(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの内側で付勢手段に保持されて変位するスリーブの先端に測定端面を有するプローブと、該測定端面が検査対象の表面部の導電度とともに測定電極を切替えて表面内の深部の導電度を測定してそれぞれの水分量を測定する手段と、前記測定端面の内部から前記表面部に放射した電磁エネルギの反射波から脂肪成分を測定する手段、あるいは前記測定端面から自在に突出と埋没が可能な接触子を押し当てた時に生じる表面部の状態変化に基づいて弾力性を測定する手段を含む表面性状に関する測定項目の少なくとも一つの項目の測定手段を備えるように構成された測定装置であって、
前記プローブを前記表面部に接触させ、人為的に前記付勢手段により押し当てたときの所定の押圧力の状態で前記表面性状の測定を開始させる制御信号と、前記測定項目の終了状態を通知する終了信号と、前記測定過程において前記押圧力の不足状態および過剰状態を生じた場合に前記測定を中断させる停止信号を含む制御情報により処理を行うと共に、測定を中断した時は、データをリセットして初期状態に戻し、押圧操作の信号に基づいて再測定を行わせる押圧制御手段を備えたことを特徴とする表面性状測定用プローブ。
【請求項２】
前記プローブの内部から測定端面に穿った開口部において自在に埋没と突出動作を行わせることができ光領域の電磁波を透過するように形成された透過性接触子を有し、前記透過性接触子を前記測定端面に突出させた時の押圧力に基づいて前記表面部に生じた性状変化を検知する弾力性測定手段と、前記透過性接触子を介して前記表面部に前記電磁波を放射したときの反射波の検出を行って測定する前記表面性状に関する測定手段との、それぞれの測定に前記透過性接触子を兼用させることができるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の表面性状測定用プローブ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の表面性状測定用プローブを用いることを特徴とする表面性状測定方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の表面性状測定用プローブを備えたことを特徴とする表面性状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面性状測定用プローブ、これを用いた表面性状測定方法及び装置に関する。詳しくは、検査対象の生産物あるいは動植物の分泌物の湿潤、脂肪、触感、色彩等の表面性状の電気的測定に活用することができ、生産工場等における製品表面の性状検査、医師や美容師および製薬関係者らが生体の表皮状態の判定、あるいは食品衛生管理者や植物検査官らが物性検査を迅速、簡便に実施しようとするときに用いて好適な表面性状測定用プローブ、これを用いた表面性状測定方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
比較的最近までは衛生管理を必要とする表面部の性状の測定、例えば生産物に付着した異物とか、あるいは特に人肌の診断などは殆ど外見や触診によって行なわれていた。
【０００３】
例えば、加工品の物質表面に付着した油脂量を光照射により目視で行なう観測方法があるが、定量化と迅速性に問題がある。
【０００４】
そのため、本件出願人は、表面の導電性測定装置を先に提案している。この導電性測定装置によれば、表面と内部とで水分含有量等によって異なる導電性をもつ生体の皮膚の如き被検体に対し、特定の電極を被検体に非破壊的に接触させて測定し演算することによって、それぞれの値を簡便に検出することが可能になる。すなわち、被検体の表層と深部とで異なる性状を分離して検出するため、一対の測定電極および中間電極から成る各電極を表面部に押し当てて表皮の水分を導電度やインピーダンスの変化として定量的に測定する方法が開発されており、特許文献１に示されている。
【０００５】
脂肪成分の測定については、スリガラス等のサンプリング板に皮脂を付着させ、その脂肪の赤外領域における吸収波長スペクトルに基づく透過量によって測定するものがある。
