DE3003941A1

DE3003941A1 - Vorrichtung zur quantitativen bestimmung der sebumabsonderung der haut

Info

Publication number: DE3003941A1
Application number: DE19803003941
Authority: DE
Inventors: Gilbert Gras; Jean Luc Leveque
Original assignee: LOreal SA
Current assignee: LOreal SA
Priority date: 1979-02-05
Filing date: 1980-02-04
Publication date: 1980-08-07
Also published as: NL184242B; US4483619A; CH634921A5; GB2043886A; CA1129553A; GB2043886B; US4480921A; FR2448145A2; IT1128014B; NL8000574A; BR8000673A; IT8067164A0; JPS55104741A; BE881516A; ES488246A1; FR2448145B2; NL184242C

Description

PATENTANWÄLTE 300394 I

J. REITSTÖTTER ~ 5*- W. KINZEBACH

PROF. DR. DR. DIPL. ING. DR. PHIU DIPU CHBM. W. BUNTE (ΐ9Β8-ΐθ7β) K. P. HÖLLER DR. ING. DR. RER. NAT. DIPU CHBM.

TBLE3FON ι (089) 37 60 83 TELBXl B21S208 ISAR D

BAUERSTRASSB 22, 8000 MÜNCHEN

München, 4. Februar 1980 M/21 013
M/21 014

L¹OREAL ·
14, rue Royale

F-75008 Paris/Frankreich

Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung der Sebumabsonderung der Haut

POSTANSCHRIFT I POSTFACH 78O, D-8OOO MÜNCHEN 48

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BAD

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung der Sebumabsonderung der Haut.

In der französischen Patentschrift 2 368 708 (entsprechend der DE-OS 27 46 994) ist eine Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung der von einem Hautabschnitt eines lebenden Objekts abgesonderten Sebummenqe beschrieben, in der eine Ausstrahl vorrichtung einen Lichtstrom in Richtung auf ein lichtdurchlässiges Element, welches zuvor in bestimmter Weise gegen den zu untersuchenden Hautabschnitt gedrückt wurde, abgibt, und in der eine Empfangsvorrichtung den von der Ausstrahl vorrichtung durch das lichtdurchlässige Element gesandten Lichtstrom mißt, wobei die Auswertung der Messung dadurch geschieht, daß sie mit dem für einen Vergleichszustand der lichtdurchlässigen Probe erhaltenen Meßergebnis verglichen wird. In dieser Vorrichtung sendet die Ausstrahlvorrichtung für den Lichtstrom einen mit einer festen Frequenz modulierten Lichtstrahl aus, und die Empfangsvorrichtung mißt nur den empfangenen Lichtstrom, der die Modulationsfrequenz der Ausstrahlvorrichtung aufweist. In der besonders beschriebenen Ausführungsform besteht die Ausstrahl vorrichtung aus einer elektrolumineszierenden Diode, und die Empfangsvorrichtung besteht aus einem Phototransistor.

In der französischen Zusatzanmeldung Nr. 7729193 zur französischen Patentschrift 2 368 708, am 28. September 1977 hinterlegt (ebenfalls entsprechend der DE-OS 27 46 994) wird eine Verbesserung dergestalt vorgeschlagen, daß das lichtdurchlässige Element in einer Linie mit einem reflektierenden Organ angeordnet ist, wobei die Vorrichtung zwei koaxiale optische Lichtleiter aufweist, welche eine Einheit bilden, deren eines Ende mit einem Sender-Empfänger verbunden ist und deren anderes Ende gegenüber dem lichtdurchlässigen Element angeordnet ist. Durch diese Verbesserung läßt sich die Meßgenauigkeit erhöhen, ohne daß die Einfachheit der Anwendung der Vorrichtung darunter leidet.

