JP2001029322A

JP2001029322A - 体重計付き体脂肪計

Info

Publication number: JP2001029322A
Application number: JP11203503A
Authority: JP
Inventors: Toru Takahashi; 孝橋　　徹; Noboru Maesumi; 昇前角
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-02-06
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: JP4142816B2

Abstract

(57)【要約】【課題】足で乗ることにより、体重を測定できるとと
もに体脂肪率を測定することもできる体重計付き体脂肪
計において、生体インピーダンスの測定に用いられる電
極のストレイキャパシティが変化することによる、生体
インピーダンスの測定が不安定になることを防ぎ、測定
精度の向上が図られた体重計付き体脂肪計を提供するこ
とである。【解決手段】両足を末端として人体の生体インピーダ
ンスを測定するための四つの電極３、４、５、６のう
ち、電極３、４を電極用固定支持部１３、１４に配置す
る。この電極用固定支持部１３、１４は、体重を測定す
るための測定台２より分離され、本体１における筐体を
なすベース金具１１に一体に取り付けられているので、
測定台２の体重測定に伴う変位に関わらず、電極３、４
を固定して支持することができる。これにより、少なく
とも、電極３、４については、測定台２の変位に影響さ
れることなく、ストレイキャパシティの変化を防ぐこと
ができるので、生体インピーダンスの測定の不安定を低
減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、体重計と一体に
組み込まれた、体重計付き体脂肪計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より健康維持の観点から体内の脂肪
率が注目されている。体脂肪率が増加すると成人病等を
引き起こすおそれがあるが、体脂肪率を測定することに
より成人病の予防を図ることができる。

【０００３】この体脂肪率を測定するための体脂肪計と
して、体重計と一体に組み込まれた体重計付き体脂肪計
がある。図７は、この体重計付き体脂肪計の一例とし
て、特公平５−４９０５０に記載されたものを示してい
る。この図７に示される体重計付き体脂肪計５０は、被
検者の体重を測定するための測定台５１の表面に、四つ
の電極５２が配設されている。

【０００４】この四つの電極は、両足を末端として被検
者の生体インピーダンスを測定するための電極であり、
人体の内部に電流を導通させるための一対の電流路形成
電極と、前記電流によって生ずる電位差を測定するため
の一対の電圧測定用電極とからなっている。

【０００５】また、体重計付き体脂肪計５０には、体脂
肪率を求める上で前記生体インピーダンスとともに必要
である被検者の個人データ（例えば、身長や性別等）を
入力するための操作部や、体脂肪率や体重値等を表示す
るための表示部が設けられる。その他、前記個人データ
や生体インピーダンスに基づいて体脂肪率の演算を行う
ための演算部等を内部に備えている。

【０００６】そして、被検者が測定台５１に乗ると、体
重が測定できるとともに、被検者の足の裏面が前記電極
５２に接触することによって生体インピーダンスの測定
も行われる。そして、被検者が操作部の操作を介して個
人データを入力すると、測定結果としての体脂肪率が表
示部に表示される。

【０００７】このような体重計付き体脂肪計によると、
被検者が測定台５１に乗ることにより、体重を測定でき
るとともに、生体インピーダンスを測定することもで
き、これらの測定結果から、体脂肪率を求めることもで
き、便利である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前記生体イン
ピーダンスを測定するにあたり、前記測定台５１の表面
に設けられる四つの電極を介して、数１０ＫＨｚ以上の
交流信号が導通される。そして、これらの電極として、
人体の皮膚との間での接触抵抗を低減するべく、広い面
積のものが用いられる。従って、これら電極と、各支持
構造をなす導体部分等のうち電極と対向する関係にある
部分との間で、いわゆるストレイキャパシティと呼ばれ
る静電容量が形成されることになる。

【０００９】このストレイキャパシティと、電極周辺の
構造との関係について説明する。測定台に設けられる電
極と、電極周辺の固定された導体部分との対向面積およ
び距離の平均をそれぞれＳ、Ｄ、真空の誘電率をε₀、
周囲に存在する例えば、樹脂や空気の総合的な比誘電率
をε_Sとすると、ストレイキャパシティＣ_Sは、（１）
式のように表される。

【００１０】Ｃ_S＝（ε₀・ε_S・Ｓ）／Ｄ（１）一方、前記測定台５１は、内部のロードセル弾性体に直
接に取り付けられて支持されたり、一旦レバーに取り付
けられ、レバーを介してコイルバネで支持される構造と
なっている。そして、被検者が測定台５１に乗ると、こ
れらロードセル弾性体やコイルバネが測定台５１ととも
に変位することによって、体重が測定される。かかる測
定台５１が変位する動きとして、被検者の体重の付加に
よる上下方向の変位の他、測定台５１上の被検者の直立
姿勢時のふらつきによって生ずる弾性体の捻れによる、
左右の揺れや回転変位をも生ずる。