【０００６】
更に、特許文献２には、本件出願人が先に提案した、水分と脂肪の同時測定装置が示されている。これは、特許文献１の水分量の測定電極の少なくとも１極の電極表面を照射光の反射ミラー兼用として構成したので、それを被検体の表面部に押圧して予め脂肪成分を採取した測定用プローブそのものを計測本体の光学処理系に移して反射量を計測することができる。従って表面部における水分の測定と脂肪分の採取操作とを一挙動で行えるようになっている。
【０００７】
更に、特許文献３には、プローブを生体の表皮に押圧すると、プローブ先端部の複数の電極間で表皮の導電度を介して水分含有度を測定すると共に、プローブの押圧時にプローブの電極に付着した皮脂を光学的定量手段を有する本体に移して、光源から遠赤外光を照射し、この反射光を光電センサによって受光して皮脂量をマイクロコンピュータによって算出し、皮脂量を光学的に定量することによって皮脂の分泌量を測定することが記載されている。
【０００８】
表面部の弾力性や柔軟性の測定については、接触子で押圧する時の振動周波数の変化、および接触子の機械的ばねによる反発力、あるいは押圧力をソレノイドにより電磁力に変換して計測する方法などがある。
【０００９】
例えば、特許文献４には、(i)振動子に設けた接触子の皮膚への接触時と非接触時についての周波数変化を振動検出素子により検出し、皮膚の弾力性を測定するための接触子、振動子及び振動検出素子、(ii)皮膚に複数の電極を接触させ、その電極間で皮膚の電気伝導度を測定することにより皮膚の水分含量を測定するための複数の電極、及び(iii)皮膚に皮脂サンプリング板を接触させることにより皮脂サンプリング板に皮脂を転写させ、その皮脂の赤外線吸収スペクトルにより皮脂量を測定するための皮脂サンプリング板が組み込まれた皮膚性状測定プローブが示されている。そして弾力性測定用の接触子が、前記プローブの一端の中心部に配され、水分含量測定用の複数の電極が、弾力性測定用の接触子を中心として前記プローブ端面に同心円状に設けられ、皮脂サンプリング板が、前記プローブ端面において水分測定用の電極間に設けられている皮膚性状測定プローブが記載されている。
【００１０】
【特許文献１】特公平７−３４４４号公報
【特許文献２】特許第２９９２５９５号公報
【特許文献３】特許第２７１４５０６号公報
【特許文献４】特許第３３２６７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら従来の、測定後のサンプリング板やプローブの処理の清浄化に化学薬品や洗剤を使用する方法では、被検者やオペレータに不快感を与えるなどの問題があった。
【００１２】
また導電度と皮脂および柔軟性などを別個に測定したり、水分や脂肪を転写した試料を測定する従来の手法では、測定時間や手数および採取データの時間的なずれ（非同時性）などに基づく測定誤差の問題もあった。
【００１３】
更に、測定機器に備えられた個々の機能がいかに優れたものであっても、この種の測定ではプローブを扱う測定者の個人差によって、測定データに著しい優劣が生じるという特質がある。故に、プローブを扱う測定者による人為的な誤差を解消することは極めて重要である。
【００１４】
特に本発明のプローブは、測定対象が多人数で無差別に測定して統計的にデータを収集する場合や、同一個人の表面性状の経時変化を正確に追及するような場合にも使用されるので、プローブを操作する測定者の技量の相違に係わらず常に再現性良く測定できることが必要である。
【００１５】
