肌水分測定装置
【課題】外乱光が受光部に入射することを遮断することにより、測定精度を向上させた光学式の肌水分測定装置を提供する。
【解決手段】生体に向けて光を照射する照射部２２、および生体内を伝播した光を受光する受光部２３を含み、肌に接触して外乱光を遮断する測定部２０と、前記測定部２０の測定面２０ａが生体に接触した状態のときに前記照射部から光を照射させる制御部とを含むことを特徴とする肌水分測定装置。
【解決手段】生体に向けて光を照射する照射部２２、および生体内を伝播した光を受光する受光部２３を含み、肌に接触して外乱光を遮断する測定部２０と、前記測定部２０の測定面２０ａが生体に接触した状態のときに前記照射部から光を照射させる制御部とを含むことを特徴とする肌水分測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の肌表面に向けて光の照射をする照射部と、照射された光のうち生体の内部で反射した反射光を受光する受光部とを備えた肌水分測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、肌水分測定装置として、近赤外線を生体内に照射するとともに透過光または反射光を受光し、その受光情報より生体内の水分量を演算するものが知られている。例えば、特許文献１の肌水分測定装置では、光を肌表面に照射して体内からの反射光を受光部において受光する。そして、受光した光の強度に基づいて水分量を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８１４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、測定時に外部からの光（外乱光）が受光部に入射すると、肌水分の測定精度が低下する。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外乱光に起因する測定精度の低下を抑制することのできる肌水分測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の肌水分測定装置は、生体に向けて光を照射する照射部、および生体内を伝播した光を受光する受光部を含み、肌に接触して外乱光を遮断する測定部と、前記測定部の測定面が生体に接触した状態のときに前記照射部から光を照射させる制御部とを含むことを特徴とする。
【０００６】
この肌水分測定装置においては、記受光部の受光量に基づいて肌水分量を演算する演算部と、この演算部により演算された肌水分量に基づいて肌水分の量に関する情報を出力する出力部とを含むことが好ましい。
【０００７】
この肌水分測定装置においては、前記照射部として発光素子が設けられ、前記受光部として受光素子が設けられ、前記発光素子の発光面および前記受光素子の受光面が前記測定部の測定面上に設けられることが好ましい。
【０００８】
この肌水分測定装置においては、前記制御部は、前記測定部に所定の圧力よりも大きい圧力が加えられたときに前記照射部からの光の照射を開始させることが好ましい。
この肌水分測定装置においては、前記測定部内において前記照射部および前記受光部と前記測定面との間には透過部材が設けられることが好ましい。
【０００９】
この肌水分測定装置においては、当該肌水分測定装置は、前記測定部を収容するための空間を内部に有する筐体を含むものであり、前記測定部は、その測定面が生体に接触しているときに同測定面が前記筐体内の空間に位置するように前記筐体に設けられるものであることが好ましい。
【００１０】
この肌水分測定装置においては、前記測定部は、生体に向けて突出した半球状の部分を含み、同半球状の部分の表面が前記測定面として肌に接触することが好ましい。
この肌水分測定装置においては、電極間の電気伝導度に基づいて肌水分量を測定するための複数の電極を含むことが好ましい。
【００１１】
この肌水分測定装置においては、前記測定部の測定面が肌に接触した状態で当該肌水分測定装置を測定者に固定するための固定部を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、外乱光に起因する測定精度の低下を抑制することのできる肌水分測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の肌水分測定装置について、その構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態の肌水分測定装置について、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図。
【図３】同実施形態の肌水分測定装置の図２（ｃ）のＡ−Ａ断面図。
【図４】ろ紙水分と受光量レベルとの関係を示すグラフ。
【図５】本発明の第２の実施形態の肌水分測定装置の底面図。
【図６】同実施形態の肌水分測定装置の図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】ろ紙水分と受光量比率との関係を示すグラフ。
【図８】本発明の第３の実施形態の肌水分測定装置の断面図。
【図９】同実施形態の変形の肌水分測定装置の断面図。
【図１０】本発明の第４の実施形態の肌水分測定装置の断面図。
【図１１】同変形例の肌水分測定装置の図５のＡ−Ａ断面図。
【図１２】本発明の第５の実施形態の肌水分測定装置の断面図。
【図１３】本発明の第６の実施形態の肌水分測定装置の底面図。
【図１４】本発明の第７の実施形態の肌水分測定装置の断面図。
【図１５】同実施形態の肌水分測定装置の変形例の底面図。
【図１６】同変形例の肌水分測定装置の図１５のＡ−Ａ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１に、肌水分測定装置の回路構成を示す。
【００１５】
肌水分測定装置は、生体に向けて光を照射する照射部である発光素子２２、および生体内を伝播した光を受光する受光部である受光素子２３を含み、肌に接触して外乱光を遮断する測定部２０を備えている。
【００１６】
発光素子２２は、制御部３１と電気的に接続されている。受光素子２３は、演算部３２と電気的に接続されている。演算部３２は、制御部３１と電気的に接続されている。制御部３１には、演算部３２の他に出力部１３、電源スイッチ１４および測定スイッチ３３が電気的に接続されている。
【００１７】
肌水分測定装置による肌水分測定は以下のように行われる。
電源スイッチ１４が入れられた状態で測定スイッチ３３が入れられると、制御部３１は、発光素子２２に光を照射させる。人体を伝播した光が受光素子２３に伝達されると、受光量の測定データが演算部に送られる。演算部３２は、入力された測定データに基づいて肌水分量を演算する。制御部３１は、演算部３２の演算結果に基づいて肌水分の量に関する情報を出力部１３に出力する。
【００１８】
図２を参照して、肌水分測定装置１０の詳細な構成について説明する。
図２（ａ），（ｃ）に示されるように、測定部２０は、遮光性のＡＢＳ樹脂からなる遮光部材２１と、その内部に設けられた発光素子２２および受光素子２３を含む。遮光部材２１は、略円柱形に形成されているとともに、その外側面が筐体１１の内周面に摺接している。
【００１９】
遮光部材２１の底面には、２つの凹部が設けられている。各凹部には、発光面２２ａを下方に向けた発光素子２２および受光面２３ａを下方に向けた受光素子２３がそれぞれ埋設されている。この発光素子２２は中心波長８００ｎｍの赤外線を照射する発光ダイオードである。受光素子２３は同波長を検出することができるフォトダイオードである。遮光部材２１の底面は、肌水分測定時に肌に押し付けられる測定面２０ａを構成している。発光素子２２の発光面２２ａおよび、受光素子２３の受光面２３ａは、測定面２０ａ上に設けられている。
【００２０】
