JP2004041819A

JP2004041819A - 体脂肪測定装置

Info

Publication number: JP2004041819A
Application number: JP2003395144A
Authority: JP
Inventors: Iwao Yamazaki; 山崎　岩男; Kimiyo Yamazaki; 山崎　貴三代
Original assignee: Ya Man Ltd
Current assignee: Ya Man Ltd
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】接触抵抗が低く、接触面積の広い親指のつけねを電極に当てて人体インピーダンスを測定する方式の携帯用の体脂肪測定装置を提供する。
【解決手段】人体インピーダンス測定回路２を内蔵し、正面にＬＣＤの表示部Ｄを設け、その下方に電源／選択キーＫ１、数字のダウンキーＫ２とアップキーＫ３、確定キーＫ４および開始／終了キーＫ５を配置してパネル面Ｐを構成する。
　そして、左右両側に段差部ａを介して電極取付面ｂを設け、これらの電極取付面ｂにそれぞれ互いに電気的に絶縁する４端子電極を構成する一方の給電側電極Ｅ１、Ｅ１と、他方の検出側電極Ｅ２、Ｅ２を上下に配列して取り付ける。
【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、人体インピーダンス測定用電極を備える携帯用の体脂肪測定装置に関する。

　体脂肪測定装置は、一対の給電側電極と検出側電極からなる４端子電極を人体に導電接触し、給電側電極に交流電圧を印加して検出側電極に生じる交流の電位差を検出して人体インピーダンスを測定する。
　そして、この人体インピーダンスの測定結果と性別、年齢、身長、体重の個人データに基づいて体脂肪率を算出する。
　携帯用の体脂肪測定装置は、一般に手のひらサイズの筐体に取り付けた電極に左右の手の指を導電接触させて両手間の人体インピーダンスを測定する。

　ところが、このとき電極に接触する指とその接触位置を常に同じにしないと、測定する度に人体インピーダンスの測定経路が変化し、また、交流電圧を印加・検出する２点間の距離も変化するので、測定値にばらつきが生じるという問題があった。
　また、正確な測定結果を得るためには、電極に接触する皮膚の接触抵抗を十分低くする必要があった。

　一方、手のひらの親指のつけねは、毛と皮脂腺がなく、広くて柔らかな母指球が丘状に盛り上っているので、この母指球を接触させて測定すると、表皮が包み込むように電極に密着して接触抵抗を十分低くすることができる。
　また、接触位置が母指球に固定されるので、人体インピーダンスの測定経路をいつも同じにすることができる。
　しかも、接触面積が広いので、給電側電極と検出側電極の２つを接近配置することにより、両方同時に接触させることができる。
　これにより、交流電圧を印加・検出する２点間の距離をいつも同じにすることができる。

　そこで本発明は、接触抵抗が低く、接触面積の広い親指のつけねを電極に当てて人体インピーダンスを測定する方式の携帯用の体脂肪測定装置を提供することを目的になされたものである。

　かかる目的を達成するために本発明は以下のように構成した。

　すなわち、請求項１の発明は、携帯可能な筐体の正面にパネル面と、
　その左右両側にそれぞれ電極取付面を設け、
　これらの電極取付面にそれぞれ人体インピーダンス測定用の給電側電極と検出側電極を上下に配列して取り付けてなる体脂肪測定装置である。

　請求項２の発明は、携帯可能な筐体の正面にパネル面と、
　その左右両側に段差部を介してそれぞれ電極取付面を設け、
　これらの電極取付面にそれぞれ人体インピーダンス測定用の給電側電極と検出側電極を上下に配列して取り付けてなる体脂肪測定装置である。

　請求項３の発明は、前記給電側電極と検出側電極をパネル面より上方に突出させてなる請求項１または２記載の体脂肪測定装置である。

　請求項４の発明は、前記段差部を弧状に湾曲させて電極取付面中央部を広く形成してなる請求項２記載の体脂肪測定装置である。

　請求項５の発明は、前記電極取付面を段差部を境に隆起させてなる請求項２記載の体脂肪測定装置である。

　請求項６の発明は、前記電極取付面を段差部を境に陥没させてなる請求項２記載の体脂肪測定装置である。

　請求項７の発明は、前記電極取付面の筐体背面にそれぞれ段差部を設けてなる請求項１または２記載の体脂肪測定装置である。

　以上説明したように、本発明の体脂肪測定装置は、筐体の正面の左右両側に設けた電極取付面にそれぞれ人体インピーダンス測定用の給電側電極と検出側電極を上下に配列して取り付ける。
　従って、本発明によれば、両腕をまっすぐ伸ばして両手で筐体を把持すると、自然に左右の手のひらの親指のつけねが電極に当たるので、柔らかく盛り上った母指球が電極表面の空気を排除してぴったり吸い付き、電極に接触する皮膚の接触抵抗を十分低くする。
　また、親指のつけねを介して測定するので、人体インピーダンスの測定経路がいつも同じになる。
　また、給電側電極と検出側電極の両方が同時に接触するので、交流電圧を印加・検出する２点間の距離がいつも同じになる。