本発明は、表面部の性状の判定を確実に再現性良く迅速に達成できる手段を備えた、表面性状測定用プローブ、これを用いた表面性状測定方法およびその装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、ケーシングの内側で付勢手段に保持されて変位するスリーブの先端に測定端面を有するプローブと、該測定端面が検査対象の表面部の導電度とともに測定電極を切替えて表面内の深部の導電度を測定してそれぞれの水分量を測定する手段と、前記測定端面の内部から前記表面部に放射した電磁エネルギの反射波から脂肪成分を測定する手段、あるいは前記測定端面から自在に突出と埋没が可能な接触子を押し当てた時に生じる表面部の状態変化に基づいて弾力性を測定する手段を含む表面性状に関する測定項目の少なくとも一つの項目の測定手段を備えるように構成された測定装置であって、前記プローブを前記表面部に接触させ、人為的に前記付勢手段により押し当てたときの所定の押圧力の状態で前記表面性状の測定を開始させる制御信号と、前記測定項目の終了状態を通知する終了信号と、前記測定過程において前記押圧力の不足状態および過剰状態を生じた場合に前記測定を中断させる停止信号を含む制御情報により処理を行うと共に、測定を中断した時は、データをリセットして初期状態に戻し、押圧操作の信号に基づいて再測定を行わせる押圧制御手段を備えたことを特徴とする表面性状測定用プローブを提供するものである。
【００１７】
ここで、プローブは、ケーシングの内側でスプリング等の付勢手段に保持されて変位するスリーブの先端に測定端面を有し、検査対象の表面部と接触させて表面性状を測定する手段を備えた装置である。
【００１８】
そして検査対象に応じて、表面部に電磁界、電波、光スペクトルの領域にわたる電磁エネルギを放射した場合に、その反射波の変化から性状を測定する手段を含み、その放射スペクトルと変化量などに基づいて脂肪とか色彩あるいは表面組織、結晶構造の撮像などを行って表面性状の判定を行うことができるものである。
【００１９】
この場合、測定端面に設けた少なくとも一対の（例えば平面状）電極間の導電度を検出する水分測定手段、または測定端面に設けた窓を介して内部から表面部に向けて放射した電磁波の反射波を検出する脂肪成分測定手段がある。あるいは測定端面から自在に埋没と突出が可能な機械的接触子を表面部に直接押し当て、その時に生じる表面部の状態変化に基づいて弾力性を測定する手段、例えば電気的振動子の振動周波数の変化の測定、または付勢手段のスプリングの反発力やソレノイドの電磁力などによる所定の押圧力に基づいて表面部に生じた性状変化を検知し弾性や柔軟性に変換して計測する方法などがある。
【００２０】
このように、プローブは前記測定手段に対応する各測定項目の測定を予め定めた方式によって行い、表面性状に関するデータ情報を得るものである。
【００２１】
即ち、測定端面を検査対象の表面部に接触し押圧して測定するときに測定開始信号を発生させる手段を備えたものである。例えば、押圧によりプローブのスリーブが所定の位置に変位した状態のときに、トグルスイッチとか近接スイッチまたはタッチセンサ等の有接点あるいは無接点のスイッチ回路により測定開始信号を発生し前記測定制御回路を動作させる。この場合、データ収集の測定状態を継続的に制御する押圧制御回路を備えたものである。
【００２２】
そして押圧制御手段は、所定の押圧に基づく表面性状の変化に関する測定を終了したときに終了状態を通知する信号と、測定過程においてプローブを操作する測定者の不手際などによってスリーブが変動し押し込み不足を生じたような場合、あるいは過度の押圧により変位の限界に達したような場合には検査対象が生体表面であれば異常な押し当て圧力のために表面性状に不当な変化をきたし適正な測定データを採取し難くなる。
【００２３】
故に、直ちに測定を中断する制御情報信号を発してデータ収集の停止処理を行わせる押圧制御回路を備えたものである。例えば中断を生じた場合の収集データに対してはリセット信号を出して初期状態に復帰させ、次の適正な押圧状態を形成した時の信号によって再測定を行なうように、押圧制御回路と測定制御回路との間で交信させる構成にしておく。
【００２４】
なお、これらの各制御信号により測定状態、終了状態および中断、停止状態あるいは更に必要とすれば各種の状態が形成された時の信号により、色別のＬＥＤを点灯させる表示手段を用いればプローブを操作中の測定者に操作状況を認識させることができる。
【００２５】
更に、測定端面が所定の位置まで押圧された状態に応じて測定開始信号を発生させ、前記測定を行う前記プローブを備えたことを特徴とする表面性状測定方法および装置である。