図２（ｂ）に示されるように、筐体１１の外周面の上部には、液晶画面で構成された出力部１３および電源スイッチ１４が設けられている。この電源スイッチ１４を入れた様態で測定面２０ａを肌表面に押し付けることによって水分測定をすることができる。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、筐体１１内において測定部２０の上部には、仕切板１２が設けられている。測定部２０と仕切板１２との間には、測定スイッチ３３およびばね３４が設けられている。
【００２２】
仕切板１２は、筐体１１に固定されている。ばね３４の上方端は仕切板１２に固定されている。ばね３４の下方端は測定部２０に固定されている。測定面２０ａが肌表面に押し付けられたとき、測定部２０がばね３４の弾性力に抗して仕切板１２の方向に移動する。
【００２３】
肌水分測定装置の使用形態について説明する。
図３（ａ）に示すように、測定者は、測定面２０ａを生体の皮膚の表面である肌表面に触れさせる。次に、図３（ｂ）に示すように、筐体１１を肌表面に押し付ける。このとき、測定面２０ａに肌表面が密着するため、受光素子２３への外乱光の侵入が、遮光部材２１によって遮断される。
【００２４】
測定面２０ａが肌表面に押し当てられて測定部２０に所定の圧力であるばね３４の弾性力よりも大きな力がかけられたとき、測定部２０が上方に移動する。これにより、ばね３４が押し縮められるため、測定スイッチ３３が仕切板１２に押し付けられる。これにより、測定スイッチ３３が入る。制御部３１は、測定スイッチ３３が入ることにより発光素子２２に光（赤外線）を照射させる。発光素子２２は、所定時間にわたり光を照射する。
【００２５】
照射された光は、図に矢印で示したように、表皮層６１、真皮層６２および脂肪層６３等において反射し、受光面２３ａに伝播する。演算部３２は、受光素子２３が所定時間内に受光した受光量に基づいて肌水分量を演算する。制御部３１を介して肌水分の量に関する情報を出力部１３に出力する。
【００２６】
この肌水分測定装置１０により肌水分量が測定できることを、発明者はモデル実験によって確認した。同モデル実験において、表皮層に換えてポリエチレンテレフタラートフィルム（以下、単に、「ＰＥＴフィルム」とする）、真皮層に換えてろ紙、脂肪層に換えてポリエチレンブロックを使用した。その方法を説明する。
【００２７】
まず、ろ紙の乾燥重量を測定する。次に、ろ紙に水分を含有させ湿潤状態とした後、湿潤重量を測定する。この湿潤重量および乾燥重量よりろ紙の水分含有量を算出する。
次に、ポリエチレンブロック、湿潤状態のろ紙、ＰＥＴフィルムを下層から順に積層した肌モデルを作成する。つづいて肌モデルの上部層であるＰＥＴフィルムに測定面２０ａを押しつけて発光素子２２の発光面２２ａより光を所定時間照射させ、受光面２３ａにおいて受光素子２３が受光した光の受光量を測定する。湿潤重量の測定時および受光量の測定時においてろ紙の水分含有量が変化しないように、肌モデルの作成は湿潤重量の測定後すぐに行った。
【００２８】
ろ紙に含有させる水分量を変えて上記測定を繰り返し測定し、ろ紙の水分含有量と受光量の関係をプロットした結果を、図４に示す。最小二乗法を取ると相関係数の自乗値（Ｒ２）が０．９７５６となることからより判るように、ろ紙の水分含有量と受光量との間には有意な正の相関関係が見られる。従って、受光量に基づいて水分含有量が演算できることが確認できる。なお、ろ紙の水分含有量と受光量との間に正の相関関係が見られるのは、ろ紙が水分を多く含有するほどろ紙の透明度が増加するためであると考えられる。
【００２９】
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）肌水分測定装置１０は、肌に接触して外乱光を遮断する測定部２０と、測定部２０の測定面２０ａが生体に接触した状態のときに照射部である発光素子２２から光を照射させる制御部３１とを含んでいる。従って、測定時において測定面２０ａが生体に接触することにより、測定部２０が外乱光を遮断するため、外乱光に起因する測定精度の低下を抑制することができる。
【００３０】
なお、外乱光の遮断には、次のものが含まれる。すなわち、肌表面に測定面２０ａが接触した状態において受光素子２３に外乱光が入射しない状態が含まれる。また、同接触した状態において受光素子２３に多少は外乱光が入射するものの、遮光部材２１により形成された測定面２０ａが肌表面に接触する構造を含まない肌水分測定装置と比較して、上記接触した状態において受光素子２３に入射する外乱光が少ない状態が含まれる。
【００３１】
（２）肌水分測定装置１０には、照射部として発光素子２２が設けられている。また、受光部として受光素子２３が設けられている。また、発光素子２２の発光面２２ａおよび受光素子２３の受光面２３ａが測定部２０の測定面２０ａ上に設けられている。従って、発光面２２ａおよび受光面２３ａも、肌に接触させることができる。
【００３２】
（３）制御部３１は、測定部２０に所定の圧力よりも大きい圧力が加えられたときに照射部からの光の照射を開始させる。従って、測定者は測定面２０ａを肌に接触させることにより、測定を行うことができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５〜図７を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の肌水分測定装置１０は、第１の実施形態の構成に対して、測定部２０に更に受光素子を加えたものに相当する。以下、この変更にともない生じる第１の実施形態の構成からの変更について説明する。なお、前記第１の実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００３４】
図５に示されるように、本実施形態の肌水分測定装置１０の測定部２０は、遮光部材２１の内部に、発光素子２２、受光素子２３および受光素子２４を含む。具体的には、遮光部材２１の底面に形成された３つの凹部のそれぞれに発光素子２２、受光素子２３および受光素子２４が設けられている。遮光部材２１の底面が肌水分測定時に肌に押し付けられる測定面２０ａを構成している。測定面２０ａ上には、発光素子２２の発光面２２ａと、受光素子２３の受光面２３ａと、受光素子２４の受光面２４ａとが設けられている。測定面２０ａ上において、発光面２２ａと受光面２３ａとの間に受光面２４ａが位置するように、受光素子２４が設けられている。
【００３５】
図６を参照して、肌水分測定装置１０の使用形態について説明する。
本実施形態の肌水分測定装置１０による肌水分の測定は、第１実施形態の肌水分測定装置１０による肌水分の測定と同様の手順で行うことができる。すなわち、図６（ａ）に示すように、測定面２０ａを肌表面に接触させる。次に、図６（ｂ）に示すように、肌水分測定装置１０を肌表面に押し付ける。このとき、発光素子２２から照射された光が生体を伝播して各受光素子２３，２４の受光面２３ａ，２４ａに入射する。演算部３２は、受光素子２３，２４が所定時間内に受光した受光量に基づいて肌水分量を演算する。
【００３６】
発光面２２ａと受光面２３ａ，２４ａとの距離が長くなるに従い、受光面に伝達される光のうち皮膚の深い部分にある脂肪層６３において反射された光の割合が増加する。従って、受光面２４ａに伝播する光は、受光面２３ａに到達する光に比して、脂肪層６３による影響が、小さくなる。逆に言うと、受光素子２４によって受光された光は、受光素子２３によって受光された光に比べ、真皮層６２の影響を強く受けている。また、脂肪層６３の水分含有量はほとんど変化しないため、受光素子２４の受光量は受光素子２３の受光量に比べ水分変化の影響を受けやすいと考えられる。従って、受光素子２３の受光量と受光素子２４の受光量の関係を利用することにより、脂肪層６３による影響を排除して、真皮層６２における水分量、即ち肌水分量を一層精確に測定することができると考えられる。
【００３７】
この肌水分測定装置１０により脂肪層６３による影響を排除して、真皮層６２における水分量、即ち肌水分量を一層精確に測定することができることを、発明者は、第１の実施形態と同様のモデル実験を行うことにより確認した。実験方法は第１の実施形態のときと同様であるため、具体的説明は割愛する。