【００１１】従って、測定台５１の上に乗って生体イン
ピーダンスの測定を行うと、前記測定台５１の変位に伴
うストレイキャパシティの変化を生じ、その変化が生体
インピーダンスの測定に影響を与える。そして、このス
トレイキャパシティの変化は、上記（１）式より分かる
ように、上記Ｄに対する測定台の変位によって決まる。

【００１２】そして、この体重計付き体脂肪計は可能な
限り薄型に設計されるが、今後より薄型とされる傾向が
強まると考えられ、生体インピーダンスの測定に対する
前記ストレイキャパシティの変化がより強く影響するこ
とになると考えられる。

【００１３】さらに、日常の生活様式を考慮すると、こ
のような体重計付き体脂肪計が測定にとって好ましい状
態に管理されることは稀であり、前記測定台の表面が濡
れたり汚れたりすることが多い。特に、人間にとって足
の裏の管理は容易でないが、従来の構造では、常時広い
面積で濡れたり汚れた足の裏が接触することになり、生
体インピーダンスの測定に対する誤差を生じ易い。

【００１４】そこで、本発明は、生体インピーダンスの
測定を安定して行うことができ、測定精度の向上が図ら
れた、体重計付き体脂肪計を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明にかかる体重計付き体脂肪計は、被検者の左
足と右足とに対応させて各一つづつ配設され被検者の人
体内部に電流を導通させるための一対の電流路形成電
極、および被検者の左足と右足とに対応させて各一つづ
つ配設され前記電流によって生ずる人体の二点間の電位
差を測定するための一対の電圧測定用電極からなり、両
足を末端とする人体の生体インピーダンスを測定するた
めの電極群と、被検者が表面に足で載ることによって体
重を測定することができ、該体重の測定に伴って変位を
生ずる測定台が設けられた本体とを備え、足で載ること
によって、体重を測定できるとともに、足の裏側を前記
電極群に接触させることによって前記生体インピーダン
スを測定できるようにされており、前記測定台から分離
されており、前記本体における筐体をなすいずれかの部
分と一体をなし、前記電極の少なくとも一つが表面に配
設される電極用固定支持部が設けられている（請求項
１）。

【００１６】本発明の体重計付き体脂肪計は、前記生体
インピーダンスの測定のための電極群に含まれる四つ電
極のうち、少なくとも一つが前記電極用固定支持部に配
設されている。そして、この電極用固定支持部は、前記
本体における測定台以外の筐体をなすいずれかの部分と
一体をなすように設けられている。従って、電極用固定
支持部は、本体の筐体部分に固定されているので、体重
の測定に伴い前記測定台の変位を生じても、該測定台の
変位する動きと無関係である。これにより、電極用固定
支持部に配設される電極については、ストレイキャパシ
ティの変化を生ずることがないので、該ストレイキャパ
シティの変化に伴う生体インピーダンスの測定の不安定
を低減させることができ、該測定の精度を高めることが
できる。

【００１７】前記電極群に含まれる電極のうち、電極用
固定支持部に配設される電極以外の電極については測定
台に配設される。

【００１８】また、電極用固定支持部は測定台から分離
されるので、被検者が体重を測定するべく測定台に乗っ
ても、電極用固定支持部に配設された電極（以下、「固
定電極」ともいう）には足の裏側を接触しないようにで
きる。

【００１９】これにより、固定電極については、生体イ
ンピーダンスを測定する時に限って足の裏を接触させる
ようにすればよいので、長時間にわたって固定電極に足
の裏を接触させる必要がない。従って、被検者の足の裏
が汚れていたり濡れていても、固定電極については、足
の裏を長時間にわたって接触させることに伴う濡らした
り汚したりすることを低減することができる。これによ
り、生体インピーダンスの測定誤差を低減することがで
きる。

【００２０】そして、前記電極用固定支持部について、
該電極用固定支持部に配設される電極を前記測定台の前
方に位置するように設け、かつ、その表面が前記測定台
の表面と略同一の位置又は低い位置となるように設ける
ことができる（請求項２）。

【００２１】これにより、被検者は、生体インピーダン
スの測定を行うにあたり、測定台の前方の電極用固定支
持部に配設された電極への足の裏側の接触を、足の指の
裏側の接触によることができる。そして、固定電極につ
いては、該電極に対応する足の指の裏側を接触させるか
接触させないかを、かかる足の指を必要に応じて伸ばし
たり折り曲げたり反らせたりすることによって、容易に
選択することができる。

【００２２】しかも、測定台に乗って体重を測定する通
常の姿勢を維持したまま、生体インピーダンスを測定し
たい時に、前記足の指を接触させるようにすればよい。

【００２３】そして、測定台の前方に固定電極を設ける
ようにすることにより、該固定電極と測定台に配設され
る電極との沿面距離を長くすることができるので、かか
る電極間に不要な静電容量や低インピーダンス回路が形
成されることを防ぐことができる。これにより、生体イ
ンピーダンスの測定を安定にすることもできる。

