された１００ＫＨｚの交流信号は人の肌の中を透過し、検出電極１０４から検出される。検出電極１０４からの信号は検出抵抗３０３と電流検出回路３０２によって応答信号に変換される。当該応答信号はフィルター回路３２２によってノイズなどが除去された後、増幅回路３２１によって演算器３０１で検出可能な出力信号に増幅及び整形される。そして、前記演算器３０１はこの出力信号を検出し、皮膚バリア機能を計算する第二の測定値として用いる。
【００２３】
ここで５００Ｈｚの交流信号を印加した時と同様、１００ＫＨｚの交流信号を印加した時も肌の状態に応じて皮膚インピーダンス値は広い範囲で変化し、例えば、角層がすべて剥がれた荒れ肌から正常な肌の間で２００Ωから２００ＫΩの範囲で皮膚インピーダンスが変化する。そして人の肌の角層がすべて剥がれたような荒れ肌である場合、５００Ｈｚの交流信号を印加した時と同様に前記入力端子３６１の出力信号の最大値が一定の部分でカットされる波形として現れる。
前記判定回路３７１は１００ＫＨｚの交流信号に基づく出力信号の最大値が増幅回路３２１の出力限界を超えていることを判定する。すなわち、この判定回路３７１は、出力信号が最大値を越える前に増幅回路３２１と演算器３０１に当該増幅回路３２１のゲインを切り替える信号を出力して増幅回路３２１のゲインを低下させ、演算器３０１に再測定を行わせる。その結果、前記出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えることを防止し、演算器３０１は正確な出力信号を検出することができる。
【００２４】
図４の時刻ｔ４では、１００ＫＨｚの交流信号に基づく出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えたため、増幅回路３２１のゲイン変更後の出力信号を示している。この信号を演算器３０１で検出し、皮膚バリア機能を計算する第二の測定値として用いる。
【００２５】
このような第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路によれば、前記判定回路３７１を備えているが故に、肌の状態に関係なく前記演算器３０１が検出可能な信号、すなわち、前記第一の測定値と第二の測定値を正確に測定することができる。その結果、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌の状態、アトピーの状態、乾燥した状態など様々な状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。また、５００Ｈｚの交流信号発生時は１００ＫＨｚ交流信号発生回路の動作を停止させ、１００ＫＨｚの交流信号発生時は５００Ｈｚ交流信号発生回路の動作を停止させることにより、皮膚バリア機能測定回路の消費電流を低減させることができる。
【００２６】
なお、第一の実施形態に係る皮膚バリア機能測定回路において、前記判定回路３７１は出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えていることを判定する方式を採用しているがこの方式に限らず、演算器３０１の信号検出電圧限界を超えていることを判定するなど、出力信号を精度よく正確に検出できる方式であればどのような方式であってもよい。また、５００Ｈｚまたは１００ＫＨｚの交流信号を印加した時の皮膚インピーダンスは記載した範囲に限らず、どのような範囲のインピーダンス値であってもよい。また、前記増幅回路３２１のゲインの切り替えは一回に限らず、何度でも切り替えてもよい。また、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路では、出力信号の電圧が高いことを検出しゲインを変更する構成を採用しているが、出力信号の電圧が低いことを検出しゲインを変更する構成を採用してもよい。また、交流信号は５００Ｈｚと１００ＫＨｚの周波数を用いているが、この周波数に限らず、どのような周波数を用いてもよい。
【００２７】
また、１００ＫＨｚの交流信号を発振している時は５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１の動作を停止させているが、動作させたままでもよい。また、一つの信号検出回路で５００Ｈｚと１００ＫＨｚの信号を出力信号に変換しているが、５００Ｈｚ用の信号検出回路と１００ＫＨｚ用の信号検出回路の２つを用いるなど他の回路で出力信号に変換してもよい。この時、５００Ｈｚの信号を検出している時に１００ＫＨｚ用の信号検出回路の動作を止め、低消費電流化を実施してよい。また、５００Ｈｚと１００ＫＨｚの出力信号を判定するために一つの判定回路を用いたが、２つ以上の判定回路で５００Ｈｚと１００ＫＨｚの交流信号に基づく出力信号を判定しゲインを変更する信号を出力してもよい。
【００２８】