【００３８】
ろ紙に含有させる水分量を換えて上記測定を繰り返し測定し、ろ紙の水分含有量と受光量の関係をプロットし、図７に示した。図７においては図４と異なり、受光素子２３が受光した受光量を、受光素子２４が受光した受光量で割った値、即ち受光量の比率を縦軸に記している。最小二乗法を取ると相関係数の自乗値（Ｒ２）が０．９８０３となることから判るように、ろ紙の水分含有量と受光量の比率との間には、有意な負の相関関係が見られる。つまり、水分量が増加することによる受光量の増加が、受光素子２３に比して受光素子２４において、一層大きく見られることを示している。従って、受光素子２３の受光量と受光素子２４の受光量とを用いることにより、脂肪層６３の影響を排除できることが確認できた。
【００３９】
本実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（４）肌水分測定装置１０は、受光素子２３および受光素子２４を備えている。また、発光面２２ａから受光素子２４の受光面２４ａへの距離は、発光面２２ａから受光素子２３の受光面２３ａへの距離とは異なっている。従って、受光素子２４の受光量と受光素子２３の受光量とでは、肌の深部である脂肪層６３から受ける影響が異なっている。そのため、それぞれの受光量を比較することにより、脂肪層６３の影響を排除して肌水分量を測定することができる。
【００４０】
（第３の実施形態）
図８を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。なお以下では、第１の実施形態の構成からの変更点を中心に説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００４１】
発光面２２ａと測定面２０ａとの間、および受光面２３ａと測定面２０ａとの間には、光を透過する透過部材４０がそれぞれ埋設されている。透過部材４０としては例えば透明のポリエチレン等の吸光係数や濃度が既知の物質が用いられる。ここで吸光係数をε、濃度をＣ、発光面２２ａまたは受光面２３ａから測定面２０ａまでの距離をｄとすると、吸光度Ａは、「Ａ＝εｄＣ」で求められる。この吸光度Ａを調節することにより、発光素子２２から照射された光の到達深度を所望の深さに調節することができる。
【００４２】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（５）肌水分測定装置１０において、発光素子２２および受光素子２３と測定面２０ａとの間には透過部材４０が設けられている。このため、発光素子２２から照射された光の到達深度を所望の深さに調節することができる。例えば、光の到達深度を真皮層６２の厚みに合せて調節することにより、真皮層６２の水分を一層正確に測定することができる。
【００４３】
（第４の実施形態）
図１０を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。なお以下では、第１の実施形態の構成からの変更点を中心に説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００４４】
図１０（ａ）に示されるように、有蓋円筒状の筐体１１の下端部１１ｅが測定面２０ａよりも下方に延びている。言い換えれば、図示したように、測定面２０ａが生体に接触しているときに測定面２０ａが筐体１１内の空間に位置するように筐体１１に設けられている。図１０（ｂ）に示すように、測定者が、ばね３４の弾性に抗して、測定面２０ａを肌表面に押し当てることにより、肌表面は測定面２０ａに密着するとともに、筐体１１の下端部１１ｅが肌を押し込むように密着する。従って、遮光部材２１によって遮断されるのみならず、筐体１１の下端部１１ｅによっても、受光素子２３への外乱光の侵入が遮断される。
【００４５】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（６）肌水分測定装置１０においては、測定面２０ａが生体に接触しているときに測定面２０ａが筐体１１内の空間に位置するように筐体１１に設けられる。このため、測定時において、外乱光は測定部２０による遮断に加えて、筐体１１によっても、遮断される。
【００４６】
（第５の実施形態）
図１２を参照して、本発明の第５の実施形態について説明する。なお以下では、前記第１の実施形態の構成からの変更点を中心に説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００４７】
図１２（ａ）に示されるように、測定部２０は、生体に向けて突出した半球状の部分を含み、半球状の部分の表面が測定面２０ａとして肌に接触する。また、第１の実施形態に比して深く形成された２つの凹部に、発光素子２２および受光素子２３がそれぞれ埋設されている。従って、発光面２２ａと測定面２０ａとの間および受光面２３ａと測定面２０ａとの間には空間２５が形成されている。
【００４８】
図１２（ｂ）に示すように、測定時には、ばね３４の弾性に抗して、測定者は測定面２０ａを肌表面に押し当てる。このとき肌表面は測定面２０ａに密着するため、受光素子２３への外乱光の侵入が、遮光部材２１によって遮断される。
【００４９】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（７）測定面２０ａが半球状であるため、肌への密着性が一層向上し、測定部２０による外乱光の遮断効果が一層向上する。
【００５０】
（８）また、滑らかな形状である半球状の測定面２０ａが肌に押し付けられるため、測定者が測定時に痛みを感じることも抑制される。
（第６の実施形態）
図１３を参照して、本発明の第６の実施形態について説明する。なお以下では、前記第１の実施形態の構成からの変更点を中心に説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００５１】
肌水分測定装置１０は、電極間の電気伝導度に基づいて肌水分量を測定するための複数の電極を含んでいる。具体的には、図１３に示されるように、遮光部材２１の底面に４つの凹部が設けられている。各凹部には、発光素子２２、受光素子２３、電気伝導度測定用の２つの電極５０がそれぞれ埋設されている。遮光部材２１の底面が肌水分測定時に肌に押し付けられる測定面２０ａを構成している。測定面２０ａ上には、発光素子２２の発光面２２ａと、受光素子２３の受光面２３ａと、２つの電極５０の電極面５０ａとが設けられている。
【００５２】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（９）肌水分測定装置１０は、電極間の電気伝導度に基づいて肌水分量を測定するための複数の電極を含んでいるため、光学式の肌水分測定と、電気伝導度による肌水分測定を同時に行うことができる。そのため、一層精確な肌水分測定が可能となる。一般に、電流は電極間の最短距離を通過しやすいため、電気伝導度による水分測定は肌表層部の水分測定に適応する。一方、照射部より照射された光は体内において反射して受光部に到達するため、肌内部の水分測定に適応する。両者を組み合わせることにより、一層精確な水分測定を成しうる。
【００５３】
（第７の実施形態）
図１４を参照して、本発明の第７の実施形態について説明する。なお以下では、前記第１の実施形態の構成からの変更点を中心に説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００５４】
肌水分測定装置１０は、測定部の測定面が肌に接触した状態で当該肌水分測定装置１０を測定者に固定するための固定部を含む。具体的には、図１４（ａ）に示されるように、筐体１１の下端部１１ｅに光を透過しない粘着テープ１６が取り付けられている。また肌水分測定装置１０も全体に小型化されている。
【００５５】