【００２４】そして、前記電極用固定支持部を、その表
面が前記測定台の表面より低い位置となるように設ける
こともできる（請求項３）。この場合には、生体インピ
ーダンスを測定するにあたり、固定電極に対応する足の
指を下方に折り曲げるようにすることによって、該足の
指の裏側を固定電極に接触させることができる。

【００２５】また、被検者の足の左右に対応させて一対
の前記電極用固定支持部を配設し、該左右の足に対応す
る電極用固定支持部の各々に少なくとも一つの電極を配
設することもできる（請求項４）。これにより、電極用
固定支持部の左右の足の各々に対応する部分に配設され
る電極の各々に、左右の足の指の裏側を接触させて生体
インピーダンスを測定することができる。

【００２６】また、前記電極用固定支持部に配設される
電極に、電圧測定用電極を含める構成とすることができ
る（請求項５）。生体インピーダンスの測定するにあた
り、前記電圧測定用電極に接続される人体の電位差を測
定するための回路は、一般にインピーダンスが高い。そ
のため、電圧測定用電極に対するストレイキャパシティ
は、生体インピーダンスの測定により影響を与え易い。
従って、電圧測定用電極を電極用固定支持部に配設して
固定して支持することにより、そのストレイキャパシテ
ィの変化に伴う生体インピーダンスの測定に対する影響
を防ぐことができる。そして、前記一対の電圧測定用電
極を、ともに前記一対の電極用固定支持部に設けると
（請求項６）、より生体インピーダンスの測定を安定に
することができる。

【００２７】また、前記電極群に含まれる四つの電極の
全てを前記一対の電極用固定支持部に設けるようにする
と（請求項７）、全ての電極について、ストレイキャパ
シティが変化することによる影響を防ぐことができる。

【００２８】また、前記電極用固定支持部が測定台の前
方に設けられる場合について、前記電極用固定支持部に
配設される電極を、操作キーと兼用することもできる
（請求項８）。この場合には、電極用固定支持部に配設
される電極は、被検者が測定台に乗った通常の姿勢で、
足の指を接触させることができる。そして、該電極を操
作キーと兼用することにより、該電極を足の指で操作で
きるので、被検者は測定台に乗った通常の姿勢を維持し
つつ、操作を進めることが可能になる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１乃至図６に基づいて説明する。

【００３０】図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る
体重計付き体脂肪計１０を上方より眺めた平面図であ
る。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＩ−Ｉ線
矢視図である。体重計付き体脂肪計１０は、体重計を含
んでなる本体１に、体脂肪計として機能する各種の部材
が一体に組み込まれた構成とされている。

【００３１】本体１は、体重を測定するための測定台２
を備えている。そして、本体１の内部には、図１に図示
されないロードセルが設けられており、測定台２の表面
の上に載置された物の重量を検出できるようになってい
る。そして、被検者が測定台２の表面に両足で載ると、
被検者の体重に応じて測定台２の変位を生ずるととも
に、ロードセルの変位を生じて体重を測定できる。ま
た、測定台２の表面には、後に説明する電極５、６が配
設されている。

【００３２】また、本体１には、操作部７及び表示部８
が配設されている。操作部７は、これを操作することに
よって、体脂肪率を求める上で必要な被検者の個人デー
タを入力できるようになっており、個人データの入力に
必要な多くの操作キーを備えている。この個人データに
は被検者の身長データや性別や年齢等がある。なお、こ
の個人データのうち、被検者の体重データについては、
この本体１によって測定されたものが用いられるように
されている。

【００３３】そして、操作部７には、操作キーとして、
個人データの項目の選択を行うための選択キーや数値デ
ータを入力するための数値キー等も備わっている。ま
た、操作部７に備わる操作キーの操作によって、体脂肪
計１０の電源オン（ＯＮ）やオフ（ＯＦＦ）の他、体重
の測定と生体インピーダンスの測定を切り替えたり、生
体インピーダンスの測定を開始することもできるように
なっている。

【００３４】表示部８には、前記操作部７を介して入力
された各種のデータが表示され、また最終的な測定結果
としての体脂肪率の他、本体１によって測定された体重
も表示される。

【００３５】また、電極を配設するための一対の電極用
固定支持部１３、１４が、測定台２に対する前方におけ
る左右に設けられている。そして、電極用固定支持部１
３には電極３が配設されており、電極用固定支持部１４
には電極４が配設されている。

【００３６】電極用固定支持部１３、１４は、本体１に
おける筐体の一部をなすベース金具１１に、一体をなす
ように取り付けられている。そして、電極用固定支持部
１３、１４は、上記体重測定に伴う測定台２の変位に関
わらず、常に固定して支持される。

【００３７】また、電極用固定支持部１３、１４は、そ
の表面が測定台２の表面より低い位置となるように設け
られている。これにより、電極用固定支持部１３、１４
に設けられる電極３、４の表面が、測定台２の表面より
低い位置となるようにされている。