　また、本発明の体脂肪測定装置は、給電側電極と検出側電極をパネル面より上方に突出させる。また、電極取付面の筐体背面にそれぞれ段差部を設ける。
　従って、本発明によれば、給電側電極と検出側電極が左右の手のひらの親指のつけねに食い込むように密着して接触抵抗をさらに低減する。
　また、段差部により背面に置くその他の指先が固定されて指に力が入りやすくなるので、背面の押圧力が強まり、密着度がさらに増大する。

　また、本発明の体脂肪測定装置は、段差部を弧状に湾曲させて電極取付面中央部を広く形成する。また、電極取付面を段差部を境に隆起あるいは陥没させる。
　従って、本発明によれば、親指のつけねの輪郭形状に合わせて段差を設けて親指のつけねを電極取付面に案内するので、必然的に手を置く位置が明瞭になり、電極に接触すべき親指のつけねの位置付けを容易にする。

　以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

　図１と図２に、本発明を実施した体脂肪測定装置の正面図と横断面図を示す。
　体脂肪測定装置１は、人体インピーダンス測定回路２を内蔵し、正面にＬＣＤの表示部Ｄを設け、その下方に電源／選択キーＫ１、数字のダウンキーＫ２とアップキーＫ３、確定キーＫ４および開始／終了キーＫ５を配置してパネル面Ｐを構成する。
　そして、左右両側に段差部ａを介してそれぞれ電極取付面ｂを設け、これらの電極取付面ｂにそれぞれ互いに電気的に絶縁する４端子電極を構成する一方の給電側電極Ｅ１、Ｅ１と、他方の検出側電極Ｅ２、Ｅ２を上下に配列して取り付ける。

　段差部ａは、弧状に湾曲させて電極取付面ｂの中央部を広く形成する。
　電極取付面ｂは、段差部ａを境にパネル面Ｐより低く陥没させる。
　あるいは、段差部ａを境にパネル面Ｐより高く隆起させてもよい。
　これにより、手のひらの親指のつけねを電極取付面ｂに当てやすくする。
　また、左右の給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２をパネル面Ｐより上方に突出させる。
　これにより、電極を手のひらの親指のつけねに食い込むように密着させる。

　また、図３に示すように、電極取付面ｂの筐体背面に左右の段差部ｃを設け、段差部ｃを境にして背面の左右両端に凹陥部ｄを設ける。
　これにより、背面を支持するその他の指先を係止して背面を裏側から押圧しやすくする。

　電源／選択キーＫ１は、約２秒のロングオンによる電源のオン・オフと、入力データや表示データの切換え操作を行う。
　ダウンキーＫ２は、キーを押す毎に数字を１ずつ下降させて数字を入力する。
　アップキーＫ３は、キーを押す毎に数字を１ずつ上昇させて数字を入力する。
　性別、年齢、身長、体重の個人データを入力するときは、それぞれのデフォルト値が表示され、データ入力はそれらの数値をダウンキーＫ２とアップキーＫ３で修正しながら行う。
　確定キーＫ４は、入力データの確定を行い、確定キー４が押されると次の入力に移行する。
　開始／終了キーK５は、体脂肪の測定をスタートさせる。

　図４に、人体インピーダンス測定回路のブロック図を示す。
　人体インピーダンス測定回路２は、発振器２１が生成する５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を駆動回路２２、切換スイッチ２３Ａを介して給電側電極Ｅ１、Ｅ１に供給する。

　人体インピーダンスを測定するときは、両腕を肩の高さでまっすぐ伸ばし、図５に示すように、体脂肪測定装置１の両端を手のひらで把持する。
　このとき、給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２が左右の手のひらの親指のつけねに食い込むように密着する。
　そして、その他の指先が背面の段差部ｃに係止し、裏側から手のひらの親指のつけねを押圧して密着度をさらに高める。
　これにより、左右の検出側電極Ｅ２、Ｅ２の間に交流電圧が発生し、両手間の人体インピーダンスを測定する。