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In den Vorrichtungen nach der FR-PS 2 368 708 und der Zusatzanmeldung Nr. 7729193 ist vorgesehen, daß der Ausgang des von der Empfangsvorrichtung für den Lichtstrom gelieferte Signal von einer Filterstufe erfolgt, welche die Anpassung der Höhe der Ausgangsspannung bewirkt, wobei die Filterstufe ein Digitalvoltmeter speist, an dem das Meßergebnis abgelesen werden kann. Die so mögliche Höhenanpassung erlaubt die Durchführung einer Anfangseinstellung der Vorrichtung, indem man die Null-Anzeige auf dem Digitalvoltmeter einer abgelesenen Platte entsprechen läßt, die keinerlei Sebumabscheidung aufweist. Sobald jedoch diese Anfangseinstellung einmal durchgeführt ist, läßt sie sich nicht mehr verändern. Diese Einschränkung stellt im Hinblick auf die Anwendung der Vorrichtung einen Nachteil dar. Da die durch die Anfangseinstellung bewirkte Null-Ablesung eine Funktion der jeweils verwendeten Glasplatte als Träger für das Sebum ist und man aus irgendeinem Grund die Glasplatte wechseln muß, wird keine Null -Einstell ung mehr erzielt, so daß man von jedem abgelesenen Wert für eine mit Sebum versehene Platte eine Subtra tion vornehmen muß, welche dem für dieselbe Platte ohne Sebum abgelesenen Wert entspricht. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß bei der Vorrichtung Abweichungen auftreten können, die beispielsweise auf einem starken Temperaturanstieg oder unterschiedlichen Anwendunqsdrucken beruht. In diesem Falle hat die Abweichung zur Folge, daß bei einer Glasplatte ohne Sebum keine Null-Anzeige mehr erhalten wird, so daß man wiederum eine Subtraktion vornehmen muß, um das gewünschte Meßergebnis zu erhalten, so wie zuvor ausgeführt, wobei als zusätzliche Schwierigkeit hinzukommt, daß der abzuziehende Wert nicht notwendig stets derselbe ist. Schließlich wurde festgestellt, daß bei Verwendung der genannten Vorrichtungsart die Wartung der Glasplatten zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anwendungen häufig sehr schwierig insofern ist, als eine übliche Reinigung häufig auf dem Glas Sebumreste zurückläßt. In diesem Fall ist es ebenfalls erforderlich, diesem Umstand durch eine Subtraktion des für die verwendete Glasplatte vor der Abscheidung der zu messen-

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den Sebummenge auf der Platte abgelesenen Wert Rechnung zu tragen. Es ist offensichtlich, daß die Subtraktionsoperation, welche in sämtlichen zuvor genannten Fällen erforderlich ist, für den Benutzer äußerst lästig ist und daß es daher wünschenswert ist, diesen Nachteil zu beseitigen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche der in der FR-PS 2 368 708 und/oder der Zusatzanmeldung Nr. 7729193 (DE-OS 27 46 994) beschriebenen Vorrichtung angegliedert werden kann, wobei die Vorrichtung eine automatische Null-Korrektion erlauben soll-, die der Benutzer mit der mattierten Glasplatte, auf welcher das Sebum abgeschieden werden soll, vor dem Abscheiden des Sebums durchführen kann. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung plaziert der Benutzer die Platte in die Vorrichtung, drückt auf einen NuI1-Einstellungsknopf, entnimmt die Platte wieder, bringt auf dieser das Sebum auf, indem er die Platte während eines bestimmten Zeitraums und unter einem bestimmten Druck auf die zu untersuchenden Hautzone aufdrückt, gibt dann die Platte wieder in die Vorrichtung und liest das Ergebnis der Messung auf dem Digital voltmeter der Vorrichtung unmittelbar ab. Es ist somit ersichtlich, daß die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die automatische NuI1-Einstel1ungsvorrichtung nach der vorliegenden Anmeldung wesentlich erleichtert wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrichtung zur Bestimmung der von einem Hautabschnitt eines lebenden Objekts abgesonderten Sebummenge, in der eine Ausstrahl vorrichtung einen Lichtstrom in Richtung auf ein lichtdurchlässiges Element, welches zuvor in bestimmter Weise gegen den zu untersuchenden Hautabschnitt gedrückt wurde, abgibt, und in der eine Empfangsvorrichtung den von der Ausstrahl vorrichtung durch das lichtdurchlässige Element gesandten Lichtstrom mißt, wobei Auswertung der Messung dadurch geschieht, daß sie mit dem für einen Ver-

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gleichszustand der lichtdurchlässigen Probe erhaltenen Meßergebnis verglichen wird, wobei die Ausstrahl vorrichtung für den Lichtstrom einen mit einer festen Frequenz modulierten Lichtstrahl aussendet und die Empfangsvorrichtung für den Lichtstrom mit einem Stromkreis verbunden ist, um nur den empfangenen Licht strom zu messen, der die Modulationsfrequenz der Ausstrahl vorrichtung aufweist, wobei eine Meßspannung als Funktion des empfaji genen Lichtstroms geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspannung einer Bestimmung nach Belieben gespeichert und auf einen Differential verstärker übertragen wird, welcher sie von der Meßspannung einer nachfolgenden Bestimmung abzieht, um die zu einer Ablesung des gemessenen Wertes führende Spannung zu liefern.