【００３８】そして、前記電極３、４、５、６からなる
電極群は、これらに被検者の人体を接触させることによ
って被検者の生体インピーダンスを測定するためのもの
である。これら電極群は、人体の内部に電流を導通させ
るための一対の電流路形成電極と、該電流によって生ず
る電位差を測定するための一対の電圧測定用電極とから
なっている。

【００３９】この体脂肪計１０にあっては、被検者が測
定台２の上に乗ることによって体重を測定できるととも
に、前記電極３、５を左足の裏に接触させ、前記電極
４、６を右足の裏に接触させることにより、両足を末端
とする生体インピーダンスを測定することもできる。

【００４０】そして、電極５、６については、図１に示
されるように、左足の踵部分および右足の踵部分に安定
して接触させ得るように配設されている。また、電極
３、４については、足の指を折り曲げるようにすること
によって（図１（ｂ）、矢印２０参照）、足の指の裏側
を接触させることができる。即ち、電極３、４が配設さ
れる電極用固定支持部１３、１４の表面は測定台２の表
面より低い位置にあるので、足の指を伸ばした通常の状
態で測定台２の上に乗っても、電極３、４に足の指の裏
を接触させることはできない。これにより、被検者の足
の裏が濡れていたり汚れている場合に、体重の測定に伴
って足の裏が電極に接触したままとなることによって生
ずる電極が濡れたり汚れたりすることを、電極３、４や
その周辺については低減することができる。

【００４１】この図１では、より好ましい例として電極
用固定支持部１３、１４を測定台２より低い位置とする
例を図示しているが、電極用固定支持部１３、１４の表
面と測定台２とを略同一の高さとなるようにするのであ
っても構わない。この場合でも、測定台２に乗って体重
を測定するに際して、足の指を上方に反らせるようにす
ることにより、電極３、４に足の指が接触しないように
できるからである。

【００４２】このように、電極３、４やその周辺が濡れ
たり汚れたりすることを低減することによって、該電極
３、４が濡れる等の状態となることに伴う生体インピー
ダンスの測定に対する誤差を低減し、生体インピーダン
スの測定を安定化させ測定精度を高めることができる。

【００４３】また、この体脂肪計１０では、電極用固定
支持部１３に設けられる電極３と、電極用固定支持部１
４に設けられる電極４とが左右に離間して設けられるの
で、電極３と４との沿面距離が長くなっている。また、
電極３、４は、測定台２に設けられないので、測定台２
に設けられる電極５、６との間で沿面距離が長くなって
いる。これにより、各電極間に不要なキャパシタンスが
形成されにくくなっている。

【００４４】また、電極用固定支持部１３、１４に配設
する電極３、４として、後に説明するように、電圧測定
用電極を優先するのが好ましい。

【００４５】なお、この図１では、左足用の電極用支持
部１３に電極３を設け、右足用の電極用固定支持部１４
に電極４を設ける例を示したが、四つの電極のうちの一
の電極を電極用固定支持部に設けるのであっても構わな
い。電極のいずれか一つでも固定して支持することによ
り、四つの電極の全てを測定台２に配設する場合に比
べ、生体インピーダンスの測定を安定させ得るからであ
る。

【００４６】また、電極用固定支持部１３、１４に配置
された電極３、４を、操作キーと兼用する構成とするこ
ともできる。即ち、測定台２に対する前方の電極用固定
支持部１３、１４に設けられる電極３、４を操作キーと
しても用い得るようにし、該操作キーとしての電極３、
４を足の指によって押圧操作できるようにするのであ
る。これにより、被検者は、測定台２に立って体重を測
定する通常の姿勢のままで、操作キーである電極３、４
を足の指によって操作することができる。

【００４７】この電極を操作キーと兼用するための構造
として、例えば、電極用固定支持部１３、１４の内部に
押し下げスイッチの機構を持つ部材を取り付け、その最
上部分に電極３、４が位置する構成とすることができ
る。そして、かかるスイッチ機構を設けるにあたり、電
極３、４とスイッチの接点金属面との距離を十分保つよ
うにすると、電極３、４のストレイキャパシティの変化
を抑えることができる。

【００４８】図２は、電極３、４が操作キーと兼用され
る体重計付き体脂肪計の一構成例を示す図である。この
図２に示される体重計付き体脂肪計３０にあっては、前
記体重計付き体脂肪計１０における操作部７が設けられ
ず、体重の測定や体脂肪の測定に必要な操作を、電極
３、４に対する操作によって行えるようにされている。

【００４９】次に、電極３、４を操作キーと兼用する場
合の、操作の構成の一例について以下に説明する。電極
３、４が操作されない状態では、体重測定表示モードと
し、表示部８には体重値が表示されるようにする。そし
て、その後も電極３、４が操作されない場合には、表示
部８には体重値が表示されるようにする。そして、この
体重測定表示モードでは、最新の安定した体重値が常に
定期的に、後に説明するメモリ２５内のレジスタに自動
的にストアされ更新されるようにし、被検者が測定台２
に乗って静止すると、自動的に体重値がメモリ２５に記
憶されるようにする。