【００２６】
この場合、プローブの測定端面を生体等の表面部に接触する操作は測定者が手動で行うことが多いため、プローブは操作性の良い均衡のとれた形状であることが望ましい。
【００２７】
故にプローブのスリーブを円筒状にし、その円形の測定端面に水分測定手段の同心円状の電極を形成して測定に供することが好ましい。
【００２８】
また脂肪成分測定手段は、プローブの内部から脂肪に吸収波長領域を有する光領域の電磁波を測定端面の窓を通して検査対象の表面部に向けて放射する放射源と、その反射量を測定する受信器（受波器とも呼ぶ）とを備え、反射量を演算することによって脂肪成分の検出が可能である。
【００２９】
この場合、測定端面の窓に装着した平面ガラスのような透過体を脂肪表面に直接押し当てた接触状態で測定するように構成する場合と、窓に装着した透過体と脂肪表面とが空隙を介して互いに非接触の状態で測定するように構成する場合とがある。
【００３０】
前者の構成によれば透過体と表面部とが所定の押圧力で密着された間に脂肪を拡散させた状態を測定することができる。後者の構成では脂肪表面を在るがままの状態で測定できるという特長がある。
【００３１】
脂肪成分測定と弾力性測定とを測定端面で行わせる手段として、測定端面に穿った開口部から自在に埋没と突出動作を行うことができる半球状のごとき形状の先端部は弾力性測定用接触子でありながら、その先端部は光領域の電磁波の通路として放射と反射とを扱うように形成された透過性接触子となる。故に、表面部の色彩や表面組織、結晶などの状態検知および撮像手段にも兼用できるプローブになる。
【００３２】
この透過性接触子の先端部の近傍に、所定の波長領域の電磁波の放射源又は発光源と、受信器又は受光器とを配置する。そして、電磁波の放射波長により選定される特定の入射角で生体等の表面部を照射したときに、測定端面に反射される電磁波の反射量の変化を検知する。この変化量を演算処理することによって脂肪成分の値に変換される。
【００３３】
それと同時に、透過性接触子は弾力性測定手段の役割を兼用させる接触子として用いることができる。
【００３４】
即ち、上述の透過性接触子に装着させた強誘電体や水晶振動子などが押圧によって振動周波数を変化する特質、又は接触子の機械的スプリングによる反発力、あるいはソレノイドによる電磁力の変化などを、検査対象の表面部に押圧力として与える。そして、その時に生じる表面部の性状変化を検知し弾性や柔軟性に変換して計測する方法が適用できる。
【００３５】
このような計測に先立ち、プローブの測定端面上に設けた同心円状電極間の各部分を生体等の表面部に均等に接触させ、続いて測定端面の押圧操作を確実かつ容易に実施するために次のような手段を用いることができる。
【００３６】
接触子の先端部は通常測定端面の内部に埋没させておくが、プローブの測定端面を生体表面に接触させ押圧したとき、プローブの内部でスリーブに取付けた付勢手段（例えばスプリング）が圧縮されて測定端面から接触子の先端部が突出される。このような状態でも測定端面に配置した検知センサにより生体等の表面部との接触度をそれぞれ検知する。
【００３７】
このような接触度の検知センサの信号を利用すれば、検査対象の表面部が単純な平面ではない曲面部を有するような場合にも、測定者に対してプローブの接触状態を色別した信号表示などの手段により認識させることが可能である。
【００３８】
特に測定端面に接触子の先端部が突出されて生体等の表面測定が行われるような時にも同心円状電極間の各部分の均一な接触状態を検知できる。
【００３９】
この接触状態判定用の検知センサとして、一対の電極間の静電容量やインピーダンスあるいは各種の近接センサなどが用いられ、接触された状態に従って変化する電気的性質を検知する。その設置個所は均衡的に３個所であることが好ましく、また測定端面の外周付近に配置するのが効果的であって、それらの比較値から測定端面全体の均衡した接触状態を判定する。
【００４０】
更に引き続いて、表面部に押圧された測定端面が所定の押圧力の状態に達したとき、または所定の位置まで変位したときに、その状態を検知した信号を発生させるように構成する。