さらに、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路は図１に示す電子機器により測定されるが、電子機器はこの構成に限らず、測定プローブと皮膚バリア機能測定回路を組み込むことができる電子機器であれば、携帯電話やスマートフォン、時計等どのような電子機器に搭載してもよい。さらに、前記プローブ１０３の構成は図２の構成に限らず皮膚に交流信号を印加して検出できる構成であればどのような構成であってもよい。さらに、測定時に外部からのノイズの影響を低減できるのであればグラウンド電極２０２を用いなくてもよい。
【００２９】
＜第二の実施形態＞
図６は、第二の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。図７は、第二の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の動作を示すタイミングチャートである。第二の実施形態の皮膚バリア機能測定回路は、前記判定回路３７１の出力を５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１と１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２と入力端子３６２に接続させた点で第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路と異なる。他は第一の実施形態と同様であり、用いる本体やプローブも同様である。このため、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路と共通する構成については同一の符号を付した。以下、第二の実施形態の皮膚バリア機能測定回路のうち、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路との相違点を中心に説明し、共通する構成の説明は割愛する。
【００３０】
前述の如く、測定対象となる人の肌の角層がすべて剥がれたような荒れ肌である場合、検出電極１０４の信号が信号検出回路３２０で増幅及び整形された後、前記入力端子３６１の出力信号の最大値が一定の部分でカットされる波形として現れる。
これに対して、第二の実施形態の皮膚バリア機能測定回路において、前記判定回路３７１は５００Ｈｚの交流信号に基づく出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えていることを判定し、当該出力信号が最大値を越える前に５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１と演算器３０１に５００Ｈｚの交流信号の波高値を低下させる信号を出力する（図７の時刻ｔ２）。そして、５００Ｈｚの交流信号の波高値を低下させ、演算器３０１に再測定を行わせる。
また、１００ＫＨｚの交流信号を印加した場合には、前記判定回路３７１が１００ＫＨｚの交流信号に基づく出力信号の最大値が増幅回路３２１の出力限界を超えていることを判定する。そして、当該出力信号の最大値を越える前に１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２と演算器３０１に１００ＫＨｚの交流信号の波高値を低下させる信号を出力し、１００ＫＨｚの交流信号の波高値を低下させ（図７の時刻ｔ４）、演算器３０１に再測定を行わせる。こうして、前記出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えることを防止し、演算器３０１は正確な出力信号を検出することができる。
【００３１】
このような第二の実施形態の皮膚バリア機能測定回路によれば、前記判定回路３７１を備えているが故に、肌の状態に関係なく前記演算器３０１が検出可能な信号を取得でき、もって正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌の状態、アトピーの状態、乾燥した状態など様々な状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。また、５００Ｈｚの交流信号発生時は１００ＫＨｚ交流信号発生回路や１００ＫＨｚ信号検出回路の動作を停止させ、１００ＫＨｚの交流信号発生時は５００Ｈｚ交流信号発生回路や５００Ｈｚ信号検出回路の動作を停止させることにより、皮膚バリア機能測定回路の消費電流を低減させることができる。
【００３２】
なお、第二の実施形態に係る皮膚バリア機能測定回路において、交流信号発生回路の波高値の切り替えは一回に限らず、何度でも切り替えてもよい。また、第二の実施形態の皮膚バリア機能測定回路では、出力信号の電圧が高いことを検出し波高値を変更する構成を採用しているが、出力信号の電圧が低いことを検出し波高値を変更する構成を採用してもよい。
【００３３】
＜第三の実施形態＞