In einer bevorzugten Ausf iihrungsf orm ist der Differential verstärker mit einer Klemme verbunden, welche die Meßspannung einer seits direkt und andererseits über eine Speichereinheit, welche vom Benutzer bedient wird, liefert. Die Speichereinheit umfaßt einen Analog-Digital- und Digital-Analog-Doppelwandler , dessen Eingang permanent die Meßspannung erhält und dessen Ausgang permanent eine Bezugsspannung liefert, welche einem gespeicherten binären Wert entspricht, wobei der Benutzer nach Belieben im Speicher den gespeicherten Wert durch einen binären Wert, welcher der erhaltenen Meßspannung entspricht, ersetzen kann. Der Ersatz des gespeicherten Meßwerts durch einen der erhaltenen Meßspannung entsprechenden Wert im Speicher erfolgt durch eine Null-Einstellung eines binären Zählers unter der Einwirkung eines vom Gebraucher bewirkten Impulses, wobei der Impuls einen Oszillator auslöst, welcher die in dem auf Null eingestellten Zähler gesteuerte Beladung mit einer Zahl entsprechend der erhaltenen Meßspannung steuert, wobei ein Komparator die erhaltene Meßspannung mit der Ausgangsspannung, welche dem eingegebenen binären Wert im Zähler entspricht, vergleicht und den Oszillator blockiert, sobald gleiche Werte vorliegen. Vorteilhaft kann der vom Benutzer bewirkte Impuls zur Auslösung des Doppelwandlers

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über einen Kontaktknopf geliefert werden, und der Differentialverstärker kann ein Digital voltmeter speisen.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht ebenso wie in der Vorrichtung gemäß der FR-PS 2 368 708 bzw. der Zusatzanmeldung Nr. 7729193 die Empfangsvorrichtung für den Lichtstrom aus einen Phototransistor. Es ist bekannt, daß die Empfindlichkeit von Phototransistoren eine Funktion der zwischen Kollektor und Emitter aufrechterhaltenen Polarisationsspannung ist, wobei diese Polarisationsspannung im allgemeinen von dem Gleichstrom, welchen sie als Funktion der UmgebungsbeleLfchtung liefern, beeinflußt wird. Die Empfindlichkeit ist auch eine Funktion von Temperaturschwankungen. Es hat sich daher als wünschenswert erwiesen, diesen Nachteil zu vermeiden, damit der mit der Vorrichtung angezeigte Wert vollständig proportional der Sebummenge ist, welche gemessen wird und vollständig unabhängig von den Temperaturbedingungen ist. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine von drei möglichen Maßnahmen zu wählen, welche angenähert dasselbe, befriedigende Ergebnis liefern. Im Hinblick auf die vergleichbare Wirksamkeit der drei Maßnahmen wird diejenige bevorzugt, welche am einfachsten ist und nachstehend zuerst näher erläutert wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit auch eine wie zuvor definierte Vorrichtung, in der der als Empfangsvorrichtung für den Lichtstrom dienende Phototransistor eine polarisierte Basis aufweist, welche über einen Widerstand mit der Masse und einen anderen Widerstand mit der Spannungsquelle verbunden ist.

Diese Art des Betriebs setzt ebenso wie die "nachstehend angegebene Variante voraus, daß die elektrische Verbindung der Basis des Phototransistors vom Konstrukteur vorgenommen wird. Die Speisung erfolgt über den Kollektor, und die vom Phototransistor gelieferte Spannung wird an einem Widerstand zwischen der Masse und dem Emitter verteilt. Bei dieser Schaltung ist die Null-Korn-

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ponente der Messung gleich der Polarisationsspannung der Basis bei ungefähr 0,6 Volt (Abstand zwischen der Basisspannung und der Emitterspannung). Man stellt fest, daß das mit dieser Schaltung erhaltene Ergebnis trotz der Einfachheit der Schaltung sehr zufriedenstellend ist.

Bei einer Variante der zuvor vorgeschlagenen Schaltung ist der Verbindungspunkt von zwei Polarisationswiderständen mit der Basis über einen im Vergleich zu den zwei Polarisationswiderstän den wesentlich niedrigeren Widerstand und mit dem Emitter über einen Kondensator verbunden. Bei dieser Variante verhält sich die Null-Komponente oder Gleichstromkomponente der Messung wie zuvor für die erste Schaltung angegeben, umso mehr, als der in Serie zur Basis geschaltete, zusätzliche Widerstand wesentlich kleiner als die zwei Polarisationswiderstände ist. Dagegen führt der vorgesehene Kondensator am Verbindungspunkt der zwei Polarisationswiderstände die Wechselstromkomponente jeder auf dem Emitter auftauchenden Spannung wieder ein; folglich ist die Emitterspannung stets gleich der Basisspannung mit einer Verschiebung von 0,6 Volt. Als Ergebnis führt jedes rein alternative Signal, das auf der Basis hervorgerufen wird, zu einem äquivalenten Signal mit gleichem Wert (Höchstwert bis Höchstwert) am Verbindungspunkt der Polarisationswiderstände, so daß der in Serie zur Basis geschaltete zusätzliche Widerstand von keinem Alternativstrom durchlaufen wird. Unter diesen Bedingungen wird jeglicher impulsförmiger Lichtstrom, welcher auf der Basis des Phototransistors auftrifft, im Phototransistor in Strom umgewandelt, ohne daß irgendein Strom im zusätzlichen Widerstand oder den Polarisationswiderständen verlorengeht. Als Ergebnis wird die Empfindlichkeit der Schaltung für impulsförmige Signale bewahrt, was bei der oben angegebenen, ersten Schaltung nicht der Fall ist, in welcher der Lichtstrom zu einem Basisstrom führt, von dem ein Teil den Emitterstrom liefert und der andere Teil in den Polarisationswiderständen verlorengeht.