【００５０】次に、両足の指により電極３、４を同時に
押し下げると、表示部８の表示が体脂肪率の表示に変更
され固定されるようにする。また、いずれか一方の電極
を足の指で押して行くと、表示内容の切り替えと表示桁
指定ができるようにする。例えば、設定年齢、性別、肥
満度、体重、体脂肪率と切り替え表示を循環的にできる
ようにする。そして、年齢表示になったときは、最初の
指定が１０の桁にあり、続いて押すと１の桁の指定に替
わり、さらに押すと次の表示項目設定、例えば、１桁で
表される性別に変わるようにする。

【００５１】一方、設定値の変更については、他方の足
の指を使い、対応する方の電極を順に押して行くと、指
定された桁の数字が０から１、２、・・・と順に９まで
上がり０へ戻るようにする。

【００５２】このように、電極３、４と操作キーとを兼
用する構成を採用することにより、被検者は、体重を測
定するために測定台２に通常に立つ姿勢を特に変えるこ
となく、電極３、４にこれと対応する左右の足の指を重
ねて立ち、該足の指による操作により、必要なデータ設
定と、表示内容の切り替えと、体重の測定と、体脂肪の
測定のための動作を実施できる。これにより、手の指に
よってデータ設定したり、表示項目を設定する等する必
要がなく、操作性の向上を図ることができる。

【００５３】また、前記電極群に含まれる電極の全てを
電極用固定支持部１３、１４に配設するようにしてもよ
い。即ち、図３に示されるように、左足に対応する電極
３、５を電極用固定支持部１３に配設し、右足に対応す
る電極４、６を電極用固定支持部１４に配設することも
できる。

【００５４】図３（ａ）に示される場合については、測
定台２に乗るとともに、左足の親指を電極３、５に接触
させ、右足の親指を電極４、６に接触させることによっ
て生体インピーダンスを測定することができる。また、
図３（ｂ）に示される場合については、測定台２に乗る
とともに、例えば、左足の親指を電極３に接触させ親指
以外の指を電極５に接触させ、右足の親指を電極４に接
触させ親指以外の指を電極６に接触させることにより、
生体インピーダンスを測定することができる。

【００５５】この図３に示されるように、四つの電極の
全てを電極用固定支持部に設けると、全ての電極につい
て、体重測定に伴う測定台２の動きに影響されなくでき
るので、生体インピーダンスの測定をより安定にするこ
とができる。

【００５６】また、四つの電極の全てを電極用固定支持
部１３、１４に配置する場合において、これら電極を前
記操作キーと兼用する構成としてもよい。この場合に、
例えば、片足側の二つの電極のうち、親指側を表示切り
替え用とし、小指側を体脂肪率測定用とするようにして
もよい。

【００５７】次に、図４により、体脂肪計１０におけ
る、その操作に伴う信号処理のブロックについて説明す
る。体脂肪率を求めるための各種の演算は、ＣＰＵ２４
とメモリ２５とによって行われる。メモリ２５には、操
作部７に備わる操作キーの操作を介して入力された個人
データが記憶され、図示されないロードセルにより出力
された体重データも記憶されるようになっている。ま
た、前記電極が操作キーと兼用される場合には、該電極
からの操作入力は、操作キーによる入力として処理され
るようにされている。

【００５８】また、メモリ２５には、後に図５により説
明する定電流回路より人体に供給される電流値が記憶さ
れており、また、電位差測定回路により測定される人体
の電圧値が記憶されるようにもなっている。なお、電位
差測定回路により測定された電圧値がメモリ２５に記憶
されるにあたり、Ａ／Ｄ変換器２７によってディジタル
データとされる。また、メモリ２５には、生体インピー
ダンスや個人データに基づく、体脂肪率を求めるために
必要な各種の演算式や係数等も記憶されている。

【００５９】そして、メモリ２５に記憶された上記各種
のデータや測定値は表示部８に表示される。なお、上記
各データや測定値をＣＰＵ２４やメモリ２５により処理
するための入出力は、入出力装置（Ｉ／Ｏ）２６を介し
て行われる。

【００６０】次に、本発明の体重計付き体脂肪計に備わ
る、生体インピーダンスを測定するための回路の例につ
いて、図５に基づいて説明する。図５において、Ｚは測
定したい人体のインピーダンスを表している。また、Ｒ
Ｘ１、ＲＸ２、ＲＹ１、ＲＹ２は、各々、前記電極群の
各電極と人体の皮膚表面との間の接触抵抗を表す。