図８は、第三の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。図９は、第三の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の動作を示すタイミングチャートである。この第三の実施形態の皮膚バリア機能測定回路は、検出抵抗３０３を検出抵抗９０２、９０３に変更し、切り替え回路９０１を追加した点が第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路と異なる。他は第一の実施形態と同様であり、用いる本体やプローブも同様である。このため、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路と共通する構成については同一の符号を付した。以下、第三の実施形態の皮膚バリア機能測定回路のうち、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路との相違点を中心に説明し、共通する構成の説明は割愛する。
【００３４】
この第三の実施形態に係る皮膚バリア機能測定回路では、検出電極１０４が切り替え回路９０１の入力端子及び電流検出回路３０２の入力に接続される。前記検出抵抗９０２は、一方の端子が切り替え回路９０１の第一の出力端子に接続され、もう一方の端子がグラウンド端子３００に接続される。前記検出抵抗９０３は、一方の端子が切り替え回路９０１の第二の出力端子に接続され、もう一方の端子がグラウンド端子３００に接続される。前記判定回路３７１の出力は入力端子３６２と切り替え回路９０１に接続され、切り替え回路９０１の接続の切り替えを行う。
【００３５】
そして、この第三の実施形態の皮膚バリア機能測定回路では、前記印加電極２０１及び検出電極１０４を人の肌に接触させた後、時刻ｔ１にて皮膚バリア機能測定回路の測定開始スイッチ（図示せず）をオンにすることで、演算器３０１が出力端子３５１から５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１を動作させる信号を出力する。同時に演算器３０１は出力端子３５３から切り替え回路３１３を制御する信号を出力し、５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１の出力と印加電極２０１を接続させ、印加電極２０１に５００Ｈｚの交流信号を発生させる。また、同時に演算器３０１は入力端子３６１から出力信号を検出できるように設定され、判定回路３７１は切り替え回路９０１に検出抵抗９０２と検出電極１０４を接続させる信号を出力する。
【００３６】
前記印加電極２０１から印加された５００Ｈｚの交流信号は人の肌の中を透過し、皮膚インピーダンスによって波高値が減衰したり位相が遅れたりして検出電極１０４から検出される。検出電極１０４からの信号は検出抵抗９０２と電流検出回路３０２によって応答信号に変換され、当該応答信号はフィルター回路３２２によってノイズなどが除去された後、増幅回路３２１によって演算器３０１で検出可能な出力信号に増幅及び整形される。そして、増幅回路３２１の出力信号を入力端子３６１から演算器３０１が検出し、皮膚インピーダンスを算出して皮膚バリア機能の状態を数値化する第一の測定値として用いられる。
【００３７】
前述の如く、測定対象となる人の肌が荒れ肌である場合、入力端子３６１の出力信号の最大値が一定の部分でカットされる波形となる。
これに対して、この第三の実施形態に係る皮膚バリア機能測定回路において、前記判定回路３７１は５００Ｈｚの交流信号に基づく出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えていることを判定し、当該出力信号が最大値を越える前に演算器３０１と切り替え回路９０１に検出抵抗を切り替える信号を出力する。そして、前記演算器３０１は出力端子３５３から印加電極２０１がグラウンドになるように切り替え回路３１３を切り替える。その後、切り替え回路９０１により検出抵抗９０２から検出抵抗９０３に切り替えて検出抵抗値を低下させる。そして、前記演算器３０１は出力端子３５３から５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１の出力と印加電極２０１を接続させる信号を出力した後、演算器３０１に再測定を行わせる。こうして、前記出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えることを防止し、演算器３０１は正確な出力信号を検出することができる。検出抵抗を切り替える時に印加電極からの肌への交流信号の印加を止めることで、切り替え時に発生する過渡的なノイズ等が人の肌に伝播することによって痛みを感じることを防止することができる。
【００３８】
