DE3433192A1

DE3433192A1 - DEVICE FOR MEASURING THE AMOUNT OF MOISTURE OF THE SKIN OD. DGL.

Info

Publication number: DE3433192A1
Application number: DE19843433192
Authority: DE
Inventors: Takehiko Abe; Masahiko Musashino Tokio/Tokyo Mizukami; Hiroshi Tokio/Tokyo Toida
Original assignee: KISHOHIN KAGAKU KAIHO KENKYU
Current assignee: KISHOHIN KAGAKU KAIHO KENKYU
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1985-04-04
Also published as: GB8423540D0; FR2552229A1; KR850002387A; GB2148513B; GB2148513A; FR2552229B1; IT1199411B; JPS6063039A; JPH0157579B2; IT8403571A0; CH665029A5; KR870000639B1; IT8403571A1

Description

Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsmenge der Haut oder dergl. 'Device for measuring the amount of moisture in the skin or the like. '

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum genauen Messen der Feuchtigkeitsmenge in Epidermis (Oberhaut), Derma (Haut) und Hornschicht der menschlichen Haut oder dergl. durch Beaufschlagen der Haut mit einer Mikrowelle und Messen der reflektierten Welle.The invention relates to a device for precisely measuring the amount of moisture in the epidermis (upper skin), Derma (skin) and horny layer of human skin or the like. By applying a Microwave and measure the reflected wave.

Feuchtigkeit in der Haut bedeutet allgemein verstanden die Feuchtigkeitsmenge in der Hornschicht und zur Kennzeichnung der Eigenschaften der Haut wird diese üblicherweise klassifiziert in trockene Haut, neutrale oder Mischhaut und fettige Haut. Diese Klassifizierung bezieht sich üblicherweise auf die Menge des Talgs in der Haut. Sie bezieht sich jedoch auch auf den Unterschied bezüglich der Feuchtigkeitsmenge in der Hornschicht. Die Feuchtigkeitsmenge in der Hornschicht nimmt mit abnehmender Talgmenge ab. Die Kenndaten seiner Haut zu wissen, ist sehr nützlich bei der Auswahl von Kosmetika, die dafür passend sind und ihr eine geeignete Behandlung geben, um sie in einem gesunden Zustand zu halten.In general terms, moisture in the skin means the amount of moisture in the horny layer and for identification purposes of the properties of the skin, it is usually classified into dry skin, neutral or combination skin and oily skin. This classification usually refers to the amount of sebum in the skin. However, it also relates to the difference in the amount of moisture in the horny layer. The amount of moisture in the horny layer decreases as the amount of sebum decreases. The characteristics of his Knowing skin is very useful when choosing cosmetics that are suitable for it and your one give appropriate treatment to keep them in healthy condition.

Zu diesem Zweck dienen üblicherweise verschiedene Mittel. So wird die Feuchtigkeitsmenge in der Hornschicht basierend auf der Menge der Feuchtigkeit gemessen,Various means are usually used for this purpose. So the amount of moisture in the horny layer measured based on the amount of moisture,

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die von der Oberfläche der Schicht verdampft. Es wird die Feuchtigkeitsmenge in der Oberfläche der Hornschicht unter Verwendung des elektrischen Widerstands gemessen. Betrachtet man die Hornschicht als ein dünnes Stück geeigneter Dicke, so kann die Menge der verdampften Feuchtigkeit als Abnahme im Gewicht der Hornschicht gemessen werden.which evaporates from the surface of the layer. It will the amount of moisture in the surface of the horny layer using the electrical resistance measured. Considering the horny layer as a thin piece of suitable thickness, the amount of moisture vaporized can be seen as a decrease in the weight of the horny layer be measured.

