JP2008057988A

JP2008057988A - デジタル重量計

Info

Publication number: JP2008057988A
Application number: JP2006231727A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Sakai; 良雄酒井
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2008-03-13
Also published as: EP1895281A2; US20080059097A1; EP1895281A3; CN100562719C; CN101135587A; US7596453B2

Abstract

【課題】サンプリングデータのばらつきの程度に応じて目量を切り替え、前記切り替えられた目量に基づいた、信頼性の高い重量値を得られる重量計を提供する。
【解決手段】所定の目量に基づいて重量値を演算するデジタル重量計において、荷重のデジタルデータを連続的に取り込むデータ取込手段と、取り込まれたデジタルデータの所定数又は所定時間の変動幅を演算する演算手段５と、複数段階に設定した目量と共に各目量毎に前記変動幅の許容範囲を記憶する記憶手段８と、演算された変動幅と各目量毎に記憶された変動幅の許容範囲とを比較してデジタルデータのばらつきの程度を判定する判定手段６と、判定されたばらつきの程度に基づいて目量を切り替える目量切替手段７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル重量計に関する。

従来、重量計は、サンプリングされた荷重データのばらつきを、予め設定された目量に基づく重量値を表示させ得る所定範囲内に素早く収束させることによって、重量を測定するものがあった。このデータを収束させるための技術は、重量計に限らず、一般的に数多く存在している。例えば、荷重データを変動させる要因となる振動の影響をキャンセルするように、前記振動の周波数に合わせたアナログフィルタ又はデジタルフィルタ等があり、特に、体重計では、体重計に載った人の体動や体重計の設置環境などの外的要因といった、比較的振動周期の長い振動が、前記荷重データを変動させる要因となる振動として挙げられることから、前記アナログフィルタ又はデジタルフィルタは、ローパスフィルタを構成して成るものであり、アナログフィルタとしては、オペアンプを用いた２次ローパスフィルタがあり、デジタルフィルタとしては、サンプリングしたデータの移動平均処理手法がある。

また、前記サンプリングされた荷重データのばらつきが前記所定範囲内に収まらず、予め設定された目量に基づいて重量値を表示できない場合に、前記所定範囲（すなわち、前記サンプリングされた荷重データのばらつきの許容範囲）を広げて、安定したものと見なして、この所定範囲に収まったサンプリングデータの平均値を前記目量に基づく体重値に換算して表示させるデジタル体重計があり、前記所定範囲は、測定対象たる被測定者の年齢や体重に応じて設定するデジタル体重計があった（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１６２５８９号公報

しかしながら、一般的なフィルタを用いた場合、前記体動や外的要因による振動の影響は、例えば、体の揺れ、呼吸、脈拍等による体の動き等のように、サンプリングされた荷重データに、非常に不規則且つ複雑なばらつきを生じさせる場合が多い。また、重量計の測定精度を上げようとするほど、すなわち、前記設定目量を小さい値にするほど、その設定目量に基づく体重値を表示させ得るデータのばらつきの許容範囲は狭くなる。従って、これらに対応して、測定精度を保つと共にデータ安定させるためには、高次のローパスフィルタが必要になることから、このローパスフィルタを含むシステム自体が、複雑且つ高価な物になる。しかも、データが安定するまでの時間は長くなるため、特に体重計においては、被測定者が、できる限り体動を抑えた状態で直立不動の姿勢を維持しなければならなくなるが、長時間の姿勢制御を強制することは、逆に体動を大きくしてしまう要因でもあり、結果的に、サンプリングデータは、ばらつきが大きくなり、設定目量に基づいて体重値を表示させる許容範囲に収まらず、測定エラーになってしまう場合があった。

また、前記所定範囲（ばらつきの許容範囲）を広げて安定したと見なす物であった場合、測定時間は短くなるが、例えば、予め設定されている目量が１００ｇであるとすると、本来の所定範囲は、少なくとも５０ｇ未満でなければならないが、前記所定範囲を１００ｇとして、その中に収束したデータの平均値を用いて、強制的に設定された目量での荷重値を算出する物であるため、測定値自体の信頼性が低くなってしまう可能性があった。