図１４（ｂ）に示すように、肌水分測定時には、測定者が、ばね３４の弾性に抗して、測定面２０ａを肌表面に押し当てる。その結果、肌表面は測定面２０ａに密着するため、受光素子２３への外乱光の侵入が、遮光部材２１によって遮断される。このとき粘着テープ１６が肌に張り付くことにより、人体に固定される。
【００５６】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（１０）本実施形態における肌水分測定装置１０は、測定部の測定面２０ａが肌に接触した状態で当該肌水分測定装置１０を測定者に固定するための固定部である粘着テープ１６を含むため、測定者が手で保持することなく測定を行うことができ、測定が容易となる。
【００５７】
（１１）また、測定面を肌に密着させた状態を長期間維持できるため、長時間の連続測定や、断続測定が可能となる。従って、例えば、肌水分の日内変動や、週内変動を測定することも容易となる。
【００５８】
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００５９】
・第３の実施形態において、遮光部材２１の底面に、２つの深い凹部が設けられている。各凹部にはそれぞれ、発光素子２２および受光素子２３が埋設されている。更に発光素子２２の発光面２２ａと測定面２０ａとの間、および、受光素子２３の受光面２３ａと測定面２０ａとの間に透過部材４０が埋設されていたが他の構成であっても良い。例えば、図９（ａ）に示すように、発光素子２２および受光素子２３をともに埋設できる凹部を１つ設けても良い。この場合には、発光素子２２および受光素子２３をともに下方から覆う１つの透過部材４０を備えることにより、照射部および受光部と測定面２０ａとの間には透過部材４０が設けられた構造とすることが可能となる。かかる構成であっても、図９（ｂ）に示すように、発光素子２２から照射された光の到達深度を所望の深さに調節することができる。また、凹部の構成を簡素化できるため製造が容易となりうる。
【００６０】
・第４の実施形態において、筐体１１の下端部１１ｅを測定面２０ａよりも下方に延びているが、図１１（ａ）に示すように、光を透過させないゴム１５を下端部１１ｅに固定しても良い。かかる構成によると、測定時においてゴム１５が密着することにより、測定部２０に加えて筐体１１およびゴム１５が外乱光を遮断する。図１１（ｂ）に示すように、測定面２０ａが押しつけられると、ゴム１５が縮み、測定部２０が上方に移動することにより測定スイッチ３３が入れられ、測定が開始される。
【００６１】
・第５の実施形態において、発光面２２ａと測定面２０ａとの間および受光面２３ａと測定面２０ａとの間には空間２５が形成されていたが、例えば、第３の実施形態において用いられたような透過部材を空間２５に換えて充填しても良い。発光素子２２から照射された光の到達深度を所望の深さに調節することができる。
【００６２】
・また、空間２５に換えて凸レンズを埋設しても良い。かかる構成によると、発光素子２２からの光を効率よく真皮層６２に照射することができ、受光素子２３に伝達される光の量も増大させることができるようになる。その結果、測定精度を向上させうる。
【００６３】
・第７の実施形態において、固定部として粘着テープ１６を用いたが、図１５および図１６に示すように、筐体１１の外側面に金具１７を備えるとともに、金具１７に固定部としてのベルト１８が取り付けられていても良い。
【００６４】
・上記各実施形態において、肌水分測定装置１０は一体的に構成されていたが、複数部分に分離された構成であっても良い。例えば、出力部１３を本体から分離し、有線または無線により本体と通信する構成としてもよい。かかる構成によれば、本体部の大きさに制約されることなく出力部１３を構成することができるため、例えば画面表示する場合には大きく見やすい画面を用いることができる。そのため、例えば、過去の測定履歴や、肌水分の変化を示すグラフなどを併せて表示する構成としてもよい。また、最低限の構成のみを本体部に残す構成とすれば、本体部を一層小型化することができるため、例えば、第７の実施形態のように本体を人体に固定する場合に特に有効となる。
【００６５】
・上記各実施形態において、出力部１３は液晶画面により構成し、数値を表示しているが、他の構成であっても良い。例えば、数値に変えて、グラフ等を表示しても良い。また、スピーカーを用いて音声出力しても良いし、ＬＥＤを用いて、点灯数や色により水分値に関する情報を出力しても良い。また振動装置を用いて、強度や長さを変えた振動により出力しても良い。
【００６６】
・上記各実施形態において、測定部２０に所定の圧力よりも大きい圧力が加えられたときに照射部からの光の照射を開始させる構成を、ばね３４、測定スイッチ３３および仕切板１２を用いることにより実現しているが、他の構成であっても良い。例えば、圧力センサを用いた構成であっても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１０…肌水分測定装置、１１…筐体、１１ｅ…下端部、１２…仕切板、１３…出力部、１４…電源スイッチ、１５…ゴム、１６…粘着テープ、１７…金具、１８…ベルト、２０…測定部、２０ａ…測定面、２１…遮光部材、２２…発光素子（照射部）、２２ａ…発光面、２３…受光素子（受光部）、２３ａ…受光面、２４…受光素子（受光部）、２４ａ…受光面、２５…空間、３１…制御部、３２…演算部、３３…測定スイッチ、３４…ばね、４０…透過部材、５０…電極、５０ａ…電極面、６１…表皮層、６２…真皮層、６３…脂肪層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の肌表面に向けて光の照射をする照射部と、照射された光のうち生体の内部で反射した反射光を受光する受光部とを備えた肌水分測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、肌水分測定装置として、近赤外線を生体内に照射するとともに透過光または反射光を受光し、その受光情報より生体内の水分量を演算するものが知られている。例えば、特許文献１の肌水分測定装置では、光を肌表面に照射して体内からの反射光を受光部において受光する。そして、受光した光の強度に基づいて水分量を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８１４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、測定時に外部からの光（外乱光）が受光部に入射すると、肌水分の測定精度が低下する。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外乱光に起因する測定精度の低下を抑制することのできる肌水分測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の肌水分測定装置は、生体に向けて光を照射する照射部、および生体内を伝播した光を受光する受光部を含み、肌に接触して外乱光を遮断する測定部と、前記測定部の測定面が生体に接触した状態のときに前記照射部から光を照射させる制御部とを含むことを特徴とする。
【０００６】
この肌水分測定装置においては、記受光部の受光量に基づいて肌水分量を演算する演算部と、この演算部により演算された肌水分量に基づいて肌水分の量に関する情報を出力する出力部とを含むことが好ましい。
【０００７】
この肌水分測定装置においては、前記照射部として発光素子が設けられ、前記受光部として受光素子が設けられ、前記発光素子の発光面および前記受光素子の受光面が前記測定部の測定面上に設けられることが好ましい。
【０００８】
この肌水分測定装置においては、前記制御部は、前記測定部に所定の圧力よりも大きい圧力が加えられたときに前記照射部からの光の照射を開始させることが好ましい。
この肌水分測定装置においては、前記測定部内において前記照射部および前記受光部と前記測定面との間には透過部材が設けられることが好ましい。