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Bei einer dritten Schaltung ist der Kollektor des Phototransistors stets mit der Spannunqsquelle verbunden, und der Emitter ist mit dem negativen Umkehreingang eines Operationsverstärkers verbunden, dessen anderer Eingang die Masse ist, wobei der Umkehreinqang mit dem Ausgang des Operationsverstärkers über einen Widerstand verbunden ist, wobei die Ausgangsspannung am Ausgang des Operationsverstärkers abgenommen wird. In diesem Fall ist die Gleichstromspannunq Kollektor-Emitter des Phototransistors im wesentlichen während der Funktion der Versorgung spannung gleich, und der gesamte Strom des Phototransistors läuft durch den mit dem Operationsverstärker verbundenen Widerstand. Man stellt fest, daß auch hier die Empfindlichkeit des Phototransistors bei variablem Lichtstrom konstant gehalten wird. Die zuletzt genannte Schaltung wird eingesetzt, wenn man als photosensibles Element einen Phototransistor wählt, für den der Konstrukteur nicht die Basisverbindung liefert.

Es liegt auf der Hand, daß die zuvor beschriebenen Verbesserungen hinsichtlich der Nullwerteinstellung oder der Schaltung des Phototransistors sowohl bei der in der FR-PS 2 368 708 beschriebenen Variante, wie auch bei der in der Zusatzaromeldung Nr. 7729193 beschriebenen Variante angewendet werden können. Mit anderen Worten sind bei einer ersten Variante der erfindung gemäßen Vorrichtung die Ausstrahl vorrichtung für den Lichtstrom und die Empfanasvorrichtung für den Lichtstrom auf der einen bzw. anderen Seite des lichtdurchlässigen Elements angeordnet. Bei einer zweiten Variante ist das lichtdurchlässige Element in Linie mit einem reflektierenden Organ angeordnet, wobei die Ausstrahl vorrichtung und die Empfangsvorrichtung beide dort am lichtdurchlässigen Element angeordnet sind, wo sich nicht das reflektierende Organ befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform der letzteren Variante umfaßt die Vorrichtung zwei koaxiale optische Lichtleiter (Lichtfasern), deren eines Ende jeweils mit einer Sender-Empfängereinheit für den Lichtstrom verbunden ist und deren anderes Ende jeweils gegenüber

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einer mattierten Glasplatte, welche gegen einen Planspiegel aufaebracht ist, in einem Abstand angeordnet ist, der im wesent liehen dem Empfangsmaximum des Lichtstroms bei gegebener Emission entspricht. Es wurde tatsächlich festgestellt, daß man bei Verwendung zweier koaxialer Lichtleiter wie zuvor angegeben, den mit dem Phototransistor gemessenen Lichtstrom bei gegebener Emission als Funktion des Abstands zwischen der reflektierenden Oberfläche und dem Ende der zwei koaxialen Lichtleiter erhält, wobei diese Funktion ein Maximum aufweist. Um den Einfluß einer unnewollten Variation des Abstands zwischen dem Ende der Lichtleiter und dem Spiegel zu verringern, wird bevorzugt, in der Nähe des Maximums der Kurve zu arbeiten.

Zur weiteren Erläuterung des Gegenstands der Erfindung sind nachstehend beispielhaft mehrere in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen erläutert.

Es bedeuten:

Figur 1 ein Blockschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit automatischer Nullwerteinstellung und zwei koaxialer optischen Lichtleitern, welche gegenüber einem Planspiegel arbeiten;

Figur 2 eine erste Schaltungsmöglichkeit für den Phototransistor der Vorrichtung nach Figur 1;

Figur 3 eine zweite Schaltungsmöglichkeit für den Phototransistc der Vorrichtung nach Figur 1; und

Figur 4 eine dritte Schaitungsmönlichkeit für den Phototransistor der Vorrichtung nach Figur 1.

Die nachstehend detailliert beschriebene Vorrichtung dient zur vergleichenden Messung der Menge an Sebum,, welche von einem