図９の時刻ｔ２では、５００Ｈｚの交流信号に基づく出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えたため、検出抵抗を変更した後の出力信号を示している。増幅回路３２１の出力限界を超えた場合はこの信号を演算器３０１で検出し、皮膚インピーダンスを算出して皮膚バリア機能の状態を数値化する第一の測定値として用いる。
【００３９】
前記演算器３０１が第一の測定値を検出後、時刻ｔ３で示すように演算器３０１の出力端子３５２から１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２を動作させる信号を出力し、出力端子３５１から５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１を停止させる信号を出力する。同時に演算器３０１の出力端子３５３から切り替え回路３１３を制御する信号を出力し、１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２の出力と印加電極２０１を接続させ、印加電極２０１に１００ＫＨｚの交流信号を発生させる。また、同時に演算器３０１は出力信号を検出できるように設定され、判定回路３７１は切り替え回路９０１に検出抵抗９０２と検出電極１０４を接続させる信号を出力する。
【００４０】
前記印加電極２０１からの１００ＫＨｚの交流信号は人の肌の中を透過し、検出電極１０４から検出される。検出電極１０４からの信号は検出抵抗９０２と電流検出回路３０２によって応答信号に変換される。当該応答信号はフィルター回路３２２によってノイズなどが除去された後、増幅回路３２１によって演算器３０１で検出可能な出力信号に増幅される。そして、増幅回路３３１の出力信号を演算器３０１が検出し、皮膚バリア機能を計算する第二の測定値として用いられる。
【００４１】
前述の如く、１００ＫＨｚの交流信号を印加した場合であっても、測定対象となる人の肌が荒れ肌であれば、前記入力端子３６１の出力信号の最大値が一定の部分でカットされる波形として現れる。これに対して、この第三の実施形態に係る皮膚バリア機能測定回路において、前記判定回路３７１は１００ＫＨｚの交流信号に基づく出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えていることを判定し、出力信号が最大値を越える前に演算器３０１と切り替え回路９０１に検出抵抗を切り替える信号を出力する。そして、前記演算器３０１は出力端子３５３から印加電極２０１がグラウンドになるように切り替え回路３１３を切り替える。その後、前記切り替え回路９０１により検出抵抗は検出抵抗９０２から検出抵抗９０３に切り替えられ検出抵抗値を低下させる。そして、演算器３０１は、前記出力端子３５３から１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２の出力と印加電極２０１を接続させる信号を出力した後、演算器３０１に再測定を行わせる。こうして、前記出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えることを防止し、演算器３０１は正確な出力信号を検出することができる。検出抵抗を切り替える時に印加電極からの肌への交流信号の印加を止めることで、切り替え時に発生する過渡的なノイズ等が人の肌に伝播することによって痛みを感じることを防止することができる。
【００４２】
図９の時刻ｔ４では、１００ＫＨｚの交流信号に基づく出力信号が増幅回路３３１の出力限界を超えたため、検出抵抗を変更後の出力信号を示している。この信号を演算器３０１で検出し、皮膚バリア機能を計算する第二の測定値として用いる。こうして、第一の測定値と第二の測定値を精度よく正確に測定することができ、第一の測定値と第二の測定値から皮膚バリア機能を計算することができる。
【００４３】
このような第三の実施形態の皮膚バリア機能測定回路によれば、前記判定回路３７１を備えているが故に、肌の状態に関係なく前記演算器３０１が検出可能な信号を取得でき、もって正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌の状態、アトピーの状態、乾燥した状態など様々な状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。また、５００Ｈｚの交流信号発生時は１００ＫＨｚ交流信号発生回路の動作を停止させ、１００ＫＨｚの交流信号発生時は５００Ｈｚ交流信号発生回路の動作を停止させることにより、前記皮膚バリア機能測定回路の低消費電流化を行うことができる。また、検出抵抗切り替え時に印加電極から交流信号が発生することを停止させることで、切り替え時のノイズによって肌で痛みを感じることを防止することができる。
【００４４】
