JP2011062546A

JP2011062546A - 体脂肪測定装置

Info

Publication number: JP2011062546A
Application number: JP2010264201A
Authority: JP
Inventors: Iwao Yamazaki; 岩男山崎; Kimiyo Yamazaki; 貴三代山崎
Original assignee: Ya Man Ltd
Current assignee: Ya Man Ltd
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2011-03-31

Abstract

【課題】接触抵抗が低く、接触面積の広い親指の手のひら側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を配置する。そして、左右側縁に凹面状の電極取付面ａを設け、これらの電極取付面ａ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、親指の手のひら側は、毛と皮脂腺がなく、柔らかな指腹が丘状に盛り上っているので、この指腹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、接触位置が指腹に固定されるので、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、第一節と第二節の指腹、あるいは第一節の指腹とつけねにある母指球がちょうど当るように配置すると、給電側電極と検出側電極の２つを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手のひら側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の左右側縁に、
それぞれ凹面状の電極取付面を設け、
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の左右側縁に、
それぞれ凸面状の電極取付面を設け、
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電極取付面より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、携帯可能な筐体の正面の左右側縁に、
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と共に、
これらの電極の表面に凹部を形成してなる体脂肪測定装置である。

請求項５の発明は、携帯可能な筐体の正面の左右側縁に、
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と共に、
これらの電極の表面に凸部を形成してなる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、筐体の正面の左右側縁に設けた凹面状または凸面状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る。
あるいは、左右側縁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、これらの電極の表面に凹部または凸部を形成する。
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、自然に左右の親指の手のひら側が電極に当たるので、柔らかく盛り上った指腹が電極表面に密着し、電極に接触する皮膚の接触抵抗を十分低くする。
また、親指の指腹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、凹面状または凸面状の電極取付面、あるいは電極の表面に形成した凹部または凸部が親指を電極に案内するので、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指腹の位置付けを容易にする。

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電極取付面より突出させる。
従って、本発明によれば、給電側電極と検出側電極が親指の指腹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、本発明の体脂肪測定装置は、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、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、電極に接触する指腹の密着度がさらに増大する。

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の変形例である。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。

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を配置する。
そして、左右側縁にそれぞれ凹面状の電極取付面ａを設け、これらの電極取付面ａ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。
あるいは、左右側縁にそれぞれ凸面状の電極取付面ａを設けてそれぞれ給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２を上下に配列して取り付けてもよい。
また、給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２を電極取付面ａより突出させて取り付ける。
これにより、皮膚に接触する電極の密着度を良好にする。

あるいは、図３に示すように、左右側縁にそれぞれ給電側電極Ｅ１、Ｅ１と、検出側電極Ｅ２、Ｅ２を上下に配列して取り付け、これらの電極の表面に凹状または凸状いずれかの凹凸部ｂを形成してもよい。

また、図４に示すように、電極取付面ａ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５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、図６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、凹面状あるいは凸面状の電極取付面ａに案内されて給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２に左右の親指の指腹が密着する。
あるいは、表面に形成した凹状または凸状いずれかの凹凸部ｂに案内されて給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２に左右の親指の指腹が密着する。
そして、その他の指先が背面の段差部ｃに係止し、裏側から親指の指腹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、左右両側に取り付けた給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２に親指の指腹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。

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
２７Ａ／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
Ｒ１、Ｒ２ダミー抵抗
ａ電極取付面
ｂ凹凸部
ｃ段差部
ｄ凹陥部

Claims

携帯可能な筐体の正面の左右側縁に、
それぞれ凹面状の電極取付面を設け、
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の左右側縁に、
それぞれ凸面状の電極取付面を設け、
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電極取付面より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。
携帯可能な筐体の正面の左右側縁に、
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と共に、
これらの電極の表面に凹部を形成してなる体脂肪測定装置。
携帯可能な筐体の正面の左右側縁に、
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と共に、
これらの電極の表面に凸部を形成してなる体脂肪測定装置。
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。