JP3159881U

JP3159881U - 生体インピーダンス測定装置

Info

Publication number: JP3159881U
Application number: JP2010001855U
Authority: JP
Inventors: 仁大北川
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2010-06-03
Anticipated expiration: 2020-03-23

Abstract

【課題】製造コストの削減を図ることが可能な構造を有する、生体インピーダンス測定装置を提供する。【解決手段】筺体１１０，１２０と筺体の表面に設けられる膜状電極１３，１４，１７，１８を備える。電子部品が基板１２１に搭載されて、筺体内部に収容される。膜状電極は、生体に接触する主膜状電極１３ａ，１４ａ，１７ａ，１８ａと、この主膜状電極の外縁から帯状に延び、電子部品と電気的に接合されるコンタクト用膜状電極１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂとを有している。【選択図】図２

Description

この考案は、生体のインピーダンスを計測する生体インピーダンス測定装置に関する。

生体のインピーダンスを計測する生体インピーダンス測定装置としては、特許文献１（特開２００６−２３０７００号公報）等が挙げられる。これらの上記インピーダンス測定装置においては、生体への電流印加および電圧測定に、生体に金属板を用いた電極を接触させている。

図７から図１０を参照して、生体インピーダンス測定装置の概略構成について説明する。なお、図７は、生体インピーダンス測定装置２００の外観構成を示す全体斜視図、図８は、金属板電極２３０の外観構成図、図９は、生体インピーダンス測定装置２００の外観構成を示す分解斜視図、図１０は生体インピーダンス測定装置２０の第１筐体２１０を裏面側から見た図である。

図７を参照して、生体インピーダンス測定装置２００は、表面側に位置する第１筐体２１０と、底面側に位置する第２筐体２２０とを有している。第１筐体２１０および第２筐体２２０は、平面視において角部が丸く成型された矩形形状を有している。

第１筐体２１０の表面には、操作部兼表示部２１３が設けられている。第１筐体２１０の表面には、電極Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が設けられている。生体インピーダンス測定装置２００の左側下部に位置する電極Ｄ１は、インピーダンス計測時において電圧を測定するための電極であり、左側上部に位置する電極Ｄ３は、インピーダンス計測時において電流を印加するための電極である。これら電極Ｄ１，Ｄ３は、使用者の左足の裏側に接触する。

生体インピーダンス測定装置１００の右側下部に位置する電極Ｄ２は、インピーダンス計測時において電圧を測定するための電極であり、右側上部に位置する電極Ｄ４は、インピーダンス計測時において電流を印加するための電極である。これら電極Ｄ２，Ｄ４は、使用者の右足の裏側に接触する。

図８を参照して、電極Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の構成について説明する。電極Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４はいずれも同じ構造を有する電極２３０が用いられている。図８に示す電極２３０は、裏面側から見上げた図である。電極２３０は、金属板からなる電極プレート２３１と、電極プレート２３１の周縁を取囲む金属板からなる縁部２３２とを有している。また、電極２３０の電極プレート２３１の周縁に、はんだ２３４により連結される配線ケーブル２３３が接合されている。

図９を参照して、第１筐体２１０の表面側には、電極２３０を配置するための凹部領域２１１が４箇所設けられ、電極２３０の表面が露出し、第１筐体２１０の表面と略面一となるように、電極２３０が凹部領域２１１に収容される。また、凹部領域２１１には、電極２３０に接合された配線ケーブル２３３を裏面側に引き出すための貫通孔２１１ｈが設けられている。第１筐体２１０と第２筐体２２０との間には、電子部品等が組み込まれた基板３２０が収容され、この基板３２０に電子部品等との電気的接続のための配線ケーブル２３３が接合される。

図１０を参照して、第１筐体２１０の裏面には、格子状に複数のリブ２１２が設けられている。また、このリブ２１２の所定位置には、複数の切欠部２１２ａが設けられている。この切欠部２１２ａを利用して、配線ケーブル２３３の基板３２０への引き回しの後に、はんだ２３５により、配線ケーブル２３３が基板３２０に接合される。

しかし、配線ケーブル２３３の基板３２０への配線が別途必要となるため、配線ケーブル２３３に基づく材料のコストアップが懸念される。

また、配線ケーブル２３３と電極２３０との接合、配線ケーブル２３３と基板３２０との接合には、はんだ付け作業が必要となり、作業者の熟練が必要となる。また、はんだ付け作業の作業時間も、はんだ付けの品質安定のためには一定時間必要となり、製造コストアップに繋がることが懸念される。

また、配線ケーブル２３３の取りまわしに際しても、組立時に第１筐体２１０と第２筐体２２０とによる噛み込み等に注意を払わなければならず、製造コストアップに繋がることが懸念される。