　検出側電極Ｅ２、Ｅ２に発生した交流電圧を切換スイッチ２３Ａ、帯域フィルタ２４、整流回路２５、増幅器２６を介して直流電圧に変換し、波形整形、レベル調整、オフセット調整した後、Ａ／Ｄ変換器２７、Ｉ／Ｏインタフェース１６を介してＣＰＵ１４に入力する。

　人体インピーダンス測定回路２を構成する要素の経時変化や温度特性による測定誤差を修正するため、人体インピーダンスを測定する前に、検出側回路の出力特性をあらかじめ校正する。
　すなわち、２つの変量である人体インピーダンスＺと検出側回路が検出する交流電圧Ｖの関係を回帰直線Ｚ＝ｋ・Ｖ＋Ｃ０にあてはめる。
　そして、抵抗値が既知の２つの抵抗Ｒ１とＲ２の両端に、人体インピーダンスＺを測定するときと同じ所定の交流電圧を印加し、抵抗Ｒ１とＲ２の両端に発生する交流電圧Ｖを検出して回帰直線の比例定数ｋと固定定数Ｃ０を求める。

　このため、ＣＰＵ１４から制御信号を出力してＩ／Ｏインタフェース１６、切換ユニット２８、切換制御回路２９Ａを介して切換スイッチ２３Ａを切換え、駆動回路２２と帯域フィルタ２４との間に２つの抵抗Ｒ１とＲ２を接続する。
　次に、ＣＰＵ１４から制御信号を出力してＩ／Ｏインタフェース１６、切換ユニット２８、切換制御回路２９Ｂを介して切換スイッチ２３Ｂを切換え、測定対象を抵抗Ｒ１あるいは抵抗Ｒ２に切換える。

　本発明を実施した体脂肪測定装置は以上のような構成で、体脂肪を測定するときは、まず、体脂肪測定装置１を手に持って電源／選択キーＫ１とダウンキーＫ２、アップキーＫ３および確定キー４を操作して性別、年齢、身長および体重の個人データを入力する。
　次に、開始／終了キーK５を押した後、左右両側の電極取付面ｂに設けた給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２に手のひらの親指のつけねを押し当てて体脂肪の測定をスタートさせる。
　測定を開始してしばらくすると、表示部Ｄに体脂肪率が表示され、次に電源／選択キーＫ１を押すと、基礎代謝量が表示される。

本発明を実施した体脂肪測定装置の正面図である。図１の横断面図である。図１の背面図である。人体インピーダンス測定回路のブロック図である。体脂肪測定装置の測定方法の説明図である。

符号の説明

　　１　　　　　体脂肪測定装置
　　２　　　　　人体インピーダンス測定回路
　　２１　　　　発振器
　　２２　　　　駆動回路
　　２３　　　　切換スイッチ
　　２４　　　　帯域フィルタ
　　２５　　　　整流回路
　　２６　　　　増幅器
　　２７　　　　Ａ／Ｄ変換器
　　２８　　　　切換ユニット２８
　　２９　　　　切換制御回路
　　Ｄ　　　　　表示部
　　Ｅ１　　　　給電側電極
　　Ｅ２　　　　検出側電極
　　Ｋ１　　　　電源／選択キー
　　Ｋ２　　　　ダウンキー
　　K３　　　　アップキー
　　K４　　　　確定キー
　　Ｋ５　　　　開始／終了キー
　　Ｐ　　　　　パネル面
　　Ｒ１、Ｒ２　ダミー抵抗
　　ａ　　　　　段差部
　　ｂ　　　　　電極取付面
　　ｃ　　　　　段差部
　　ｄ　　　　　凹陥部

Claims

携帯可能な筐体の正面にパネル面と、
　その左右両側にそれぞれ電極取付面を設け、
　これらの電極取付面にそれぞれ人体インピーダンス測定用の給電側電極と検出側電極を上下に配列して取り付けてなる体脂肪測定装置。
携帯可能な筐体の正面にパネル面と、
　その左右両側に段差部を介してそれぞれ電極取付面を設け、
　これらの電極取付面にそれぞれ人体インピーダンス測定用の給電側電極と検出側電極を上下に配列して取り付けてなる体脂肪測定装置。
前記給電側電極と検出側電極をパネル面より上方に突出させてなる請求項１または２記載の体脂肪測定装置。
前記段差部を弧状に湾曲させて電極取付面中央部を広く形成してなる請求項２記載の体脂肪測定装置。
前記電極取付面を段差部を境に隆起させてなる請求項２記載の体脂肪測定装置。
前記電極取付面を段差部を境に陥没させてなる請求項２記載の体脂肪測定装置。
前記電極取付面の筐体背面にそれぞれ段差部を設けてなる請求項１または２記載の体脂肪測定装置。