【００４１】
従って、常にプローブの正常な接触状態を自動的に監視しながら自動的に表面性状の測定を行うことが可能になる。
【００４２】
故に、プローブを扱う測定者による個人差のない測定データが得られる。
【００４３】
なお脂肪成分測定手段に用いる電磁波の波長は、遠赤外から紫外を含む各種の波長の電磁波が適用できる。
【００４４】
殊に、３８０〜５００ｎｍの青色系可視放射の波長帯域に最大発光強度を有する小型発光ダイオード（ＬＥＤ）を選定した場合には、プローブの小型化にも役立つ。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によって、プローブの測定端面における適正な押圧力と計測時間などを自動的に制御し、正常な測定状態を維持しながら表面性状の測定を行う手段が確立されたため、プローブを操作する測定者の技量の相違に係わらず、水分量、脂肪成分、弾力性、色彩または表面組織などの測定を再現性良く迅速に処理できるようになった。
【００４６】
そして電磁波透過性接触子を検査対象の表面部に直接押し当てて脂肪成分測定手段に用い、弾力性測定手段の役割を兼用させるように構成した装置は、測定端面で接触子が埋没と突出を行なう操作時の均衡がとり易く、プローブの装備の簡易化を図ることができるという効用がある。
【００４７】
なお本発明のプローブは表面性状に関するデ−タを測定する測定系と、そのデータを収集し物性的な値に演算する処理系とを一体化して構成することにより、迅速かつ正確な結果が得られる。
【００４８】
また、脂肪成分の測定手段に用いる電磁波の波長は、各種の波長の電磁波を適用できるが、発光ダイオード（ＬＥＤ）を選定して用いれば、プローブの小型化と省電力化を図りながら、脂肪成分の検出を容易に達成できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
この場合、本発明のプローブは表面性状の各種の測定項目の少なくとも一つの項目の測定手段を備えたものである。ここでは各測定手段を同一の図面に併記して実施形態を説明する。
【００５０】
本発明の第１実施形態は、例えば図１（全体構成）と図２（プローブ先端の要部構成）及び図５（表面部の測定形態）に示す如く、プローブ１に備えた測定端面１０により、以下に述べる水分、脂肪分、弾性、色彩、表面組織などの各種測定手段によって収集した表面性状に関するデータを、プローブ１と着脱自在に結合する本体２（受け器とも呼ぶ）に対して光通信方式で転送し表示させるようにしたものである。
【００５１】
プローブ１は、電源端子部２０から充電装置２１に接続された２次電池２２を電源Ｅとして用いる。
【００５２】
電源端子部２０は電力を供給する接続部分であって、通常の電気接点を用いてもよい。
【００５３】
あるいは、２つの電磁誘導コイルを対向させて電源電力を供給し非接触で２次電池２２を充電し動作電源として用いてもよい。この手段は特公平６−４４７３０号公報に示されている。
【００５４】
本実施形態のプローブ１は、測定端面１０による測定の進行およびデータの収集に係る測定制御回路２３と、測定データの演算処理を行うコンピュータを含むデータ処理回路２４を有し、更に本体２に対して光通信でデータ転送を行う赤外線送受信素子２５、２６が備えられている。
【００５５】
そして本体２は、データ受信回路２７と表示装置２８および外部端子２９に接続された電源制御回路３０などを備えている。
【００５６】
図２には、脂肪成分測定手段に用いる、測定端面１０の窓４に装着した電磁波透過体（単に透過体とも称する）１４に向けて、その内部から電磁波の放射源１５および測定端面１０の窓４の電磁波透過体１４を介して反射される反射量を検出する受信器１６を示している。
【００５７】
以下、図３及び図４を参照して、本実施形態の測定手順を説明する。
【００５８】