Diese Meßverfahren haben jedoch verschiedene Nachteile. So sind sie kompliziert. Die Messgenauigkeit ist gering und das Messverfahren ist nicht einfach durchzuführen.However, these measuring methods have various disadvantages. That's how complicated they are. The measurement accuracy is low and the measurement process is not easy to perform.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsmenge der Haut oder dergl . zu schaffen, bei der die Feuchtigkeitsmenge leicht und mit einer hohen Meßgenauigkeit ermittelt werden kann.In contrast, the object of the invention is to provide a device for measuring the amount of moisture the skin or the like. to create in which the amount of moisture easily and with a high measurement accuracy can be determined.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Feuch-The device according to the invention for measuring the humidity

tigkeitsmenge der Haut oder dergl. ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist: eine Detektoreinrichtung mit einem Mikrowellenoszillator mit kleinem Ausgangssignal und einen Empfänger für die reflektierte Welle, der die von der reflektierten Welle verursachte stehendeThe amount of activity of the skin or the like is characterized in that it comprises: a detector device with a microwave oscillator with a small output signal and a receiver for the reflected wave, the the standing caused by the reflected wave Welle in eine Gleichspannung umwandelt, eine Meßeinrichtung mit einer Spannungsquelle, die dem Mikrowellenoszillator Strom zuführt, einer Spannungsverstärkungsschaltung, die die vom Empfänger bestimmte Spannung in eine Feuchtigkeitsmenge umwandelt, und einem A/D-Wave converts into a direct voltage, a measuring device with a voltage source, which supplies the microwave oscillator current, a voltage amplification circuit, which the voltage determined by the receiver in converts an amount of moisture, and an A / D-

Wandler, der die Ausgangsspannung der Spannungsver-Converter that converts the output voltage of the voltage

stärkungsschaltung digitalisiert und den digitalisierten Wert einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige zuführt, einen Wellenleiter, der mit dem Mikrowellenoszillator und dem Empfänger verbunden ist, und eine halbkugelthe strengthening circuit is digitized and the digitized value is fed to a display device for display, a waveguide that connects to the microwave oscillator and the receiver is connected, and a hemisphere förmige Reflektor-Glassonde mit koaxialenshaped reflector glass probe with coaxial

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Tastkopfen, die am Ende des Wellenleiters angebracht sind.Probe heads attached to the end of the waveguide are.

Damit verwendet die Erfindung die Eigenschaft einer Mikrowelle, nämlich daß diese stark absorbiert wird, wenn sie durch ein zu messendes Objekt hindurchtritt, das Wassermoleküle enthält, und daß sie gleichzeitig durch das Molekül reflektiert wird. Die Veränderung in der Amplitude der reflektierten Welle der oszillierten Mikrowelle wird durch den Reflektor-Empfänger festgestellt und die Feuchtigkeitsmenge wird durch den Vergleich mit den vorher gemessenen Daten bestimmt.The invention thus uses the property of a microwave, namely that it is strongly absorbed, when it passes through an object to be measured that contains water molecules, and that it simultaneously is reflected by the molecule. The change in the amplitude of the reflected wave of the oscillated Microwave is detected by the reflector-receiver and the amount of moisture is determined by comparing it with the previously measured data.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Feuchtigkeitsmenge elektrisch gemessen, und zwar mit hoher Genauigkeit durch einfaches Anlegen der Reflektor-Glassonde an die Haut.With the device according to the invention, the amount of moisture is measured electrically, to be precise at a high level Accuracy by simply placing the reflector glass probe on the skin.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is based on the Drawings described in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematiscfte Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig. 1 is a schematic view of the invention Contraption;

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm der Detektoreinrichtung; Fig. 3 eine Tei1 Schnittansicht des Wellenleiters undFig. 2 is a circuit diagram of the detector device; Fig. 3 is a partial sectional view of the waveguide and

Fig. 4 ein Blockschaltbild zur Darstellung der Verbindung der Schaltungselemente der Messvorrichtung.4 shows a block diagram to show the connection of the circuit elements of the measuring device.

Wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, weist eine Detektoreinrichtung 1 einen Mikrowellenoszill ator A mit einer Gunn-Diode 2 mit einer Schwingungsausgangslei -stung von 10 mW, einer Schwingungsfrequenz von 10,5As can be seen from Fig. 1 and 2, a detector device 1 has a microwave oscillator A with a Gunn diode 2 with a vibration output power of 10 mW, a vibration frequency of 10.5

GHz und einem Abstimmbereich von 10,3 bis 10,6 GHz, ein Widerstandsdämpfungsglied 3 für die Umwandlung, einen Zirkulator 4, einen Empfänger B für die reflektierte Welle, der den Zirkulator 4 und eine Shottky-GHz and a tuning range from 10.3 to 10.6 GHz, a resistance attenuator 3 for the conversion, a circulator 4, a receiver B for the reflected wave, which the circulator 4 and a Shottky- Diode 5 aufweist, und einem für 10,5 GHz bestimmten Wellenleiter 7, der mit dem Zirkulator 4 verbunden ist und an seinem Ende eine halbkugelförmige Reflektor-Glassonde aufweist. Die Glassonde 8 weist an ihrem Boden einen Schraubbefestigungstei1 9 sowie eine ÖffDiode 5, and one intended for 10.5 GHz Waveguide 7, which is connected to the circulator 4 and has a hemispherical reflector glass probe at its end. The glass probe 8 has on her Bottom a screw fastening part 9 and an opening nung von etwa 3,2 mm Durchmesser auf, die sich vomvoltage of about 3.2 mm in diameter, which extends from the Scheitel bis nach unten erstreckt. In der Öffnung sind koaxial gelagert eine zylindrische Sonde bzw. Tastkopf 10 und eine nadeiförmige Sonde bzw. Tastkopf 11. Zwischen den beiden Sonden 10 und 11 befindet sich einVertex extends downwards. A cylindrical probe or probe head is mounted coaxially in the opening 10 and a needle-shaped probe or probe head 11. Between the two probes 10 and 11 there is a für Mikrowellen undurchlässiges Material. Die halbkugelförmige Reflektor-GlasSonde 8 wird mit dem Wellenleiter 7 durch Aufschrauben des Schraubteils 9 in ein Passteil 7 verbunden, das an der Oberfläche des Wellenleiters 7 vorgesehen ist. Die zylindrische Sonde 10material impervious to microwaves. The hemispherical reflector-glass probe 8 is connected to the waveguide 7 by screwing the screw part 9 into a Fitting part 7, which is provided on the surface of the waveguide 7. The cylindrical probe 10 und die nadelartige Sonde 11, die koaxial angeordnet sind, werden in eine Öffnung 6 des Passteils eingeführt. Eine Messvorrichtung 12 ist über ein Verbindungskabel entsprechend mit dem Mikrowellenoszillator A und dem Empfänger B der Detektoreinheit 1 für die reand the needle-like probe 11, which are arranged coaxially, are inserted into an opening 6 of the fitting part. A measuring device 12 is correspondingly connected to the microwave oscillator A via a connecting cable and the receiver B of the detector unit 1 for the re flektierte Welle verbunden. Die Messvorrichtung 12flexed shaft connected. The measuring device 12 weist eine Spannungsquelle 14 mit 10 mW, die über das Verbindungskabel 13 mit dem Mikrowellenoszillator A verbunden ist, eine SpannungsverstÜrkungsschaltung 15, die die über den Empfänger B und das Verbindungshas a voltage source 14 with 10 mW, which via the Connection cable 13 is connected to the microwave oscillator A, a voltage amplification circuit 15, the ones about the receiver B and the connection kabel 13 zugeführte Spannung in eine Feuchtigkeitsmenge umwandelt, einen A/D-Wandler 16, der die Ausgangsspannung der Spannungsverstärkungsschaitung 15 in einen digitalen Wert umwandelt und eine Anzeigeeinrichtung 17 zur Anzeige der digitalen Werte auf. Die Spannungs-cable 13 supplied voltage in a quantity of moisture converts, an A / D converter 16 that converts the output voltage of the voltage amplifying circuit 15 into a converts digital value and a display device 17 for displaying the digital values. The tension