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Hautbereich ausgeschieden wird. Zur Durchführung der Messung wird in bekannter Weise ein lichtdurchlässiger Träger in Form einer Glasplatte mit einer mattierten Seite während eines bestimmten Zeitraums und unter einem bestimmten Druck auf die zu untersuchende Hautzone aufgebracht. Durch das Aufbringen des Trägers auf die Haut erfolgt eine Sebumabscheidung, welche zu einer Modifizierung der Lichtdurchlässigkeit des Trägers führt. Im Falle einer Mattglasplatte erfolgt das Aufbringen so, daß das Sebum auf der mattierten Seite der Platte abgeschieden wird Bekanntlich besteht eine Korrelation zwischen der Transparenz der Platte und der Menge an Sebum auf dem zu untersuchenden Hautbereich.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist zu ersehen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung vier Versorgungsklemmen A₂* B₂, C₂ und D₉ aufweist, welche eine Spannung von 5 oder 15 Volt aufnehmen, die jeweils auf angenähert 5 χ 10 stabilisiert ist. Die Klemme B₂ speist einen Oszillator 204, welcher ein sinusförmiges Signal liefert, für das als Frequenz beispielsweise 3,104 kHz gewählt wird. Der Oszillator 204 speist eine Impulsformerstufe 205, welche rechtwinklige Impulse mit derselben Frequenz wie die des Oszillators liefert. Die Impulsformerstufe 205 speist eine Leistungsstufe 206, welche einen Strom liefert, dessen Intensität bis zu 80 mA betragen kann. Die Leistungsstufe 206 speist die elektrolumineszierende Diode 207 einer Sender-Empfängereinheit 201. Die Sender-Empfängereinheit 201 umfaßt auch einen Photodetektor 212 in Form eines Phototransistors, und hiermit· ist ein doppelter optischer Licht leiter verbunden, welcher insgesamt mit 202 bezeichnet ist. Der optische, doppelte Lichtleiter 202 besteht aus einer peripheren Faser bzw. Fiber und einer zentralen Faser bzw. Fiber, welche koaxial angeordnet sind und jeweils einen Lichtstrom leiten können. Der periphere Lichtleiter ist über sein an der Einheit 201 befestigtes Ende mit der elektrolumineszierenden Diode 207 verbunden, und der zentrale Lichtleiter ist über sein

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an der Einheit 201 befestigtes Ende mit dem Phototransistor 212 verbunden. Der optische, doppelte Lichtleiter 202 besitzt ein freies Ende, das bezüglich einer Glasplatte 210 in Linie angeordnet ist. Die Glasplatte 210 weist gegenüber dem Ende des Lichtleiters 202 eine mattierte Oberfläche auf. Auf der mattierten Oberfläche wurde gegebenenfalls zuvor - je nachdem, ob es sich um eine effektive Messung oder eine Vergleichsmessung handelt - eine bestimmte Menge Sebum aufgebracht, die in der Zeichnung durch die gestrichelte Linie 211 angezeigt ist. Die Oberfläche der Glasplatte 210, welche kein Sebum aufweist, ist gegen einen Planspiegel 210a angelegt. Der von der elektrolumineszierenden Diode 207 ausgestrahlte Lichtstrom ist ein nicht monochromatischer, infraroter Lichtstrom mit einer Intensität von 40 mcd, und der Abstand zwischen dem Ende des Lichtleiters 202 und dem Planspiegel 210a beträgt 7 mm. Der Phototransistor 212 ist ein NPN-Transistor. Es ist festzustellen, daß der zuvor angegebene Abstand zwischen dem Ende des Lichtleiters 202 und dem Planspiegel 210a so gewählt ist, daß man sich in der Nähe des Maximums der Kurve befindet, welche die vom Phototransistor gelieferte Spannung als Funktion des erwähnten Abstands für einen optischen, doppelten Lichtleiter ergibt, welcher so geartet ist, wie der Lichtleiter, welcher Teil einer mit der Sender-Empfängereinheit 201 gebildeten Einheit ist und der Typenbezeichnung "S 322-3 LED" der Firma "SKAN-A-MATIC" entspricht.

Der Phototransistor 212 ist wie in Figur 4 dargestellt, geschaltet. Der Phototransistor liefert eine Spannung V . Der Kollektor ist mit der Spannungsquelle verbunden·. Die Basisverbindung wird vom Konstrukteur nicht geliefert. Der Emitter ist mit dem negativen Umkehreingang eines Operationsverstärkers 212f verbunden, dessen anderer Eingang mit der Masse verbunden ist. Der negative Eingang des Verstärkers 212f ist mit dem Aus-

4 gang über einen Widerstand 212g von ungefähr 10 Ohm verbun-

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den. Die Ausgangsspannung V des Phototransistors wird zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 212f und der Masse abgenommen.

Falls die Verbindung der Basis des Phototransistors vom Konstrul teur geliefert wird, kann man andere Schaltungsarten als in der Figur 4 dargestellt, einsetzen. Insbesondere sind in einer in Figur 2 dargestellten Variante Polarisationswiderstände 212a und 212b zwischen die Spannungsquelle +V und die Masse eingesetzt, und ihr Verbindungspunkt ist unmittelbar mit der Basis verbunden. Die Spannung V des Phototransistors wird an den Klemmen des Widerstands 212c, welcher zwischen den Emitter und die Masse eingesetzt ist, gemessen. Bei einer anderen, in Figur 3 dargestellten Variante ist die Basis des Phototransistors 212 am Verbindungspunkt der zwei Polarisationswider stände 212a und 212b wie im vorherigen Falle verbunden, und der Kollektor ist mit der Spannungsquelle verbunden. Ein Widerstand 212d, der wesentlich niedriger als die Widerstände 212a und 212b gewählt wird, ist in Serie zwischen die Basis und den Verbindungspunkt der Polarisationswiderstände 212a, 212b, eingesetzt. Ein Kondensator 212e ist zwischen den Emitter und den Verbindungspunkt der Polarisationswiderstände eingezweigt. Die vom Phototransistor gelieferte Spannung V_m wird an den Klemmen des eingezweigten Widerstands 212c zwischen der Masse und dem Emitter abgenommen.