表面性状に関するデータの取得に先立ち、図２（ａ）に示すように測定端面１０を検査対象の表面部８に押圧すると、プローブ１のケーシング３１の内部に取付けたスプリング３が圧縮される（ステップ１００）。このときスリーブ３２の測定端面１０がケーシング３１に押し込まれて所定の位置に変位し（ステップ１１０）、測定開始スイッチ９が閉じると（ステップ１２０）、各測定に必要な制御信号を発生して測定状態に入り所定の順序に従ってデータの収集を行う（ステップ１３０）。
【００５９】
そのデータ収集の継続過程においてスリーブ３２の押し込み不足を生じると、その変位状態の情報信号を発してデータ収集を中断し（ステップ１４０）、例えば収集過程であったデータをリセットして初期状態に戻し、適正な押圧操作の信号に基づいて再測定を行わせる。
【００６０】
あるいはスリーブの押圧が過剰な場合には表面部に性状変化をきたすことになるから（ステップ１５０）、その変位限界スイッチ３３による信号に基づいて押圧制御回路３４の指令により再測定を行うステップに移行することになる。更に、押圧制御回路３４はプローブの押圧過程において必要とする各種の情報信号を設定し得るものである。
【００６１】
また、図２（ｂ）に示すように測定端面１０に設置した検知センサ６、７などは、それらが設置されている位置ごとに表面部８との接触状態を検知することができる。なお、スプリング３の種類は機械的スプリングに限定されず、例えばゴムであっても良い。
【００６２】
測定端面１０を表面部８に接触させて押圧した場合（ステップ２００）、測定端面１０に設置された検知センサ６、７などにより接触状態が検知される（ステップ２１０）。
【００６３】
この検知センサ６、７は、一対の電極間の静電容量やインピーダンスあるいは各種の近接センサなどを用いることができ、接触状態に従って変化する電気的特性を検知する。その設置個所は３個所にすることが好ましく、測定端面１０の外周付近への設置が効果的で、それらの比較値から測定端面全体の均衡した接触状態を判定する。
【００６４】
引き続いてプローブ１のスリーブ３２が押圧されて（ステップ２２０）、測定端面１０が所定の位置まで達したとき（ステップ２３０）、測定開始スイッチ９を閉じる（ステップ２４０）。スリーブ３２が適正な位置を継続した状態では（ステップ２５０）、所定の順序に従って測定データの収集を行う（ステップ２６０）。
【００６５】
なお、変位限界スイッチ３３が動作する時点で、更に２段目のスプリングを設けておけば測定者は過剰な押圧状態に達する時点での調整を感覚的に行い易くなる。又、スリーブ３２の外周に更にスプリングで保持したスリーブを設けるように構成（図示せず）すれば、押圧操作を一層容易にすることができる。
【００６６】
このようにしてプローブ１は一挙動で測定動作を完了することが可能である。
【００６７】
従って、プローブ１を扱う測定者ごとの個人差を解消した接触状態で測定データが得られることになる。
【００６８】
次に、脂肪成分が電磁波の性質を変化させる幾つかの現象について、これを測定手段に用いる方法を検討した。
【００６９】
例えば、脂肪膜を塗布した透明石英板に２５０〜８００ｎｍの電磁波を照射したときの透過率の測定（純水膜と比較）を公的研究機関で実験したところ、波長３８０ｎｍ（透過率８８％）以下における紫外放射領域で透過率が低下する現象が観測された。即ち、２７０ｎｍで６０％、２５０ｎｍで２０％減少するという顕著な性状変化が明らかにされた。
【００７０】
そこで図５（ａ）に図示したように平面状金属、プラスチック、生体等の表面部８の一部に対して脂肪成分８ａを塗布し、これに放射源１５から３００ｎｍ〜４．０μｍの波長領域の電磁スペクトルを選択して照射する実験を行った。
【００７１】
３８０〜５００ｎｍにおけるバイオレット−ブルー系波長の電磁波を所定の入射角θで照射した場合、脂肪成分に応じて濃厚色のダークブルーに変色する傾向が目視で確認された。その照射点からの反射光量が減衰して変色する現象を、受信器１６（受波器とも呼ぶ）にＣＣＤカメラを用い撮像しながらマトリクス分布割合の実験的検討を行い脂肪成分を認識できることが判った。
【００７２】
この場合、脂肪成分が塗布されていない個所をダミー３３と設定して、その反射光量と前記脂肪成分８ａからの反射光量との信号出力差を演算することにより脂肪成分の測定値を安定に算出することができる。