従って、本発明は、上述の問題を解決し、サンプリングデータのばらつきの程度に応じて目量を切り替え、前記切り替えられた目量に基づいた、信頼性の高い重量値を得られる重量計を提供する。

上記課題を解決するために本発明は、所定の目量に基づいて重量値を演算するデジタル重量計において、荷重のデジタルデータを連続的に取り込むデータ取込手段と、取り込まれたデジタルデータの所定数又は所定時間の変動幅を演算する演算手段と、複数段階に設定した目量と共に各目量毎に前記変動幅の許容範囲を記憶する記憶手段と、演算された変動幅と各目量毎に記憶された変動幅の許容範囲とを比較してデジタルデータのばらつきの程度を判定する判定手段と、判定されたばらつきの程度に基づいて目量を切り替える目量切替手段とを備えるデジタル重量計を提供する。

また、前記判定手段は、演算された変動幅に対して、前記各目量毎に記憶された変動幅の許容範囲の内、目量の小さいものから順次比較するものである。

更に、前記表示手段は、切り替えられた目量の内、最小の目量に基づいて演算された重量値を表示するものである。

本発明のデジタル重量計は、所定の目量に基づいて重量値を演算するデジタル重量計において、荷重のデジタルデータを連続的に取り込むデータ取込手段と、取り込まれたデジタルデータの所定数又は所定時間の変動幅を演算する演算手段と、複数段階に設定した目量と共に各目量毎に前記変動幅の許容範囲を記憶する記憶手段と、演算された変動幅と各目量毎に記憶された変動幅の許容範囲とを比較してデジタルデータのばらつきの程度を判定する判定手段と、判定されたばらつきの程度に基づいて目量を切り替える目量切替手段とを備えることから、データ処理に係る複雑且つ高価なフィルタ等を不要とし、短い測定時間で信頼性の高い重量値を得ることを可能とする。特に、体重の測定に際しては、被測定者の体動に応じた目量に基づいて体重値を演算するため、長時間の姿勢制御を不要とし、体重値が演算できないという測定エラーを回避可能とする、使い勝手の良い体重計を提供することを可能とする。

また、前記判定手段は、演算された変動幅に対して、前記各目量毎に記憶された変動幅の許容範囲の内、目量の小さいものから順次比較するものであり、更に、前記表示手段は、切り替えられた目量の内、最小の目量に基づいて演算された重量値を表示するものであることから、データのばらつきが大きくなったり小さくなったりする不安定な場合であっても、出来るだけ高い測定精度の重量値の表示を可能とする。

本発明のデジタル重量計は、所定の目量に基づいて重量値を演算するデジタル重量計において、荷重のデジタルデータを連続的に取り込むデータ取込手段と、取り込まれたデジタルデータの所定数又は所定時間の変動幅を演算する演算手段と、複数段階に設定した目量と共に各目量毎に前記変動幅の許容範囲を記憶する記憶手段と、演算された変動幅と各目量毎に記憶された変動幅の許容範囲とを比較してデジタルデータのばらつきの程度を判定する判定手段と、判定されたばらつきの程度に基づいて目量を切り替える目量切替手段とを備える。

本発明の実施例１は、サンプリングした体重のデジタルデータ（以下、単に「データ」と略称する。）のばらつきの程度に応じて、予め複数段階に設定してある重量の測定精度を示す最小表示値たる目量を切替えることによって、短い測定時間で、信頼性の高い体重値を得る、デジタル体重計（以下、単に「体重計」と略称する。）を例示するものである。

以下、実施例１を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施例たる体重計１に内蔵された電気回路構成の概要を示すブロック図である。図２は、この体重計１の動作のフローチャートを示す図である。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、被測定者が体重計１に載ったときの体重値の時系列変動を示す図であり、図３（Ａ）は、被測定者が通常状態で載った場合の時系列変動を示すグラフであり、図３（Ｂ）は、被測定者が運動直後に載った場合の時系列変動を示すグラフである。