In den drei Schaltungen, die in" den Figuren 2, 3 und 4 dargestellt sind, wird die Empfindlichkeit des Phototransistors 212 konstant gehalten, unabhängig davon, wie die Variationen des empfangenen Umgebungslichtstroms sein mögen. Hierdurch wird die Präzision der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbessert, da der vom Phototransistor gelieferte Strom genau proportional zum impulsförmigen Lichtstrom ist, welcher durch die Platte 210 durch die Transparenz durchgelassen wird.

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Die Leistunqsstufe 206 speist die elektrolumineszierende Diode, welche im periph-eren Lichtleiter einen Lichtstrom liefert. Dieser Lichtstrom wird auf die Frequenz des Oszillators 204 moduliert, wobei die Intensität des Stroms gemäß der Intensität der Rechteckspannung variiert. Der emittierte Strom wird durch den Lichtleiter 202 zur mattierten Platte 210 geleitet, durch welche er aufgrund der Transparenz hindurchgeht. Der Strom wird durch den Spiegel 210a reflektiert, durchdringt aufgrund der Transparenz wiederum die Platte 210 und tritt in den zentralen Lichtleiter ein, welcher ihn in Richtung zum Phototransistor 212 leitet.

Der vom Phototransistor 212 gelieferte Strom wird in ein Hochpaßfilter 214 geleitet. Das Filter 214 speist einen selektiven Verstärker 217, der mit einem Tiefpaßfilter verbunden ist. Man stimmt das Hochpaßfilter 214 und das Tiefpaßfilter des Verstärkers 217 so ab, daß die Durchlaßfrequenz der Frequenz des Oszillators 204 entspricht, so daß am Ausgang des Verstärkers eine sinusförmige Spannung erhalten wird, die der ersten sinusförmigen Komponente der vom Phototransistor gelieferten Rechteckspannung, die die Frequenz des Oszillators 204 hat, entspricht. Der selektive Verstärker 217 speist einen Verstärker 227, dessen Ausgang auf den Eingang einer Gleichrichterstufe 231 gegeben wird, die bewirkt, daß die beiden Halbwellen des vom Verstärker 227 gelieferten sinusförmigen Stroms als positive Halbwellen erhalten werden. Der Ausgang der Stufe 231 ist mit dem Eingang einer Filterstufe 239 verbunden. Die Filterstufe 239 ist mit einer Spannungsquelle versehen, deren Spannuni mit dem Potentiometer 245, das über die Klemme C₂ versorgt wird geregelt wird. Diese Regelung erlaubt die Einstellung eines Werts unterhalb von 2,5 Volt, wobei die Spannungen am Ausgang der Filterstufe 239 auftreten, wenn die Platte 210 kein Sebum trägt, d.h. wenn der_ovom Phototransistor 212 empfangene Lichtstrom maximal ist.

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Die von der Filterstufe 239 emittierte Spannung wird auf einen Differential verstärker 250 auf zwei Wegen übertragen: ein erste Weg ist direkt, ein zweiter Weg verläuft über einen Analog-Digi ta! und Digital-Analog-Doppelwandler 251 (unter der Bezeichnung "AD-MC 8 BC" von der Firma Datei vertrieben). Der Doppel wandler nimmt die von der Filterstufe 239 emittierte Meßspannung auf und konvertiert sie in eine in einem Speicher zu 8 Bits gespeicherte binäre Zahl. Mit Hilfe des Wandlers 251 verfügt man am Ausgang über die analoge Retranskription der gespeicherten Zahl im Speicher, und dieser Analogausgang ist mit dem Differen tialverstärker verbunden, welcher die Spannungsdifferenz zwischen den zwei Eingängen auf ein Digital voltmeter 203 gibt. Die Funktionsnormen des Wandlers 251 bedingen, daß die Spannung am Eingang eine positive Gleichstromspannung mit einem Wert unterhalb 2,5 Volt ist, wodurch die Brauchbarkeit der durch den regelbaren Widerstand 245 erhaltene Regelung erklärt wird. Die analoge Ausgangsspannung, welche vom Wandler 251 geliefert

wird, ist zu angenähert 2 gleich der Eingangsspannung, d.h. es liegt eine sehr gute Genauigkeit vor. Die Ausgangsspannung entspricht der im Wandler gespeicherten binären Zahl und bleibt somit konstant, unabhängig von Variationen der Eingangsspannung solange dem Speicher nicht aufgegeben wurde, eine der neuen Eingangsspannung entsprechende binäre Zahl zu speichern.