【００７３】
放射源１５はハロゲン光源に所定の光学フィルタをかけて電磁スペクトルを形成し実験に供した。また青色発光ダイオードと称する試供品を購入して放射源１５とし、反射光の減衰割合を受信器１６の受光素子によって測定する方法は、測定装置の簡易化小型化に役立つ手段となる。
【００７４】
図５（ｂ）は、プローブ１の測定端面１０に備えた透過体１４を、表面部８の脂肪成分８ａに押し当てた様子であって、透過体１４と表面部８とが所定の押圧力で密着された間に脂肪が拡散される形態が示されている。従って放射源１５からの電磁波が脂肪拡散部３５に照射される状態で測定する方式になる。
【００７５】
図５（ｃ）は、測定端面１０に備えた透過体１４の表面の位置が図示のように表面部８との間に空隙を設ける構造にしてあるので、脂肪成分８ａに直接押し当てられることがなく表面性状を在るがままの状態で測定する方式である。
【００７６】
脂肪成分の測定は、図２と図５に示した第１実施形態、及び、図６に示す第２実施形態のように、測定端面１０に設けた比較的小さい窓４の透過体１４を介して電磁波の光スペクトルを照射する方式である。従って、表面部８に測定端面１０を適正な押圧力で密着させて行う測定手段により再現性のよい結果が得られる。このような光照射方式を用いて表面性状の変化を検知する手段は、色彩とか表面組織を撮像するような場合にも小さい窓４だけを介して実施することができるので、プローブの小型化がはかれる。
なお、電磁波の透過体１４としては光領域の波長なら透明ガラス、石英などの透明体あるいは空洞であってもよい。
【００７７】
表面部の状態が平面、凹凸、縞状あるいは硬質、可塑的または弾性的軟質などの性状に応じて、図５（ｂ）と（ｃ）との構成を適宜選択または組み合わせればよい。
【００７８】
何れにしても電磁波が放射された時の表面状態の測定基準となるダミーを放射源１５の近傍に設定する。そして検査対象の脂肪により測定された反射量と、ダミーによる反射量とを受信器１６の受光素子により検出し、その信号出力差を演算して測定値を定める。あるいは受信器１６としてＣＣＤカメラ等のイメージセンサを用い前述のように脂肪成分を認識する手段を適用してもよい。
【００７９】
このような測定手段は、検査対象に応じた選択波長と、入射角、放射強度、複合光などにより脂肪、水分その他の分泌物のみならず、基材色、塗装色、肌色などの彩色測定にも適用できるものである。
【００８０】
又、図２に示した第１実施形態、及び、図６に示す第２実施形態で例示したように、水分測定では、プローブの測定端面１０に平面的に配置した電極間のインピーダンスを測定し水分量に換算する方法を用いることができる。この場合、表面部８に対する測定端面１０の押圧力および計測時間などの自動的な制御が、測定結果の再現性および正確度に極めて密接な関係を有することが明らかになった。
例えば人肌のような生体表面の水分量の測定では、プローブの測定端面１０の電極部を含む押圧面積を３平方センチメートルと仮定し、付勢手段によって６０〜３００グラムの荷重を押圧力として実験した場合、１３０グラムの押圧力に達してから計測３秒間の押圧制御手段で再現性のよい適正なデータ収集が行えるという結果が得られている。
このような水分測定手段では、測定端面１０に同心円状に３重の測定電極１１、１２、１３を設置して測定を行うことが好ましい。
【００８１】
即ち、測定制御回路２３に備えた交流発生源の電圧を例えば外側の発信電極１１に印加し、内側の受信電極１２との間で生体等の表面の導電度を測定する。次に外側の発信電極１１と中間電極１３との間の測定に切替えて、生体等の表面より深部における導電度が測定できるように構成されている。そして、これらの導電度はコンピュータにより水分量に変換される。なお、図２や図６とは逆に、発信電極１１を内側、受信電極１２を外側に配設しても良い。又、必要に応じて、発信電極１１の外側に更にガードリング電極（図示せず）を設け、同心円状の４重の測定電極を構成することにより、外来ノイズなどの防止に役立たせることができる。
【００８２】