【００６１】図５に示される回路において、端子ＴＭ
５、ＴＭ６（ＴＭ５、ＴＭ６に接続される各電極）を介
して、ＡＭＰ２によって人体（インピーダンスＺ）に定
電流を供給する部分が定電流回路を構成する。ＡＭＰ２
は、人体（インピーダンスＺ）を経由して流れる電流を
リファレンス抵抗Ｒ_Fへ流し、電圧の形で検出する。Ａ
ＭＰ２の別の一端Ｐには一定電圧Ｖ_Pが与えられてお
り、ＡＭＰ２は、ＺやＲＸ１、ＲＹ１等が変化しても、
Ｐ点の電圧とＲ_Fの両端の電圧Ｖ_RFが常に等しくなるよ
うに出力電圧を制御する。これにより、人体に一定の電
流Ｉ０を導通させ得るようになっている。ＡＭＰ２より
出力される他の電流の部分Ｉ１については、後に、スト
レイキャパシティＣ_Sa2の変化が出力電圧Ｖ₀に対して
及ぼす影響に関する説明において説明する。

【００６２】また、図５の回路において、ＡＭＰ１と、
ＡＭＰ１に接続される抵抗Ｒ１、Ｒ２とを備え、端子Ｔ
Ｍ３、ＴＭ４（ＴＭ３、ＴＭ４に接続される各電極）を
介して人体の電位差を検出する部分が電位差測定回路を
構成する。この電位差測定回路により、端子ＴＭ３、Ｔ
Ｍ４間の電位差（インピーダンスＺによる電位差）が、
ＡＭＰ１で増幅されＱ点の電圧値Ｖ₀として出力され
る。

【００６３】Ｒ１、Ｒ２の抵抗値として、ＡＭＰ２より
出力される電流の大部分がインピーダンスＺを経由して
Ｒ_Fへ流れ込むように、かつ、端子ＴＭ３による電圧の
検出にあたって等価入力抵抗がほぼＲ１で一定となりＲ
Ｙ１、ＲＹ２の変化による影響を受けないように、Ｚに
対して十分大きい抵抗値が選ばれる。このように、接触
抵抗値の変化の影響を受けないように回路定数を選び、
インピーダンスＺにほぼ一定電流が流れるようにすると
ともに、インピーダンスＺの両端の電位差をＴＭ３、Ｔ
Ｍ４間の電位差とほぼ等しく測定できるようにされてい
る。そして、電流値が一定であると、人体のインピーダ
ンスＺの変化を、端子ＴＭ３、ＴＭ４間の電位差に比例
する形にして、ＡＭＰ１の出力端である点Ｑにおける電
圧値Ｖ₀の変化として出力させることができる。

【００６４】また、図５に示される回路において、Ｃ
_Sa1は端子ＴＭ５に接続される電極と対向するロードセ
ル等の金属体との間のストレイキャパシティであり、Ｃ
_Sa2は端子ＴＭ３に接続される電極と対向する前記金属
体との間のストレイキャパシティであり、Ｃ_Sb1は端子
ＴＭ６に接続される電極と対向する前記金属板との間の
ストレイキャパシティであり、Ｃ_Sb2は端子ＴＭ４に接
続される電極と対向する前記金属板との間のストレイキ
ャパシティである。

【００６５】図５に示される回路において、定電流回路
の端子ＴＭ５、ＴＭ６から見た対地インピーダンスは低
く、電位差測定回路の端子ＴＭ３、ＴＭ４から見た対地
インピーダンスは高い。そのため、端子ＴＭ３、ＴＭ４
から見た回路に対するストレイキャパシティＣ_Sa2、Ｃ
_Sb2の変化に伴う影響は、端子ＴＭ５、ＴＭ６から見た
回路に対するストレイキャパシティＣ_Sa1、Ｃ_Sb1の変
化に対する影響よりも大きい。

【００６６】例えば、端子ＴＭ６に接続される電極のス
トレイキャパシティＣ_Sb1が変化しても、Ｃ_Sb1の交流
インピーダンスに比べてＲ_Fが小さいので、ストレイキ
ャパシティＣ_Sb1の変化に伴う、生体インピーダンスの
測定に対する影響は少ない。

【００６７】従って、ストレイキャパシティが変化する
ことによる生体インピーダンスの測定に対して及ぼす影
響を少なくする観点から、電極用固定支持部１３、１４
に配設する電極３、４として、端子ＴＭ３、ＴＭ４に接
続される電圧測定用電極を優先するのが好ましい。

【００６８】ここで、測定台２に電極を設けた場合につ
き、該電極が測定台２とともに変位することに伴うスト
レイキャパシティの変化による、ＡＭＰ１の出力電圧値
Ｖ₀に対する影響について、以下に具体的な構造の例を
与え、これに対する評価を行う。

【００６９】図６は、測定台２の電極が設けられる部分
の周辺について詳しく示す断面図である。図６におい
て、Ｅは電極板であり、Ｆは絶縁樹脂フィルムであり、
Ｇ１は測定台２の鉄板であり、Ｇ２は秤のロードセル等
の金属体である。絶縁フィルムＦの厚みをｄ１、鉄板Ｇ
１の厚みをｔ、鉄板Ｇ１と秤の固定部の金属体Ｇ２との
間隙をｄ２とすると、電極板Ｅと金属体Ｇ２との間の静
電容量Ｃは、（２）式で与えられる。