なお、この第三の実施形態に係る皮膚バリア機能測定回路において、検出抵抗の抵抗値の切り替えは一回に限らず、何度でも切り替えてもよい。また、第三の実施形態の皮膚バリア機能測定回路では、出力信号の電圧が高いことを検出し検出抵抗値を変更する構成を採用しているが、出力信号の電圧が低いことを検出し検出抵抗値を変更する構成を採用してもよい。また、検出抵抗を切り替える時印加電極２０１から交流信号が発生することを止めているが、検出抵抗切り替え時に発生する過渡的なノイズが小さいのであれば交流信号を止めなくてもよい。
【００４５】
＜第四の実施形態＞
図１０は、第四の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。第四の実施形態の皮膚バリア機能測定回路は、前記判定回路３７１の入力を検出電極１０４に変更した点が第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路と異なる。他は第一の実施形態と同様であり、用いる本体やプローブも同様である。このため、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路と共通する構成については同一の符号を付した。このような第四の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の構成でも正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など様々な状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。なお、判定回路３７１の出力は第二の実施形態や第三の実施形態と同様に、交流信号の波高値や検出抵抗値を変更するように信号を出力してもよい。
【００４６】
このような第四の実施形態の皮膚バリア機能測定回路によれば、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌の状態、アトピーの状態、乾燥した状態など様々な状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。また、５００Ｈｚの交流信号発生時は１００ＫＨｚ交流信号発生回路や１００ＫＨｚ信号検出回路の動作を停止させ、１００ＫＨｚの交流信号発生時は５００Ｈｚ交流信号発生回路や５００Ｈｚ信号検出回路の動作を停止させることにより、前記皮膚バリア機能測定回路の低消費電流化を行うことができる。また、検出抵抗切り替え時に印加電極から交流信号が発生することを停止させることで、切り替え時のノイズによって肌で痛みを感じることを防止することができる。
【００４７】
＜第五の実施形態＞
図１１は、第五の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。図１２は第五の実施形態の皮膚バリア機能測定回路の動作を示すタイミングチャートである。この第五の実施形態の皮膚バリア機能測定回路は、アンプ１３０１を追加した点が第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路と異なる。他は第一の実施形態と同様であり、用いる本体やプローブも同様である。このため、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路と共通する構成については同一の符号を付した。以下、第五の実施形態の皮膚バリア機能測定回路のうち、第一の実施形態の皮膚バリア機能測定回路との相違点を中心に説明し、共通する構成の説明は割愛する。
【００４８】
この第五の実施形態の皮膚バリア機能測定回路において、前記アンプ１３０１は、非反転入力端子が切り替え回路３１３の出力端子３１６に接続され、反転入力端子が検出電極１０４に接続され、出力端子が印加電極２０１に接続される。前記判定回路３７１は、入力が印加電極２０１に接続され、出力が演算器３０１の入力端子３６２及び増幅回路３２１に接続される。前記電流検出回路３０２の入力は印加電極２０１に接続される。
【００４９】
この第五の実施形態の皮膚バリア機能測定回路では、前記印加電極２０１、検出電極１０４を人の肌に接触させた後、時刻ｔ１にて皮膚バリア機能測定回路の測定開始スイッチ（図示せず）をオンにすることで、演算器３０１は出力端子３５１から５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１を動作させる信号を出力する。同時に演算器３０１は出力端子３５３から切り替え回路３１３を制御する信号を出力し、５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１の出力とアンプ１３０１の非反転入力端子を接続させる。
【００５０】