脂肪成分測定手段として、図７（要部断面図）及び図８（先端部拡大断面図）に示す第３実施形態のように、測定端面１０の中央部分から自在に埋没と突出が可能な半球状の曲面形状で、かつ、先端部１７ａに測定端面１０と平行な平面部分を有し、プローブの先端部１７ａの後方（図では上方）に、矢印で示す電磁波の入射と反射を扱う平面部１７ｂ、１７ｃを有するように形成した電磁波透過性接触子（単に透過性接触子とも称する）１７を用いると効果的である。
【００８３】
この電磁波透過性接触子１７に対し、その先端部１７ａの後方近傍に所定の波長領域の電磁波の放射源１５、受信器１６を配置する。そして、生体等の表面部８に水分と共に含有する脂肪成分８ａを介して測定端面１０から反射される電磁波の反射量の変化を検知し演算処理することによって脂肪成分の値に換算する。
【００８４】
それと同時に、図７及び図８に示したように、光領域の電磁波の透過性接触子１７は弾力性測定手段の接触子の役割を兼用させる接触子として使うことができる。即ち、前記プローブの内部から測定端面に穿った開口部において自在に埋没と突出動作を行わせることができ光領域の電磁波を透過するように形成された透過性接触子を有し、前記透過性接触子を前記測定端面に突出させた時の押圧力に基づいて前記表面部に生じた性状変化を検知する弾力性測定手段と、前記透過性接触子を介して前記表面部に前記電磁波を放射したときの反射波の検出を行って測定する前記表面性状に関する測定手段との、それぞれの測定に前記透過性接触子を兼用させることができるように構成する。また上述の透過性接触子１７に装着した強誘電体セラミック振動子１８は、押圧によって振動周波数を変化するので、表面部の弾性に変換して計測する方法として例示したものである。
なお、図６または図７では、接触子に振動子１８が結合された弾力性測定手段を示したが、本発明の実施形態として付勢手段のスプリングの反発力やソレノイドの電磁力によって測定端面１０から自在に埋没と突出が可能な接触子を用い、表面部に押し当てた時に生じる状態変化に基づいて弾力性測定手段を形成（図示せず）する方法が適用できることはいうまでもない。
【００８５】
本発明の脂肪成分測定手段において、電磁波透過体または電磁波透過性接触子に用いる電磁波の波長は、赤外放射から紫外放射までを含む電磁（又は光）スペクトルを適用することが可能である。
【００８６】
ハロゲンランプを放射源（発光源）１５として所定の入射角（例えば４５度）で入射し、受信器（受光器）１６の前に光学フィルタを設置して、反射量を測定することにより、脂肪成分８ａの検出を良好に行うことができる。
【００８７】
また、可視放射の３８０〜５００ｎｍの青色系可視放射帯域に最大発光強度を有する発光ダイオードを放射源（発光源）１５として用いた場合には、約６０度の入射角に選定すれば良好な結果が得られることなどが実験で示されている。このような機能は、プローブの小型化を図りながら脂肪成分の検出を容易に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】表面性状測定用プローブの第１実施形態を含む表面性状測定装置を示す縦断面図
【図２】同じくプローブと測定端面の第１実施形態を示す（ａ）縦断面及び（ｂ）平面の概要図
【図３】同じく測定手順の一部を示す流れ図
【図４】同じく測定手順の残部を示す流れ図
【図５】同じく測定端面と表面部の（ａ）概要及び（ｂ）（ｃ）詳細を示す縦断面図
【図６】プローブと測定端面の第２実施形態を示す（ａ）縦断面及び（ｂ）平面の概要図
【図７】プローブと測定端面の第３実施形態を示す縦断面の概要図
【図８】同じく接触子先端部の拡大断面図
【符号の説明】
【００８９】
１…プローブ
２…本体
４…窓
６、７…検知センサ
８…表面部
８ａ…脂肪成分
１０…測定端面
１１…発信電極
１２…中間電極
１３…受信電極
１７…（電磁波）透過性接触子
１７ａ…先端部
１７ｂ、１７ｃ…平面部
２３…測定制御回路
３４…押圧制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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