【０００９】
この肌水分測定装置においては、当該肌水分測定装置は、前記測定部を収容するための空間を内部に有する筐体を含むものであり、前記測定部は、その測定面が生体に接触しているときに同測定面が前記筐体内の空間に位置するように前記筐体に設けられるものであることが好ましい。
【００１０】
この肌水分測定装置においては、前記測定部は、生体に向けて突出した半球状の部分を含み、同半球状の部分の表面が前記測定面として肌に接触することが好ましい。
この肌水分測定装置においては、電極間の電気伝導度に基づいて肌水分量を測定するための複数の電極を含むことが好ましい。
【００１１】
この肌水分測定装置においては、前記測定部の測定面が肌に接触した状態で当該肌水分測定装置を測定者に固定するための固定部を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、外乱光に起因する測定精度の低下を抑制することのできる肌水分測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の肌水分測定装置について、その構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態の肌水分測定装置について、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図。
【図３】同実施形態の肌水分測定装置の図２（ｃ）のＡ−Ａ断面図。
【図４】ろ紙水分と受光量レベルとの関係を示すグラフ。
【図５】本発明の第２の実施形態の肌水分測定装置の底面図。
【図６】同実施形態の肌水分測定装置の図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】ろ紙水分と受光量比率との関係を示すグラフ。
【図８】本発明の第３の実施形態の肌水分測定装置の断面図。
【図９】同実施形態の変形の肌水分測定装置の断面図。
【図１０】本発明の第４の実施形態の肌水分測定装置の断面図。
【図１１】同変形例の肌水分測定装置の図５のＡ−Ａ断面図。
【図１２】本発明の第５の実施形態の肌水分測定装置の断面図。
【図１３】本発明の第６の実施形態の肌水分測定装置の底面図。
【図１４】本発明の第７の実施形態の肌水分測定装置の断面図。
【図１５】同実施形態の肌水分測定装置の変形例の底面図。
【図１６】同変形例の肌水分測定装置の図１５のＡ−Ａ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１に、肌水分測定装置の回路構成を示す。
【００１５】
肌水分測定装置は、生体に向けて光を照射する照射部である発光素子２２、および生体内を伝播した光を受光する受光部である受光素子２３を含み、肌に接触して外乱光を遮断する測定部２０を備えている。
【００１６】
発光素子２２は、制御部３１と電気的に接続されている。受光素子２３は、演算部３２と電気的に接続されている。演算部３２は、制御部３１と電気的に接続されている。制御部３１には、演算部３２の他に出力部１３、電源スイッチ１４および測定スイッチ３３が電気的に接続されている。
【００１７】
肌水分測定装置による肌水分測定は以下のように行われる。
電源スイッチ１４が入れられた状態で測定スイッチ３３が入れられると、制御部３１は、発光素子２２に光を照射させる。人体を伝播した光が受光素子２３に伝達されると、受光量の測定データが演算部に送られる。演算部３２は、入力された測定データに基づいて肌水分量を演算する。制御部３１は、演算部３２の演算結果に基づいて肌水分の量に関する情報を出力部１３に出力する。
【００１８】
図２を参照して、肌水分測定装置１０の詳細な構成について説明する。
図２（ａ），（ｃ）に示されるように、測定部２０は、遮光性のＡＢＳ樹脂からなる遮光部材２１と、その内部に設けられた発光素子２２および受光素子２３を含む。遮光部材２１は、略円柱形に形成されているとともに、その外側面が筐体１１の内周面に摺接している。
【００１９】
遮光部材２１の底面には、２つの凹部が設けられている。各凹部には、発光面２２ａを下方に向けた発光素子２２および受光面２３ａを下方に向けた受光素子２３がそれぞれ埋設されている。この発光素子２２は中心波長８００ｎｍの赤外線を照射する発光ダイオードである。受光素子２３は同波長を検出することができるフォトダイオードである。遮光部材２１の底面は、肌水分測定時に肌に押し付けられる測定面２０ａを構成している。発光素子２２の発光面２２ａおよび、受光素子２３の受光面２３ａは、測定面２０ａ上に設けられている。
【００２０】
図２（ｂ）に示されるように、筐体１１の外周面の上部には、液晶画面で構成された出力部１３および電源スイッチ１４が設けられている。この電源スイッチ１４を入れた様態で測定面２０ａを肌表面に押し付けることによって水分測定をすることができる。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、筐体１１内において測定部２０の上部には、仕切板１２が設けられている。測定部２０と仕切板１２との間には、測定スイッチ３３およびばね３４が設けられている。
【００２２】
仕切板１２は、筐体１１に固定されている。ばね３４の上方端は仕切板１２に固定されている。ばね３４の下方端は測定部２０に固定されている。測定面２０ａが肌表面に押し付けられたとき、測定部２０がばね３４の弾性力に抗して仕切板１２の方向に移動する。
【００２３】
肌水分測定装置の使用形態について説明する。
図３（ａ）に示すように、測定者は、測定面２０ａを生体の皮膚の表面である肌表面に触れさせる。次に、図３（ｂ）に示すように、筐体１１を肌表面に押し付ける。このとき、測定面２０ａに肌表面が密着するため、受光素子２３への外乱光の侵入が、遮光部材２１によって遮断される。
【００２４】
測定面２０ａが肌表面に押し当てられて測定部２０に所定の圧力であるばね３４の弾性力よりも大きな力がかけられたとき、測定部２０が上方に移動する。これにより、ばね３４が押し縮められるため、測定スイッチ３３が仕切板１２に押し付けられる。これにより、測定スイッチ３３が入る。制御部３１は、測定スイッチ３３が入ることにより発光素子２２に光（赤外線）を照射させる。発光素子２２は、所定時間にわたり光を照射する。
【００２５】
照射された光は、図に矢印で示したように、表皮層６１、真皮層６２および脂肪層６３等において反射し、受光面２３ａに伝播する。演算部３２は、受光素子２３が所定時間内に受光した受光量に基づいて肌水分量を演算する。制御部３１を介して肌水分の量に関する情報を出力部１３に出力する。
【００２６】
この肌水分測定装置１０により肌水分量が測定できることを、発明者はモデル実験によって確認した。同モデル実験において、表皮層に換えてポリエチレンテレフタラートフィルム（以下、単に、「ＰＥＴフィルム」とする）、真皮層に換えてろ紙、脂肪層に換えてポリエチレンブロックを使用した。その方法を説明する。
【００２７】
まず、ろ紙の乾燥重量を測定する。次に、ろ紙に水分を含有させ湿潤状態とした後、湿潤重量を測定する。この湿潤重量および乾燥重量よりろ紙の水分含有量を算出する。
次に、ポリエチレンブロック、湿潤状態のろ紙、ＰＥＴフィルムを下層から順に積層した肌モデルを作成する。つづいて肌モデルの上部層であるＰＥＴフィルムに測定面２０ａを押しつけて発光素子２２の発光面２２ａより光を所定時間照射させ、受光面２３ａにおいて受光素子２３が受光した光の受光量を測定する。湿潤重量の測定時および受光量の測定時においてろ紙の水分含有量が変化しないように、肌モデルの作成は湿潤重量の測定後すぐに行った。
【００２８】
ろ紙に含有させる水分量を変えて上記測定を繰り返し測定し、ろ紙の水分含有量と受光量の関係をプロットした結果を、図４に示す。最小二乗法を取ると相関係数の自乗値（Ｒ２）が０．９７５６となることからより判るように、ろ紙の水分含有量と受光量との間には有意な正の相関関係が見られる。従って、受光量に基づいて水分含有量が演算できることが確認できる。なお、ろ紙の水分含有量と受光量との間に正の相関関係が見られるのは、ろ紙が水分を多く含有するほどろ紙の透明度が増加するためであると考えられる。