Verstärkungsschaltung weist einen SensibiIitäts-Ein-Amplification circuit has a sensitivity input

stellknopf 18 auf und kann auf 1000 mV eingestellt werden, wenn die Feuchtigkeitsmenge 100 % ist. Die Schaltung 15 hat auch die Möglichkeit, die Ausgangs-• spannung in eine Feuchtigkeitsmenge umzuwandeln, undSet button 18 to and can be set to 1000 mV when the humidity level is 100 % . The circuit 15 also has the option of converting the output voltage into an amount of moisture, and zwar durch Festsetzung des Detektorausgangssignals bei 0 mV, wenn die Feuchtigkeitsmenge 0 % beträgt, und bei 1000.mV, wenn die Feuchtigkeitsmenge 100 % beträgt. Außerdem ist ein Verbindungsglied 19 vorgesehen .by setting the detector output signal at 0 mV when the amount of moisture is 0% and at 1000 mV when the amount of moisture is 100%. A connecting link 19 is also provided.

Wie bereits oben beschrieben wurde, wird eine geringe elektrische Leistung von 10 mW der Gunn-Diode 2 von einer Spannungsquelle zugeführt, wenn diese eingeschaltet wird und die Gunn-Diode 2 liefert dann eine schwa-As already described above, a low electrical power of 10 mW of the Gunn diode 2 of fed to a voltage source when this is switched on and the Gunn diode 2 then supplies a black ehe Mikrowelle.before microwave.

Die oszillierte Mikrowelle von 10,5 GHz wird von der halbkugelförmigen Ref1ektor-Glassonde 8 über den Zirkulator 4 und den Wellenleiter 7 und dann weiter radialThe oscillated microwave of 10.5 GHz is from the hemispherical reflector glass probe 8 via the circulator 4 and the waveguide 7 and then further radially von der Sonde 11 zur Sonde 10 oszilliert. Da die Sonden 10 und 11 koaxial angeordnet sind und der Abstand zwischen ihnen etwa 1,6 mm beträgt, erreicht die Mikrowelle lediglich einen Pegel von etwa 3,2 mm über dem Scheitel der Sonde 11. Wenn die Glassonde 8 mit osfrom the probe 11 to the probe 10 oscillates. Since the probes 10 and 11 are arranged coaxially and the distance between them is about 1.6 mm, the microwave only reaches a level of about 3.2 mm above that Vertex of the probe 11. If the glass probe 8 with os zillierender Mikrowelle an das zu messende Objekt ange legt wird, so wird die Mikrowelle gedämpft und entsprechend der im Objekt enthaltenen Feuchtigkeitsmenge reflektiert. Die reflektierte Mikrowelle wird von der Sonde empfangen und in den Wellenleiter 7 geleitet,oscillating microwave attached to the object to be measured is placed, the microwave is dampened and according to the amount of moisture contained in the object reflected. The reflected microwave is received by the probe and directed into the waveguide 7, wo eine stehende Welle erzeugt wird. Die Veränderung .der stehenden Welle aufgrund der Reflektion wird als Veränderung der Gleichspannung durch die Shottky-Diode 5 des Empfängers B festgestellt. Die festgestelltewhere a standing wave is generated. The change in the standing wave due to the reflection is called Change in DC voltage through Shottky diode 5 of receiver B detected. The established