前記アンプ１３０１の出力端子からは５００Ｈｚの交流信号が出力され、５００Ｈｚの交流信号は印加電極２０１から人の肌の中を透過して検出電極１０４から検出される。前記印加電極２０１からの５００Ｈｚの交流信号は人の肌の中を透過する時、皮膚インピーダンスによって波高値が減衰したり位相が遅れたりして検出電極１０４から検出される。そして、前記アンプ１３０１はこの信号を検出して非反転入力端子の信号と反転入力端子の信号が同じになるように出力端子の信号の波形を制御する。例えば、皮膚インピーダンスが高く検出電極１０４に現れる信号の波高値が低下したり位相が交流信号と比べ遅れる場合は、前記アンプ１３０１はアンプ１３０１の出力端子の信号の波高値を上昇させたり位相を進ませたりして出力し、非反転入力端子の信号と反転入力端子の信号の波形が同じになるように制御する。
【００５１】
図１２の時刻ｔ２では、５００Ｈｚの交流信号に基づく出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えたため、増幅回路３２１のゲイン変更後の出力信号を示している。増幅回路３２１の出力限界を超えた場合はこの信号を演算器３０１で検出し、皮膚インピーダンスを算出して皮膚バリア機能の状態を数値化する第一の測定値として用いる。
前記演算器３０１は第一の測定値を検出後、時刻ｔ３で示すように演算器３０１の出力端子３５２から１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２を動作させる信号を出力し、出力端子３５１から５００Ｈｚ交流信号発生回路３１１を停止させる信号を出力する。同時に演算器３０１は前記出力端子３５３から切り替え回路３１３を制御する信号を出力し、１００ＫＨｚ交流信号発生回路３１２の出力とアンプ１３０１の非反転入力端子を接続させる。
【００５２】
前記アンプ１３０１の出力端子からは１００ＫＨｚの交流信号が出力され、１００ＫＨｚの交流信号は印加電極２０１から人の肌の中を透過して検出電極１０４から検出される。印加電極２０１からの１００ＫＨｚの交流信号は人の肌の中を透過する時、皮膚インピーダンスによって波高値が減衰したり位相が遅れたりして検出電極１０４から検出される。そして、アンプ１３０１はこの信号を検出して非反転入力端子の信号と反転入力端子の信号が同じになるように出力端子の信号の波形を制御する。例えば、皮膚インピーダンスが高く検出電極１０４に現れる信号の波高値が低下したり位相が交流信号と比べ遅れる場合は、アンプ１３０１はアンプ１３０１の出力端子の信号の波高値を上昇させたり位相を進ませたりして出力し、非反転入力端子の信号と反転入力端子の信号の波形が同じになるように制御する。
【００５３】
前記印加電極２０１からの信号は検出抵抗３０３と電流検出回路３０２によって応答信号に変換され、当該応答信号はフィルター回路３２２によってノイズなどが除去された後、増幅回路３２１によって演算器３０１で検出可能な出力信号に増幅及び整形される。そして、増幅回路３２１の出力信号を入力端子３６１から演算器３０１が検出し、皮膚インピーダンスを算出して皮膚バリア機能の状態を数値化する第二の測定値として用いられる。
【００５４】
図１２の時刻ｔ４では、１００ＫＨｚの交流信号に基づく出力信号が増幅回路３２１の出力限界を超えたため、増幅回路３２１のゲイン変更後の出力信号を示している。この信号を演算器３０１で検出し、皮膚バリア機能を計算する第二の測定値として用いる。こうして、第一の測定値と第二の測定値を正確に測定することができ、皮膚バリア機能を計算する測定値として用いることができる。
【００５５】
このような第五の実施形態の皮膚バリア機能測定回路によれば、前記判定回路３７１が前記アンプ１３０１の出力信号に基づいて前記増幅回路３２１の出力限界を超えていることを判定しているため、肌の状態に関係なく前記演算器３０１が検出可能な信号を取得でき、もって正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌の状態、アトピーの状態、乾燥した状態など様々な状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。また、印加電極の信号を用いて出力信号を判定しゲイン等を切り替え精度よく正確に皮膚バリア機能を測定することができる。
【００５６】
なお、この第五の実施形態に係る皮膚バリア機能測定回路では、前記判定回路３７１がアンプ１３０１の出力信号で増幅回路３２１の出力限界を超えていることを判定する方式を採用しているがこの方式に限らず、アンプ１３０１の出力信号で演算器３０１の信号検出電圧限界を超えていることを判定するなど、出力信号を精度よく検出できる方式であればどのような方式であってもよい。また、前記判定回路３７１の出力は第二の実施形態や第三の実施形態と同様に、交流信号の波高値や検出抵抗値を変更するように信号を出力してもよい。この時、増幅回路３２１のゲインや交流信号の波高値、検出抵抗値の切り替えは一回に限らず、何度でも切り替えてもよい。
【００５７】
本発明を実施するための好適な実施形態は、以下のような構成をとることもできる。