図１に示すように、体重計１は、荷重センサ２、Ａ／Ｄ変換器３、制御部４、演算部５、判定部６、目量切替部７、記憶部８、表示部９及び電源１０から構成する。荷重センサ２は、Ａ／Ｄ変換器３を介して制御部に接続されて、体重計１に載った被測定者の体重のデータを取込むデータ取込手段を成すものであり、演算部５は、前記取込まれたデータのばらつきに基づくデータ変動幅及び目量に応じた体重値等を演算するものであり、判定部６は、予め複数段階の目量毎に設定してあるデータ変動幅の許容範囲と前記データ変動幅とを比較して、データ変動幅がいずれの許容範囲に収まるかを判定するものであり、また、体重値の表示に係る判定をするものであり、目量切替部７は、前記判定結果に基づいて目量を切替えるものであり、記憶部８は、前記データ、前記演算されたデータの変動幅、体重値、体重値の精度の基準たる複数段階に設定された目量及び前記各目量毎のデータ変動幅の許容範囲等を記憶する又は予め記憶しておくものであり、前記表示部９は、少なくとも、前記目量に基づいて演算された体重値を表示するものであり、電源１０は、体重計１に電力を供給するものである。

図２に示すように、この体重計１の動作は、体重計１の電源をオンして測定を開始すると、ステップＳ１において、体重計１に掛かる重量を、前記データ取込手段によって体重値のデータをサンプリングしてデータを取得して、記憶部８に記憶する。ステップＳ２において、前記取得したデータが所定データ数に達したか否かが判断される。ここでは、サンプリング時間を５０ミリ秒とし、前記所定データ数とは、１秒間に取得されるデータ数をいうものとする。前記ステップＳ２において、取得したデータが所定データ数に達していない場合にはＮＯに進み、ステップＳ１に戻ってサンプリングを繰り返し、取得したデータが所定データ数に達した場合にはＹＥＳに進み、ステップＳ３において、前記所定データ数取得したデータのばらつきを演算部５で演算する。ここでは、データの最大値と最小値との差分から、データ変動幅：Ａ（ｇ）を演算するものとする。

続くステップＳ４からステップＳ７までの各ステップにおいて、判定部６で、前記データ変動幅：Ａのばらつきの程度を判定する。すなわち、前記データ変動幅：Ａと予め複数段階の目量毎に設定されたデータ変動幅の許容範囲の各々とを、前記許容範囲の狭いものから順次比較して、前記データ変動幅：Ａが、いずれの許容範囲に収まっているかを判定する。ここで、本実施例においては、前記目量は、１０ｇ、２０ｇ、５０ｇ及び１００ｇの複数段階に設定されているものとし、各目量に基づいて演算される体重値の信頼性を保証するためのデータ変動幅の許容範囲と共に、記憶部８に記憶されているものとする。また、各目量毎に記憶される前記データ変動幅の許容範囲は、各目量の半分値未満であるとする。

まず、ステップＳ４において、０≦Ａ＜５か否かを判定する。この許容範囲は、目量：１０ｇで演算した体重値の信頼性を保証するものであり、データ変動幅：Ａがこの許容範囲内であればＹＥＳに進み、ステップＳ８において、目量切替部７で目量：１０ｇに切り替える。また、データ変動幅：Ａが５ｇ以上であればＮＯに進み、ステップＳ５において、次の許容範囲と比較する。ステップＳ５では、５≦Ａ＜１０か否かを判定する。この許容範囲は、目量：２０ｇで演算した体重値の信頼性を保証するものであり、データ変動幅：Ａがこの許容範囲内であればＹＥＳに進み、ステップＳ９において、目量切替部７で目量：２０ｇに切り替える。また、データ変動幅：Ａが１０ｇ以上であればＮＯに進み、ステップＳ６において、次の許容範囲と比較する。ステップＳ６では、１０≦Ａ＜２５か否かを判定する。この許容範囲は、目量：５０ｇで演算した体重値の信頼性を保証するものであり、データ変動幅：Ａがこの許容範囲内であればＹＥＳに進み、ステップＳ１０において、目量切替部７で目量：５０ｇに切り替える。また、データ変動幅：Ａが２５ｇ以上であればＮＯに進み、ステップＳ７において、更に次の許容範囲と比較する。ステップＳ７では、２５≦Ａ＜５０か否かを判定する。この許容範囲は、目量：１００ｇで演算した体重値の信頼性を保証するものであり、データ変動幅：Ａがこの許容範囲内であればＹＥＳに進み、ステップＳ１１において、目量切替部７で目量：１００ｇに切り替える。