【００２９】
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）肌水分測定装置１０は、肌に接触して外乱光を遮断する測定部２０と、測定部２０の測定面２０ａが生体に接触した状態のときに照射部である発光素子２２から光を照射させる制御部３１とを含んでいる。従って、測定時において測定面２０ａが生体に接触することにより、測定部２０が外乱光を遮断するため、外乱光に起因する測定精度の低下を抑制することができる。
【００３０】
なお、外乱光の遮断には、次のものが含まれる。すなわち、肌表面に測定面２０ａが接触した状態において受光素子２３に外乱光が入射しない状態が含まれる。また、同接触した状態において受光素子２３に多少は外乱光が入射するものの、遮光部材２１により形成された測定面２０ａが肌表面に接触する構造を含まない肌水分測定装置と比較して、上記接触した状態において受光素子２３に入射する外乱光が少ない状態が含まれる。
【００３１】
（２）肌水分測定装置１０には、照射部として発光素子２２が設けられている。また、受光部として受光素子２３が設けられている。また、発光素子２２の発光面２２ａおよび受光素子２３の受光面２３ａが測定部２０の測定面２０ａ上に設けられている。従って、発光面２２ａおよび受光面２３ａも、肌に接触させることができる。
【００３２】
（３）制御部３１は、測定部２０に所定の圧力よりも大きい圧力が加えられたときに照射部からの光の照射を開始させる。従って、測定者は測定面２０ａを肌に接触させることにより、測定を行うことができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５〜図７を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の肌水分測定装置１０は、第１の実施形態の構成に対して、測定部２０に更に受光素子を加えたものに相当する。以下、この変更にともない生じる第１の実施形態の構成からの変更について説明する。なお、前記第１の実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００３４】
図５に示されるように、本実施形態の肌水分測定装置１０の測定部２０は、遮光部材２１の内部に、発光素子２２、受光素子２３および受光素子２４を含む。具体的には、遮光部材２１の底面に形成された３つの凹部のそれぞれに発光素子２２、受光素子２３および受光素子２４が設けられている。遮光部材２１の底面が肌水分測定時に肌に押し付けられる測定面２０ａを構成している。測定面２０ａ上には、発光素子２２の発光面２２ａと、受光素子２３の受光面２３ａと、受光素子２４の受光面２４ａとが設けられている。測定面２０ａ上において、発光面２２ａと受光面２３ａとの間に受光面２４ａが位置するように、受光素子２４が設けられている。
【００３５】
図６を参照して、肌水分測定装置１０の使用形態について説明する。
本実施形態の肌水分測定装置１０による肌水分の測定は、第１実施形態の肌水分測定装置１０による肌水分の測定と同様の手順で行うことができる。すなわち、図６（ａ）に示すように、測定面２０ａを肌表面に接触させる。次に、図６（ｂ）に示すように、肌水分測定装置１０を肌表面に押し付ける。このとき、発光素子２２から照射された光が生体を伝播して各受光素子２３，２４の受光面２３ａ，２４ａに入射する。演算部３２は、受光素子２３，２４が所定時間内に受光した受光量に基づいて肌水分量を演算する。
【００３６】
発光面２２ａと受光面２３ａ，２４ａとの距離が長くなるに従い、受光面に伝達される光のうち皮膚の深い部分にある脂肪層６３において反射された光の割合が増加する。従って、受光面２４ａに伝播する光は、受光面２３ａに到達する光に比して、脂肪層６３による影響が、小さくなる。逆に言うと、受光素子２４によって受光された光は、受光素子２３によって受光された光に比べ、真皮層６２の影響を強く受けている。また、脂肪層６３の水分含有量はほとんど変化しないため、受光素子２４の受光量は受光素子２３の受光量に比べ水分変化の影響を受けやすいと考えられる。従って、受光素子２３の受光量と受光素子２４の受光量の関係を利用することにより、脂肪層６３による影響を排除して、真皮層６２における水分量、即ち肌水分量を一層精確に測定することができると考えられる。
【００３７】
この肌水分測定装置１０により脂肪層６３による影響を排除して、真皮層６２における水分量、即ち肌水分量を一層精確に測定することができることを、発明者は、第１の実施形態と同様のモデル実験を行うことにより確認した。実験方法は第１の実施形態のときと同様であるため、具体的説明は割愛する。
【００３８】
ろ紙に含有させる水分量を換えて上記測定を繰り返し測定し、ろ紙の水分含有量と受光量の関係をプロットし、図７に示した。図７においては図４と異なり、受光素子２３が受光した受光量を、受光素子２４が受光した受光量で割った値、即ち受光量の比率を縦軸に記している。最小二乗法を取ると相関係数の自乗値（Ｒ２）が０．９８０３となることから判るように、ろ紙の水分含有量と受光量の比率との間には、有意な負の相関関係が見られる。つまり、水分量が増加することによる受光量の増加が、受光素子２３に比して受光素子２４において、一層大きく見られることを示している。従って、受光素子２３の受光量と受光素子２４の受光量とを用いることにより、脂肪層６３の影響を排除できることが確認できた。
【００３９】
本実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（４）肌水分測定装置１０は、受光素子２３および受光素子２４を備えている。また、発光面２２ａから受光素子２４の受光面２４ａへの距離は、発光面２２ａから受光素子２３の受光面２３ａへの距離とは異なっている。従って、受光素子２４の受光量と受光素子２３の受光量とでは、肌の深部である脂肪層６３から受ける影響が異なっている。そのため、それぞれの受光量を比較することにより、脂肪層６３の影響を排除して肌水分量を測定することができる。
【００４０】
（第３の実施形態）
図８を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。なお以下では、第１の実施形態の構成からの変更点を中心に説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００４１】
発光面２２ａと測定面２０ａとの間、および受光面２３ａと測定面２０ａとの間には、光を透過する透過部材４０がそれぞれ埋設されている。透過部材４０としては例えば透明のポリエチレン等の吸光係数や濃度が既知の物質が用いられる。ここで吸光係数をε、濃度をＣ、発光面２２ａまたは受光面２３ａから測定面２０ａまでの距離をｄとすると、吸光度Ａは、「Ａ＝εｄＣ」で求められる。この吸光度Ａを調節することにより、発光素子２２から照射された光の到達深度を所望の深さに調節することができる。
【００４２】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（５）肌水分測定装置１０において、発光素子２２および受光素子２３と測定面２０ａとの間には透過部材４０が設けられている。このため、発光素子２２から照射された光の到達深度を所望の深さに調節することができる。例えば、光の到達深度を真皮層６２の厚みに合せて調節することにより、真皮層６２の水分を一層正確に測定することができる。
【００４３】
（第４の実施形態）
図１０を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。なお以下では、第１の実施形態の構成からの変更点を中心に説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００４４】