【００７０】Ｃ＝（ε０・Ｓ）／（ｄ１／εｓ＋ｄ２）（２）（２）式において、ε０は、真空の誘電率であり、8.85
×10^-12である。εｓは樹脂フィルムの比誘電率である
が、一般的に樹脂フィルムとしてεｓが５程度のものが
用いられる。また、（２）式において、Ｓは、電極Ｅ
と、これに対向するロードセル等の固定部の金属体Ｇ２
の面積である。

【００７１】樹脂フィルムＦは極めて薄いので、（２）
式におけるｄ１／εｓは無視できる。

【００７２】秤の超薄型化は今後ますます進むので秤に
内蔵されているロードセル等固定部金属体Ｇ２と秤の測
定台２の金属板Ｇ１とは極めて接近した設計となる傾向
がある。この距離ｄ２は使用者の体重差によるロードセ
ルの撓み量の大小によって異なる。仮に、体重の軽い人
の場合についてｄ２＝０．８ｍｍ、体重の重い人の場合
についてｄ２＝０．４ｍｍであるとする。

【００７３】ｄ２＝０．８ｍｍである場合について、
（２）式より求められる静電容量をＣ８とすると、Ｃ８
＝１０ｐＦ（ピコファラッド）となる。また、ｄ２＝
０．４ｍｍである場合について、（２）式より求められ
る静電容量をＣ４とすると、Ｃ４＝２０ｐＦ（ピコファ
ラッド）となる。これらＣ８、Ｃ４は、ｄ２＝０．８ｍ
ｍ、ｄ２＝０．４ｍｍである各々の場合の、ストレイキ
ャパシティとなる。

【００７４】次に、ストレイキャパシティが被検者の体
重の違いや使用中のふらつきによって上記Ｃ４とＣ８と
の間で変化した場合に、Ｑ点の出力電圧Ｖ₀に生ずる影
響について、図５の回路に基づいて検討する。図５の回
路において、端子ＴＭ３に接続される電極が測定台２と
ともに変位したとし、これによってストレイキャパシテ
ィＣ_Sa2が変化した場合を考える。

【００７５】図５の回路において、ＡＭＰ２より電流Ｉ
０＋Ｉ１が出力され、Ｉ０が体内のインピーダンスＺへ
流れ、Ｉ１がＲＸ１を経由してＡＭＰ１の入力点へ流れ
込むとする。Ｉ０は大部分抵抗Ｒ_Fへ流れ込み、一定量
になるようにＡＭＰ２で制御されるので、接触抵抗ＲＹ
１の変化やストレイキャパシタＣ_Sa2の変化で影響され
て増減するのはＩ１の成分である。

【００７６】図５において、仮にＩ０＝０とし、Ｉ１が
ＲＹ１を通った後にＩ２とＩ４とに分流するとし、ＡＭ
Ｐ１のフィードバック電流をＩ３とすると、以下の関係
式、（３）、（４）、（５）が成立する。

【００７７】Ｉ２＋Ｉ３＝０（３）Ｖｉ＝Ｒ１・Ｉ２（４）Ｖ₀＝Ｒ３・Ｉ３＝−Ｒ３・Ｉ２＝（−Ｒ３／Ｒ１）・Ｖｉ（５）各素子の交流インピーダンスについて、Ｚ０＝ＲＸ１＋
ＲＹ１、Ｚ１＝Ｒ１、Ｚｃ＝１／ωＣ＝１／２πｆＣ、
と表す（Ｃは（２）式のストレイキャパシティを表す、
ｆは印加される交流の周波数を表す）。

【００７８】ＡＭＰ１への電流Ｉ２は、（６）式のよう
に表される。

【００７９】Ｉ２＝［Ｚ２／｛Ｚ０・（Ｚ１＋Ｚ２）＋Ｚ１・Ｚ２｝］・Ｖｉ（６）ここで、Ｒ１＝１００ＫΩ、接触抵抗値Ｚ０＝ＲＸ１＋
ＲＸ２＝１ＫΩ、交流周波数ｆ＝１００ＫＨｚとし、Ｃ
８＝１０ｐＦ、Ｃ４＝２０ｐＦの各々の場合について、
Ｉ２を（６）式より求める。Ｃ８＝１０ｐＦの場合につ
いてＩ２＝9.84×１０^-6Ｖｉとなり、Ｃ４＝２０ｐＦの
場合についてＩ２＝9.78×１０^-6Ｖｉとなる。なお、求
められた電流Ｉ２の単位は、電圧Ｖｉの単位がＶ（ボル
ト）であれば、Ａ（アンペア）が対応する。

【００８０】そして、ストレイキャパシティＣ_Sa2が上
記Ｃ８とＣ４との間で変化することに伴うＡＭＰ１への
入力電流の変化する割合、即ち出力電圧Ｖ₀の変化する
割合は、上記Ｉ２の変化の割合より、（9.84−9.78）／
9.84＝１／１６４となる。この変化の割合は、被検者の
体重やふらつきによる測定台２の変位によって変化し、
体内インピーダンスの測定値を変化させることになる。