Gleichspannung wird über das Verbindungskabel 13 der Spannungsverstärkungsschaltung 15 zugeführt. Diese verstärkt die Spannung so, daß sie in die Feuchtigkeitsmenge umgewandelt wird. Die verstärkte Spannung wird dann durch den A/D-Wandler 16 digitalisiert und ihr Wert wird an der Anzeigeeinrichtung 17 angezeigt. Da die Feuchtigkeitsmenge der Hornschicht, der Oberhaut und der Haut jeweils sehr verschieden voneinander ist, ist leicht verständlich, daß die erfindungsgemäße V.orrichtung umgekehrt auch dazu verwendet werden kann, die Dicke der Schichten an verschiedenen Stellen zu messen, und zwar dadurch, daß die Sonde durch ein Mikrometer oder dergl. auf- und abwärts wandert und der Wert des Mikrometers abgelesen wird, wenn die Sonde eine vorbestimmte Feuchtigkeitsmenge erreicht hat.DC voltage is via the connecting cable 13 of the Voltage booster circuit 15 is supplied. This increases the tension so that it is converted into the amount of moisture. The tension will increase then digitized by the A / D converter 16 and you The value is displayed on the display device 17. There the amount of moisture in the horny layer, epidermis and skin is very different from one another, it is easy to understand that the V.orrichtung according to the invention conversely, it can also be used to increase the thickness of the layers at different points measure, in that the probe through a micrometer or the like. Up and down and the The value of the micrometer is read when the probe has reached a predetermined amount of moisture.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur eine genaue Messung der Feuchtigkeitsmenge der Hornschicht ermöglicht, wobei die Messung von jeder Person durchgeführt werden kann, sondern daß auch eine Messung der Feuchtigkeitsmenge der anderen Hautschichten, wie Epidermis und Derma möglich ist. Damit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch sehr vielseitig verwendet werden.From the above description it can be seen that the device according to the invention is not only an accurate one Measurement of the amount of moisture in the horny layer enables the measurement can be carried out by any person, but also a measurement of the amount of moisture of the other layers of the skin, such as epidermis and derma. Thus, the inventive Device can be used very versatile.

Da die Messung der Feuchtigkeitsmenge der menschlichen Haut leicht und genau gemessen werden kann, kann die geeignete kosmetische Behandlung ermittelt werden, wodurch sich große Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Gesundheitsvorsorge für die Haut ergeben.As the measurement of the amount of moisture in human Skin can be measured easily and accurately, the appropriate cosmetic treatment can be determined which opens up great application possibilities in the field health care for the skin.

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Claims

.LMÜCX& BETTEN.LMÜCX & BEDS

'f% tefltänwälte Dipl.-Ing. H.-Peter Li ¹

European Patent Attorneys Dipl.-Ing. Jürgen 3et

Maximiliansplatz 10 D-8000 Munich 2 ® 089-22 08 21 Telex 5216 741 list d Technolaw * Telegram Sectrop

PatentansprücheClaims

1 .1 .

Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsmenge der Haut oder dergl ., dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:Device for measuring the amount of moisture in the skin or the like., characterized, that it has:

eine Detektoreinrichtung (1) mit einem Mikrowellenoszillator (A) mit kleinem Ausgangssignal und einem Empfänger (B) für die reflektierte Welle, der die von der reflektierten Welle verursachte stehende Welle in eine Gleichspannung umwandelt,a detector device (1) with a microwave oscillator (A) with a small output signal and a receiver (B) for the reflected wave, which is from standing wave caused by the reflected wave converts it into a direct voltage,

eine Meßeinrichtung (12) mit einer Spannungsquelle (14), die dem Mikrowel1enoszi11ator (A) Strom zuführt, einer Spannungsverstärkungsschaltung (15), die die vom Empfänger (B) bestimmte Spannung in eine Feuchtiga measuring device (12) with a voltage source (14), which supplies current to the microwave oscillator (A), a voltage amplification circuit (15) which converts the voltage determined by the receiver (B) into a moisture keitsmenge umwandelt, und einem A/D-Wandler (16), der die Ausgangsspannung der Spannungsverstärkungsschal tung (15) digitalisiert und den digitalisierten Wert einer Anzeigeeinrichtung (17) zur Anzeige zuführt,converts quantity, and an A / D converter (16), the the output voltage of the voltage amplification scarf device (15) digitized and the digitized value of a Feeds display device (17) for display,

einen Wellenleiter (7), der mit dem Mikrowellenoszi11 ator (A) und dem Empfänger (B) verbunden ist, unda waveguide (7) connected to the microwave oscillator (A) and the receiver (B), and

eine halbkugelförmige Reflektor-Glassonde (8) mit koaxialen Tastköpfen (10, 11), die am Ende des Wellen-. leiters (7) angebracht sind.a hemispherical reflector glass probe (8) with coaxial probes (10, 11) at the end of the shaft. Head (7) are attached.

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