図１０（ａ）に示されるように、有蓋円筒状の筐体１１の下端部１１ｅが測定面２０ａよりも下方に延びている。言い換えれば、図示したように、測定面２０ａが生体に接触しているときに測定面２０ａが筐体１１内の空間に位置するように筐体１１に設けられている。図１０（ｂ）に示すように、測定者が、ばね３４の弾性に抗して、測定面２０ａを肌表面に押し当てることにより、肌表面は測定面２０ａに密着するとともに、筐体１１の下端部１１ｅが肌を押し込むように密着する。従って、遮光部材２１によって遮断されるのみならず、筐体１１の下端部１１ｅによっても、受光素子２３への外乱光の侵入が遮断される。
【００４５】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（６）肌水分測定装置１０においては、測定面２０ａが生体に接触しているときに測定面２０ａが筐体１１内の空間に位置するように筐体１１に設けられる。このため、測定時において、外乱光は測定部２０による遮断に加えて、筐体１１によっても、遮断される。
【００４６】
（第５の実施形態）
図１２を参照して、本発明の第５の実施形態について説明する。なお以下では、前記第１の実施形態の構成からの変更点を中心に説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００４７】
図１２（ａ）に示されるように、測定部２０は、生体に向けて突出した半球状の部分を含み、半球状の部分の表面が測定面２０ａとして肌に接触する。また、第１の実施形態に比して深く形成された２つの凹部に、発光素子２２および受光素子２３がそれぞれ埋設されている。従って、発光面２２ａと測定面２０ａとの間および受光面２３ａと測定面２０ａとの間には空間２５が形成されている。
【００４８】
図１２（ｂ）に示すように、測定時には、ばね３４の弾性に抗して、測定者は測定面２０ａを肌表面に押し当てる。このとき肌表面は測定面２０ａに密着するため、受光素子２３への外乱光の侵入が、遮光部材２１によって遮断される。
【００４９】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（７）測定面２０ａが半球状であるため、肌への密着性が一層向上し、測定部２０による外乱光の遮断効果が一層向上する。
【００５０】
（８）また、滑らかな形状である半球状の測定面２０ａが肌に押し付けられるため、測定者が測定時に痛みを感じることも抑制される。
（第６の実施形態）
図１３を参照して、本発明の第６の実施形態について説明する。なお以下では、前記第１の実施形態の構成からの変更点を中心に説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００５１】
肌水分測定装置１０は、電極間の電気伝導度に基づいて肌水分量を測定するための複数の電極を含んでいる。具体的には、図１３に示されるように、遮光部材２１の底面に４つの凹部が設けられている。各凹部には、発光素子２２、受光素子２３、電気伝導度測定用の２つの電極５０がそれぞれ埋設されている。遮光部材２１の底面が肌水分測定時に肌に押し付けられる測定面２０ａを構成している。測定面２０ａ上には、発光素子２２の発光面２２ａと、受光素子２３の受光面２３ａと、２つの電極５０の電極面５０ａとが設けられている。
【００５２】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（９）肌水分測定装置１０は、電極間の電気伝導度に基づいて肌水分量を測定するための複数の電極を含んでいるため、光学式の肌水分測定と、電気伝導度による肌水分測定を同時に行うことができる。そのため、一層精確な肌水分測定が可能となる。一般に、電流は電極間の最短距離を通過しやすいため、電気伝導度による水分測定は肌表層部の水分測定に適応する。一方、照射部より照射された光は体内において反射して受光部に到達するため、肌内部の水分測定に適応する。両者を組み合わせることにより、一層精確な水分測定を成しうる。
【００５３】
（第７の実施形態）
図１４を参照して、本発明の第７の実施形態について説明する。なお以下では、前記第１の実施形態の構成からの変更点を中心に説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００５４】
肌水分測定装置１０は、測定部の測定面が肌に接触した状態で当該肌水分測定装置１０を測定者に固定するための固定部を含む。具体的には、図１４（ａ）に示されるように、筐体１１の下端部１１ｅに光を透過しない粘着テープ１６が取り付けられている。また肌水分測定装置１０も全体に小型化されている。
【００５５】
図１４（ｂ）に示すように、肌水分測定時には、測定者が、ばね３４の弾性に抗して、測定面２０ａを肌表面に押し当てる。その結果、肌表面は測定面２０ａに密着するため、受光素子２３への外乱光の侵入が、遮光部材２１によって遮断される。このとき粘着テープ１６が肌に張り付くことにより、人体に固定される。
【００５６】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を奏することができる。
（１０）本実施形態における肌水分測定装置１０は、測定部の測定面２０ａが肌に接触した状態で当該肌水分測定装置１０を測定者に固定するための固定部である粘着テープ１６を含むため、測定者が手で保持することなく測定を行うことができ、測定が容易となる。
【００５７】
（１１）また、測定面を肌に密着させた状態を長期間維持できるため、長時間の連続測定や、断続測定が可能となる。従って、例えば、肌水分の日内変動や、週内変動を測定することも容易となる。
【００５８】
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００５９】
・第３の実施形態において、遮光部材２１の底面に、２つの深い凹部が設けられている。各凹部にはそれぞれ、発光素子２２および受光素子２３が埋設されている。更に発光素子２２の発光面２２ａと測定面２０ａとの間、および、受光素子２３の受光面２３ａと測定面２０ａとの間に透過部材４０が埋設されていたが他の構成であっても良い。例えば、図９（ａ）に示すように、発光素子２２および受光素子２３をともに埋設できる凹部を１つ設けても良い。この場合には、発光素子２２および受光素子２３をともに下方から覆う１つの透過部材４０を備えることにより、照射部および受光部と測定面２０ａとの間には透過部材４０が設けられた構造とすることが可能となる。かかる構成であっても、図９（ｂ）に示すように、発光素子２２から照射された光の到達深度を所望の深さに調節することができる。また、凹部の構成を簡素化できるため製造が容易となりうる。
【００６０】
・第４の実施形態において、筐体１１の下端部１１ｅを測定面２０ａよりも下方に延びているが、図１１（ａ）に示すように、光を透過させないゴム１５を下端部１１ｅに固定しても良い。かかる構成によると、測定時においてゴム１５が密着することにより、測定部２０に加えて筐体１１およびゴム１５が外乱光を遮断する。図１１（ｂ）に示すように、測定面２０ａが押しつけられると、ゴム１５が縮み、測定部２０が上方に移動することにより測定スイッチ３３が入れられ、測定が開始される。
【００６１】
・第５の実施形態において、発光面２２ａと測定面２０ａとの間および受光面２３ａと測定面２０ａとの間には空間２５が形成されていたが、例えば、第３の実施形態において用いられたような透過部材を空間２５に換えて充填しても良い。発光素子２２から照射された光の到達深度を所望の深さに調節することができる。
【００６２】
・また、空間２５に換えて凸レンズを埋設しても良い。かかる構成によると、発光素子２２からの光を効率よく真皮層６２に照射することができ、受光素子２３に伝達される光の量も増大させることができるようになる。その結果、測定精度を向上させうる。
【００６３】