Der Befehl zur Aufladung des Wandlers 251 wird über einen Kontaktknopf 252 erteilt, der vom Benutzer bedient wird. Dieser Kontaktknopf löst einerseits die NuI lwerteinstellung des Zählers des Wandlers 251 und andererseits den Betrieb eines Oszillators 253 aus, welcher die Aufladung des Zählers steuert- Dies stellt den Speicher zu 8 Bits des Wandlers 251 dar. Die Aufladung wird durchgeführt, um im Speicher eine binäre Zahl zu bilden, welche der Eingangsspannung im Wandler 251 entspricht.

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Ein Komparator 254 vergleicht die Eingangsspannung mit der Ausgangsspannung des Wandlers, wobei die letztere der Beladung des Speichers entspricht. Sobald Gleichheit herrscht, stoppt der Komparator 254 den Oszillator 253. Es ist somit ersichtlich daß durch eine einfache Betätigung des Kontaktknopfes 252 die in einem gegebenen Moment aufgenommene Messung im Wandler 251 gespeichert werden kann und daß diese Spannung auf dem entsprechenden Eingang des Differential Verstärkers 250 aufrecht erhalten werden kann. Wenn in der Folge die durch die Filterstufe 239 emittierte Meßspannung von der vorherigen Spannung abweicht liefert der Differential verstärker 250 am Ausgang den Differenz wert zwischen der neuen Meßspannung und der alten Meßspannung.

Mit Hilfe der beschriebenen Anordnung ist eine automatische Nullwerteinstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich. Der Benutzer gibt eine völlig saubere Platte 210, die keinerlei Sebum enthält, in die Vorrichtung ein und betätigt den Kontaktknopf 252. Auf diese Weise wird die erhaltene Meßspannung gespeichert und auf einen der Eingänge des Differential Verstärkers 250 aufgegeben. Dann nimmt der Benutzer die Platte 210 wieder ab, entfernt die Sebumablagerung auf der mattierten Oberfläche und gibt sie wieder in die Vorrichtung ein: in diesem Fall wird der Wert der Meßspannung modifiziert. Der Differential verstärker 250 liefert zum Digital voltmeter 253 den Unterschied zwischen der neuen Spannung und der vorherigen Spannung. Die Nullpunkteinstellung der Vorrichtung erfolgt durch einfaches Betätigen des KontaktknoDfes 252. Hierdurch werden sämtliche Nachteile ver mieden, die bei der Einstellung der Vorrichtung auf eine nicht modifizierbare Anfangseinstellung herrührten, sobald eine Modifizierung der verwendeten Mattglasplatten, eine Apparateabweichung oder eine schlechte Reinigung der zur Sebumablagerung verwendeten Platten erfolgte.

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Die beschriebene Vorrichtung weist darüber hinaus sämtliche Vorteile auf, welche in der FR-PS 2 368 708 und der Zusatzanmeldung Nr. 7729193 genannt sind. Insbesondere läßt sich durch die Modulierung des emittierten Lichtstroms und die Abstimmung der Empfangsvorrichtung auf die Modulationsfrequenz jeglicher Einfluß parasitärer Emissionen aufgrund von Umgebungslicht ode Wärmequellen ausschließen. Die Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung funktioniert nur synchron mit der Ausstrahlvorrich tung für den Lichtstrom. Auf diese Weise erhält man ohne Vorkehrungen im Sinne einer Isolierung von der Umgebung eine präzise und vollständig reproduzierbare Messung.

Die zuvor beschriebene Ausführungsform ist in keiner Weise limitierend und läßt sich in jeder gewünschten Weise modifizieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Wenn insbesondere je nach der Art der eingesetzten Platte 210 das Ansprechen der Vorrichtung als Funktion der auf der Platte abgeschiedenen Sebummenge nicht linear ist, so kann man eine Korrekturvorrichtung zur Erzielung einer Linearität einbauen, so daß die Geräteansprache effektiv linear ist. Diese Korrektur vorrichtung kann im Schema der Figur 1
zwischen den Hifferentialverstärker 250 und das Digital Voltmeter 203 eingesetzt werden oder unmittelbar an den Ausgang der Filterstufe 239 positioniert werden. Dieser Einsatz einer Korrekturvorrichtung erlaubt die Verwendung von Platten 210 aus einem anderen Material als Glas, beispielsweise aus Saphir, da derartige Platten vollständig reproduzierbare Sebumaufnahmen während eines sehr langen Anwendungszeitraums gestatten.