また、データ変動幅：Ａが５０ｇ以上であればＮＯに進み、データのばらつきが大き過ぎて、前記設定されている目量では、体重値を演算できないものとして、ステップＳ１に戻り、再びデータのサンプリングを行なうものである。このとき、記憶部８に記憶したデータの内最古値を消去し、新たに取得したデータを記憶するものとする。

ここで、データ変動幅：Ａの大きさと目量との関係を、実験的にデータ取得した図３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて具体的に例示する。図３（Ａ）に示した、被測定者が通常状態で測定した体重値の時系列変動を示すグラフによれば、１０．６秒から１１．６秒までの１秒間にサンプリング（サンプリング時間：５０ｍｓ）したデータの変動幅：Ａは、３（ｇ）であり、０≦Ａ＜５の範囲内であることから、目量を、１０（ｇ）に切り替えることができる。また、図３（Ｂ）に示した、被測定者が運動直後に測定した体重値の時系列変動を示すグラフによれば、１０．６秒から１１．６秒までの１秒間にサンプリング（サンプリング時間：５０ｍｓ）したデータの変動幅：Ａは、４２（ｇ）であり、２５≦Ａ＜５０の範囲内であることから、目量を、１００（ｇ）に切り替えるものである。

前記ステップＳ８からステップＳ１１までの各ステップにおいて、目量切替部７で目量が切り替えられると、ステップＳ１２において、演算部５で、前記目量に従って体重値を演算する。ここでは、記憶部８に記憶してある所定数のデータの平均値を体重値として演算するものとし、これに伴い、前記体重値と目量とを記憶部８に記憶する。続くステップＳ１３において、前記記憶した体重値を得るために演算の基準とした目量が、予め複数段階に設定されて記憶されている目量の内の最小目量（ここでは、目量：１０ｇ）か否かを、判定部６で判定する。最小目量であった場合にはＹＥＳに進み、ステップＳ１６において、前記体重値とその目量とを表示部９に表示して、後述する所定測定時間に関わらず、測定を終了する。また、最小目量でなかった場合にはＮＯに進み、ステップＳ１４において、予め設定してある、体重値を表示するまでに要する所定測定時間に達したか否かを、判定部６で判定する。所定時間に達していない場合にはＮＯに進み、ステップＳ１に戻り、再びデータのサンプリングを行なうものである。このときも、前述したように、記憶部８に記憶したデータの内、最古値を消去し、新たに取得したデータを記憶するものとする。また、所定測定時間に達した場合にはＹＥＳに進み、ステップＳ１５において、前記ステップＳ１２で体重値と共に記憶された目量の内、最小目量のものを選択し、その体重値を記憶部８から呼び出して、ステップＳ１６において、前記体重値とその目量とを表示部９に表示する。ただし、このとき、前記記憶部８に体重値が記憶されていなかった場合には、前記変動幅：Ａが大き過ぎて、前記設定されている目量では、体重値を演算及び記憶できなかったものとして、表示部９に測定エラーを表示するものであるとする。

前述した実施例１は、１サンプリング毎に、目量の判定及び切り替え並びにその目量に基づく体重値の演算をするものであったが、本発明の実施例２は、被測定者が体重計に載ってから、体重が安定すると予想される所定時間経過後に取得された所定数のデータに基づいて、目量を切り替えるものである。

本実施例２の構成は、実施例１で図１を用いて示した体重計１と同様であり、改めて図示しないが、各部の処理が一部異なる場合があるため、本実施例２では、体重計１０１と称する。