・第７の実施形態において、固定部として粘着テープ１６を用いたが、図１５および図１６に示すように、筐体１１の外側面に金具１７を備えるとともに、金具１７に固定部としてのベルト１８が取り付けられていても良い。
【００６４】
・上記各実施形態において、肌水分測定装置１０は一体的に構成されていたが、複数部分に分離された構成であっても良い。例えば、出力部１３を本体から分離し、有線または無線により本体と通信する構成としてもよい。かかる構成によれば、本体部の大きさに制約されることなく出力部１３を構成することができるため、例えば画面表示する場合には大きく見やすい画面を用いることができる。そのため、例えば、過去の測定履歴や、肌水分の変化を示すグラフなどを併せて表示する構成としてもよい。また、最低限の構成のみを本体部に残す構成とすれば、本体部を一層小型化することができるため、例えば、第７の実施形態のように本体を人体に固定する場合に特に有効となる。
【００６５】
・上記各実施形態において、出力部１３は液晶画面により構成し、数値を表示しているが、他の構成であっても良い。例えば、数値に変えて、グラフ等を表示しても良い。また、スピーカーを用いて音声出力しても良いし、ＬＥＤを用いて、点灯数や色により水分値に関する情報を出力しても良い。また振動装置を用いて、強度や長さを変えた振動により出力しても良い。
【００６６】
・上記各実施形態において、測定部２０に所定の圧力よりも大きい圧力が加えられたときに照射部からの光の照射を開始させる構成を、ばね３４、測定スイッチ３３および仕切板１２を用いることにより実現しているが、他の構成であっても良い。例えば、圧力センサを用いた構成であっても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１０…肌水分測定装置、１１…筐体、１１ｅ…下端部、１２…仕切板、１３…出力部、１４…電源スイッチ、１５…ゴム、１６…粘着テープ、１７…金具、１８…ベルト、２０…測定部、２０ａ…測定面、２１…遮光部材、２２…発光素子（照射部）、２２ａ…発光面、２３…受光素子（受光部）、２３ａ…受光面、２４…受光素子（受光部）、２４ａ…受光面、２５…空間、３１…制御部、３２…演算部、３３…測定スイッチ、３４…ばね、４０…透過部材、５０…電極、５０ａ…電極面、６１…表皮層、６２…真皮層、６３…脂肪層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に向けて光を照射する照射部、および生体内を伝播した光を受光する受光部を含み、肌に接触して外乱光を遮断する測定部と、
前記測定部の測定面が生体に接触した状態のときに前記照射部から光を照射させる制御部とを含む
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の肌水分測定装置において、
記受光部の受光量に基づいて肌水分量を演算する演算部と、この演算部により演算された肌水分量に基づいて肌水分の量に関する情報を出力する出力部とを含む
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の肌水分測定装置において、
前記照射部として発光素子が設けられ、前記受光部として受光素子が設けられ、前記発光素子の発光面および前記受光素子の受光面が前記測定部の測定面上に設けられる
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
前記制御部は、前記測定部に所定の圧力よりも大きい圧力が加えられたときに前記照射部からの光の照射を開始させる
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
前記測定部内において前記照射部および前記受光部と前記測定面との間には透過部材が設けられる
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
当該肌水分測定装置は、前記測定部を収容するための空間を内部に有する筐体を含むものであり、
前記測定部は、その測定面が生体に接触しているときに同測定面が前記筐体内の空間に位置するように前記筐体に設けられるものである
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
前記測定部は、生体に向けて突出した半球状の部分を含み、同半球状の部分の表面が前記測定面として肌に接触する
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
電極間の電気伝導度に基づいて肌水分量を測定するための複数の電極を含む
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
前記測定部の測定面が肌に接触した状態で当該肌水分測定装置を測定者に固定するための固定部を含む
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項１】
生体に向けて光を照射する照射部、および生体内を伝播した光を受光する受光部を含み、肌に接触して外乱光を遮断する測定部と、
前記測定部の測定面が生体に接触した状態のときに前記照射部から光を照射させる制御部とを含む
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の肌水分測定装置において、
記受光部の受光量に基づいて肌水分量を演算する演算部と、この演算部により演算された肌水分量に基づいて肌水分の量に関する情報を出力する出力部とを含む
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の肌水分測定装置において、
前記照射部として発光素子が設けられ、前記受光部として受光素子が設けられ、前記発光素子の発光面および前記受光素子の受光面が前記測定部の測定面上に設けられる
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
前記制御部は、前記測定部に所定の圧力よりも大きい圧力が加えられたときに前記照射部からの光の照射を開始させる
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
前記測定部内において前記照射部および前記受光部と前記測定面との間には透過部材が設けられる
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
当該肌水分測定装置は、前記測定部を収容するための空間を内部に有する筐体を含むものであり、
前記測定部は、その測定面が生体に接触しているときに同測定面が前記筐体内の空間に位置するように前記筐体に設けられるものである
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
前記測定部は、生体に向けて突出した半球状の部分を含み、同半球状の部分の表面が前記測定面として肌に接触する
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
電極間の電気伝導度に基づいて肌水分量を測定するための複数の電極を含む
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の肌水分測定装置において、
前記測定部の測定面が肌に接触した状態で当該肌水分測定装置を測定者に固定するための固定部を含む
ことを特徴とする肌水分測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２００４６５（Ｐ２０１１−２００４６５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７１１４１（Ｐ２０１０−７１１４１）
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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