【００８１】本発明にあっては、前記図１、図３に基づ
き説明したように、測定台２に配設される電極を少なく
し、特に、前記ＴＭ３、ＴＭ４に接続される電極を優先
的に電極用固定支持部１３、１４に配置するようにする
ので、測定台２の変位に伴うストレイキャパシティの変
化による、体内インピーダンスの測定への影響を低減す
ることができる。これにより、生体インピーダンスの測
定を安定して精度良く行うことが可能である。

【００８２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明にかかる
体重計付き体脂肪計によると、生体インピーダンスを測
定するための電極に対するストレイキャパシティの変化
に伴う、生体インピーダンスの測定に対する影響を低減
することができる。また、電極が濡れたり、汚れたりす
ることを低減することもできる。これにより、生体イン
ピーダンスの測定の安定を図ることができ、その測定精
度を高めることができるという効果を奏する。

【００８３】また、本発明の体重計付き体脂肪計による
と、生体インピーダンスを測定するための電極が操作キ
ーと兼用される構成であるので、体重の測定や体脂肪を
測定するための操作について、手によることなく足の指
によって行うこともでき、体重を測定するための通常に
立った姿勢のままでの操作が可能であり、操作し易いと
いう効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明にかかる体重計付き体脂肪計の平
面図である。（ｂ）図１（ａ）における、Ｉ−Ｉ線矢視図である。

【図２】体重計付き体脂肪計の一構成例を示す平面図で
ある。

【図３】電極用固定支持部に電極を配設する例を示す図
である。

【図４】本発明にかかる体重計付き体脂肪計の信号処理
に係るブロック図である。

【図５】生体インピーダンスを測定するための回路を示
す回路図である。

【図６】電極が設けられた測定台の電極周辺の構造の例
を示す図である。

【図７】従来の体重計付き体脂肪計の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１本体２測定台３、４、５、６（生体インピーダンスを測定するため
の）電極７操作部８表示部１０体重計付き体脂肪計１３電極用固定支持部（左足用）１４電極用固定支持部（右足用）２４ＣＰＵ２５メモリ２６入出力装置（Ｉ／Ｏ）２７Ａ／Ｄ変換器３０体重計付き体脂肪計５０（従来の）体重計付き体脂肪計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G028 AA01 AA04 BC07 CG07 CG08 DH05 DH14 FK01 GL07 HN01 HN11 LR02 MS03 4C027 AA06 CC00 EE01 KK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検者の左足と右足とに対応させて各一
つづつ配設され被検者の人体内部に電流を導通させるた
めの一対の電流路形成電極、および被検者の左足と右足
とに対応させて各一つづつ配設され前記電流によって生
ずる人体の二点間の電位差を測定するための一対の電圧
測定用電極からなり、両足を末端とする人体の生体イン
ピーダンスを測定するための電極群と、被検者が表面に足で載ることによって体重を測定するこ
とができ、該体重の測定に伴って変位を生ずる測定台が
設けられた本体とを備え、足で載ることによって、体重を測定できるとともに、足
の裏側を前記電極群に接触させることによって前記生体
インピーダンスを測定できるようにされている、体重計
付き体脂肪計であって、前記測定台から分離されており、前記本体における筐体
をなすいずれかの部分と一体をなし、前記電極の少なく
とも一つが表面に配設される電極用固定支持部が設けら
れたことを特徴とする、体重計付き体脂肪計。
【請求項２】前記電極用固定支持部は、該電極用固定
支持部に配設される電極が前記測定台の前方に位置する
ように設けられ、かつ、その表面が前記測定台の表面と
略同一の位置又は低い位置となるように設けられている
ことを特徴とする、請求項１に記載の体重計付き体脂肪
計。
【請求項３】前記電極用固定支持部は、その表面が前
記測定台の表面より低い位置となるように設けられてい
ることを特徴とする、請求項２に記載の体重計付き体脂
肪計。
【請求項４】被検者の足の左右に対応させて一対の前
記電極用固定支持部が配設され、該左右の足に対応する
電極用固定支持部の各々に少なくとも一つの電極が配設
されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の
体重計付き体脂肪計。
【請求項５】前記電極用固定支持部に配設される電極
に、電圧測定用電極が含まれることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の体重計付き体脂肪計。
【請求項６】前記一対の電圧測定用電極が、ともに前
記一対の電極用固定支持部に設けられることを特徴とす
る請求項４に記載の体重計付き体脂肪計。
【請求項７】前記電極群に含まれる四つの電極の全て
が、前記一対の電極用固定支持部に設けられることを特
徴とする請求項６に記載の体重計付き体脂肪計。
【請求項８】前記電極用固定支持部に配設される電極
が、操作キーと兼用されることを特徴とする請求項２乃
至７のいずれかに記載の体重計付き体脂肪計。