以下、実施例２の動作を示すフローチャートである図４を用いて、体重計１０１の動作を説明する。この体重計１０１は、体重計１０１の電源をオンして測定を開始すると、ステップＳ１０１において、体重計１０１に掛かる重量を、前記データ取込手段によって体重値のデータをサンプリングしてデータを取得して、記憶部８に記憶する。ステップＳ１０２において、前記取得したデータに基づいて、荷重が所定値以上か否かを、判定部６にて判定する。ここでは、被測定者が体重計１０１上に載ったか否かが判定されるものである。荷重が所定値以上でなかった場合にはＮＯに進み、ステップＳ１０１に戻ってサンプリングを続け、荷重が所定値以上であった場合にはＹＥＳに進み、ステップＳ１０３において、荷重が所定値以上であること、すなわち、被測定者が体重計１０１に載ったことが検出されてから所定時間経過したかが判定される。ここで、前記所定時間は、被測定者が体重計１０１に載ってから体重が安定するであろうと予想される時間であり、予め設定されているものとする。所定時間経過していない場合にはＮＯに進み、ステップＳ１０１に戻ってサンプリングを繰り返しながら待機し、所定時間経過した場合にはＹＥＳに進み、ステップＳ１０４において、前記データをカウントする。

ここで、ステップＳ１０５からステップＳ１１５までの動作は、実施例１において図２のフローチャートに示した、ステップＳ２からステップＳ１２までの動作と同様であるので説明を省略する。ただし、図４のステップＳ１１０は、２５≦Ａ＜５０か否かの判定結果がＮＯであった場合に、図２のこれに相当するステップＳ７ではステップＳ１に戻って再サンプリングを行なうものであったのに対して、前記変動幅：Ａが大き過ぎるものとして、表示部９に測定エラーを表示するものであるとする。続くステップＳ１１６において、前記ステップＳ１１５において、切り替えられた設定目量に基づいて演算された体重値を表示部９に表示する。

なお、実施例１のステップＳ１及び実施例２のステップ１０１において、データサンプリングした後に、データの移動平均処理を行い、移動平均処理された各値に基づいて変動幅：Ａを求めても良い。

また、実施例１及び２において、表示部９に表示に際しては、演算又は記憶された体重値と予め設定されている目量の内の前記体重値演算の基となる目量とを表示するものとしたが、これに加えて、データ変動幅：Ａを、体動の大きさ（例えば、「体の揺れ：Ａ（ｇ）」）として表示部９に表示しても良い。

体重計１に内蔵された電気回路構成の概要を示すブロック図である。体重計１の動作のフローチャートを示す図である。（Ａ）は、被測定者が通常状態で測定した荷重値の時系列変動を示すグラフであり、（Ｂ）は、運動直後に測定した荷重値の時系列変動を示すグラフである。体重計１０１の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１，１０１体重計
２荷重センサ
３Ａ／Ｄ変換器
４制御部
５演算部
６判定部
７目量切替部
８記憶部
９表示部
１０電源

Claims

所定の目量に基づいて重量値を演算するデジタル重量計において、
荷重のデジタルデータを連続的に取り込むデータ取込手段と、
取り込まれたデジタルデータの所定数又は所定時間の変動幅を演算する演算手段と、
複数段階に設定した目量と共に各目量毎に前記変動幅の許容範囲を記憶する記憶手段と、
演算された変動幅と各目量毎に記憶された変動幅の許容範囲とを比較してデジタルデータのばらつきの程度を判定する判定手段と、
判定されたばらつきの程度に基づいて目量を切り替える目量切替手段とを備えることを特徴とするデジタル重量計。
前記判定手段は、演算された変動幅に対して、前記各目量毎に記憶された変動幅の許容範囲の内、目量の小さいものから順次比較するものであることを特徴とする請求項１記載のデジタル重量計。
前記表示手段は、切り替えられた目量の内、最小の目量に基づいて演算された重量値を表示するものであることを特徴とする請求項１又は２記載のデジタル重量計。