［１］交流信号を発生させる交流波発生回路と、前記交流信号を印加する印加電極と、
前記印加電極から肌を透過した信号を検出する検出電極と、前記交流信号に基づく信号を検出し波形を調整する検出回路と、前記交流波発生回路の制御または前記検出回路からの出力信号を検出し演算を行う演算器と、前記交流信号に基づく前記信号を検出し、前記信号の大きさを判定して切り替え信号を出力する判定回路と、を備える皮膚バリア機能測定回路。
［２］前記検出回路は前記交流信号に基づく前記信号の波形を調整する増幅回路を備え、前記切り替え信号に応じて前記増幅回路のゲインを変更する［１］に記載の皮膚バリア機能測定回路。
［３］前記交流波発生回路は前記切り替え信号に応じて前記交流信号の波高値を変更する［１］に記載の皮膚バリア機能測定回路。
［４］前記検出回路は前記交流信号に基づく前記信号を検出するための検出抵抗を備え、前記切り替え信号に応じて前記検出抵抗の抵抗値を変更する［１］に記載の皮膚バリア機能測定回路。
［５］前記演算器は、前記検出抵抗の抵抗値を変更する前に前記印加電極から前記交流信号を印加することを停止する［４］に記載の皮膚バリア機能測定回路。
［６］前記判定回路は前記出力信号を検出し、前記出力信号の大きさを判定して前記切り替え信号を出力する［１］から［５］のいずれかに記載の皮膚バリア機能測定回路。
［７］前記判定回路は前記印加電極から前記肌を透過した前記信号を検出し、前記印加電極から前記肌を透過した前記信号の大きさを判定して前記切り替え信号を出力する［１］から［５］のいずれかに記載の皮膚バリア機能測定回路。
［８］前記皮膚バリア機能測定回路はさらに、非反転入力端子が前記交流波発生回路の出力に接続され、反転入力端子が前記検出電極に接続され、出力端子が前記印加電極に接続されるアンプと、を備える［１］に記載の皮膚バリア機能測定回路。
［９］前記判定回路は前記アンプの出力を検出し、前記アンプの出力の信号の大きさを判定して切り替え信号を出力する［８］に記載の皮膚バリア機能測定回路。
［１０］前記検出回路は前記交流信号に基づく前記信号の波形を調整する増幅回路を備え、前記切り替え信号に応じて前記増幅回路のゲインを変更する［９］に記載の皮膚バリア機能測定回路。
［１１］前記検出回路は前記交流信号に基づく前記信号を検出するための検出抵抗を備え、前記切り替え信号に応じて前記検出抵抗の抵抗値を変更する［９］に記載の皮膚バリア機能測定回路。
［１２］前記交流波発生回路は、第一の交流信号発生回路と、第二の交流信号発生回路と、前記第一の交流信号発生回路の出力と前記第二の交流信号発生回路の出力に接続され、前記演算器からの信号に応じて前記印加電極への接続を切り替える切り替え回路を備える［１］から［１１］のいずれかに記載の皮膚バリア機能測定回路。
［１３］前記演算器は、前記第一の交流信号発生回路の信号または前記第一の交流信号発生回路の信号に基づく信号を前記印加電極に発生させている時は、前記第二の交流信号発生回路の動作を停止させ、前記第二の交流信号発生回路の信号または前記第二の交流信号発生回路の信号に基づく信号を前記印加電極に発生させている時は、前記第一の交流信号発生回路の動作を停止させる［１２］に記載の皮膚バリア機能測定回路。
［１４］［１］から［１３］のいずれかに記載の皮膚バリア機能測定回路と、前記皮膚バリア機能測定回路での演算結果を表示する表示部を備える電子機器。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  本体部
１０２  表示部
１０３  プローブ
１０４  検出電極
２０１  印加電極
２０２  グラウンド電極
３００  グラウンド端子
３０１  演算器
３０２  電流検出回路
３０３、９０２、９０３  検出抵抗
３１０  交流信号発生回路
３１１  ５００Ｈｚ交流信号発生回路
３１２  １００ＫＨｚ交流信号発生回路
３１３、９０１  切り替え回路
３２０  信号検出回路
３２１  増幅回路
３２２  フィルター回路
３１６、３５１、３５２、３５３  出力端子
３１４、３１５、３６１、３６２  入力端子
３７１  判定回路
１３０１  アンプ
【図１】
2019205840.tif 000003
【図２】
2019205840.tif 000004
【図３】
2019205840.tif 000005
【図４】
2019205840.tif 000006
【図５】
2019205840.tif 000007
【図６】
2019205840.tif 000008
【図７】
2019205840.tif 000009
【図８】
2019205840.tif 000010
【図９】
2019205840.tif 000011
【図１０】
2019205840.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2019205840.tif 000016