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e e r s e

Claims

H/21 014 Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Bestimmung der von einem Hautabschnitt eines lebenden Objekts abgesonderten Sebummenge, in der eine Ausstrahl vorrichtung einen Lichtstrom in Richtung auf ein lichtdurchlässiges Element, welches zuvor in bestimmter Weise aegen den zu untersuchenden Hautabschnitt gedrückt wurde, abgibt, und in der eine Empfangsvorrichtung den von der Ausstrahl vorrichtung durch das lichtdurchlässige Element gesandten Lichtstrom mißt, wobei Auswertung der Messung dadurch geschieht, daß sie mit dem für einen Vergleichszustand der lichtdurchlässigen Probe erhaltenen Meßergebnis verglichen wird, wobei die Ausstrahl vorrichtung für den Lichtstrom einen mit einer festen Frequenz modulierten Licht strahl aussendet und die Empfangsvorrichtung für den Lichtstrom mit einem Stromkreis verbunden ist, um nur den empfangenen Lichtstrom zu messen, der die Modulationsfrequenz der Ausstrahlvorrichtung aufweist, wobei eine Meßspannung als Funktion des empfangenen Lichtstroms geliefert wird₉ dadurch gekennzeichnet, daßdie Meßspannung einer Bestimmung nach Belieben gespeichert und auf einen Differential verstärker (250) übertragen wird_a welcher sie von der Meßspannunn einer nachfolgenden Bestimmung abzieht, um die zu einer Anzeige des gemessenen Wertes führen de Spannung zu liefern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;, daß der Differential verstärker (250) mit einer die Meßspannung liefernden Klemme einerseits direkt und andererseits über eine vom Benutzer betätigte Speichereinheit verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2₈ dadurch gekennzeichnet;, daß die Speichereinheit einen Analog-Digital- und Digital-Analag-

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Doppelwandler umfaßt, dessen Eingang permanent die Meßspannung empfängt und dessen Ausgang permanent eine Vergleichsspannung liefert, welche einem gespeicherten, binären Wert entspricht, wobei der Benutzer nach Belieben den Austausch des gespeicherten Werts durch einen der erhaltenen Meßspannung entsprechenden binären Wert im Speicher bewirken kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Austausch des gespeicherten Spannungswerts im Speicher durch einen der erhaltenen Meßspannung entsprechenden Wert durch Null-Stellung eines binären Zählers unter der vom Benutzer bewirkten Impulswirkung erfolgt, wobei der Impuls einen Oszillator betätigt, welcher die Aufladung des auf Null zurückgestellten Zählers mit einer Zahl entsprechend der empfangenen Meßspannung steuert, wobei ein Komparator (254) die erhaltene Meßspannung mit der dem auf den Zähler aufgegebenen binären Wert entsprechenden Ausgangsspannung vergleicht und den Oszillator (253) blockiert, sobald Gleich Wertigkeit vorliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Benutzer erzeugte Impuls durch einen Kontaktknopf (252) geliefert wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Differential verstärker (250) ein Digitalvoltmeter (203) speist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Empfangsvorrichtung für den Lichtstrom ein Phototransistor (212) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Phototransistor (212) eine polarisierte Basis aufweist.

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welche über einen Widerstand (212b) mit der Masse und über einen anderen Widerstand (212a) mit der Spannungsquelle verbunden ist, wobei der Kollektor mit der Spannungsquelle verbunden ist und die Meßspannung an den Klemmen eines Widerstands (212c) zwischen dem Emitter und der Masse abgenommen wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt der zwei Polarisationswiderstände (212 212b) mit der Basis über einen im Vergleich zu den zwei Polarisationswiderständen wesentlich schwächeren Widerstand (212d) und mit dem Emitter über einen Kondensator (212e) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Phototransistor (212) der Kollektor mit der Spannungsquelle verbunden ist und der Emitter mit dem negativen Umkehreingang eines Operationsverstärkers (212f) verbunden ist, dessen anderer Eingang mit der Masse verbunden ist, wobei der Umkehreingang mit dem Ausgang des Operationsverstärkers über einen Widerstand (212g) verbunden ist, und die Ausgangsspannung am Ausgang des Operationsverstärkers abgenommen wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstrahl vorrichtung für den Lichtstrom eine elektrolumineszierende Diode (207) ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstrahlungsvorrichtung für den Lichtstrom und die Empfangsvorrichtung für den Lichtstrom auf gegenüberliegenden Seiten des lichtdurchlässigen Elements angeordnet sind.

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13. Vorrichtunn nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Element in einer Linie mit einem reflektierenden Organ angeordnet ist, wobei die Ausstrahl vorrichtung und die Empfangsvorrichtung jeweils in der Nähe des lichtdurchlässigen Elements an einer Stelle angeordnet sind, an der sich das lichtdurchlässige Element nicht befindet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei koaxiale optische Lichtleiter (202) aufweist, deren eines Ende jeweils mit einer Sender-Empfängereinheit (201) für den Lichtstrom und deren anderes Ende gegenüber einer mattierten Glasplatte, welche auf einen Planspiegel aufgebracht ist, in einem Abstand angeordnet ist, der im wesentlichen dem Empfangsmaximum des Lichtstroms bei gegebener Emission entspricht.

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