特開２００６−２３０７００号公報

この考案は上記課題を解決することを目的とし、製造コストの削減を図ることが可能な構造を有する、生体インピーダンス測定装置を提供することにある。

この考案に基づいた生体インピーダンス測定装置においては、生体のインピーダンスを計測するインピーダンス測定装置であって、電子部品が収容される筐体と、上記筐体の表面に設けられ、上記生体のインピーダンスを計測する際に上記生体に接触する膜状電極とを備え、上記膜状電極は、上記生体に接触する主膜状電極と、上記主膜状電極の外縁から帯状に延び、上記電子部品と電気的に接合されるコンタクト用膜状電極とを有し、上記筐体は、上記コンタクト用膜状電極を上記電子部品に導くためのガイド領域を有する。

上記考案において好ましくは、上記膜状電極は、透明導電膜または網状導電膜である。
上記考案において好ましくは、上記膜状電極は、電極膜がフィルムに成膜されている。

上記考案において好ましくは、上記ガイド領域は、上記筐体の表面に設けられたガイド孔である。

上記考案において好ましくは、上記筐体の表面には、上記ガイド孔を通過したコンタクト用膜状電極を含むように配置されるカバーが設けられる。

上記考案において好ましくは、上記ガイド領域は、上記筐体の外周側面に設けられたガイド溝である。

この考案に基づいた生体インピーダンス測定装置によれば、製造コストの削減を図ることが可能な構造を有する、生体インピーダンス測定装置を提供することが可能となる。

実施の形態における生体インピーダンス測定装置の外観構成を示す斜視図である。実施の形態における生体インピーダンス測定装置の分解斜視図である。実施の形態における生体インピーダンス測定装置の電極と基板との関係を示す図である。実施の形態における生体インピーダンス測定装置のブロック図である。使用者が実施の形態における生体インピーダンス測定装置を用いた測定姿勢を示す図である。他の実施の形態における生体インピーダンス測定装置の電極と第１筐体との関係を示す斜視図である。背景技術における生体インピーダンス測定装置の外観構成を示す全体斜視図である。背景技術における生体インピーダンス測定装置の金属板電極の外観構成図である。背景技術における生体インピーダンス測定装置の外観構成を示す分解斜視図である。背景技術における生体インピーダンス測定装置の第１筐体を裏面側から見た図である。

以下、この考案に基づいた各実施の形態における生体インピーダンス測定装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本考案の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の構成を適宜組み合わせることは、当初から予定されている。各図中、同一符号は同一または相当部分を指し、重複する説明は繰返さない場合がある。

（生体インピーダンス測定装置１００）
以下、図１から図５を参照して、実施の形態における生体インピーダンス測定装置１００について説明する。なお、図１は、生体インピーダンス測定装置の外観構成を示す斜視図、図２は、生体インピーダンス測定装置の分解斜視図、図３は、生体インピーダンス測定装置の電極と基板との関係を示す斜視図、図４は、生体インピーダンス測定装置のブロック図、図５は、使用者が生体インピーダンス測定装置を用いた測定姿勢を示す図である。

この生体インピーダンス測定装置１００は、表面側に位置する第１筐体１１０と、底面側に位置する第２筐体１２０とを有している。第１筐体１１０および第２筐体１２０は、平面視において角部が丸く成型された矩形形状を有している。

第１筐体１１０の表面には、表示部２０が設けられている。表示部２０としては、たとえば液晶表示装置（ＬＣＤ）等が用いられる。また、第１筐体１１０の表面には、その表面を４分割するように、膜状電極１３，１４，１７，１８が設けられている。

生体インピーダンス測定装置１００の左側下部に位置する膜状電極１３は、インピーダンス計測時において電圧を測定するための電極であり、左側上部に位置する膜状電極１７は、インピーダンス計測時において電流を印加するための電極である。これら膜状電極１３，１７は、使用者の左足の裏側に接触する。

生体インピーダンス測定装置１００の右側下部に位置する膜状電極１４は、インピーダンス計測時において電圧を測定するための電極であり、右側上部に位置する膜状電極１８は、インピーダンス計測時において電流を印加するための電極である。これら膜状電極１４，１８は、使用者の右足の裏側に接触する。

膜状電極１３は、使用者の右足の裏側に接触する矩形形状の主膜状電極１３ａと、この主膜状電極１３ａの外縁から帯状に延び、第１筐体１１０と第２筐体１２０の内部に収容される電子部品（基板１２１に搭載）と電気的に接合されるコンタクト用膜状電極１３ｂとを有している。同様に、膜状電極１４も、主膜状電極１４ａとコンタクト用膜状電極１４ｂとを有し、膜状電極１７も、主膜状電極１７ａとコンタクト用膜状電極１７ｂとを有し、膜状電極１８も、主膜状電極１８ａとコンタクト用膜状電極１８ｂとを有している。

第１筐体１１０の表面には、膜状電極１３，１４，１７，１８を載置するための凹部１１３，１１４，１１７，１１８が設けられている。この凹部１１３，１１４，１１７，１１８の深さは、膜状電極１３，１４，１７，１８の厚みと略同一でよい。

また、第１筐体１１０の略中央領域寄りにおいて、凹部１１３，１１４，１１７，１１８のそれぞれには、コンタクト用膜状電極１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂを電子部品に導くためのガイド領域としてのガイド孔１１３ｈ、１１４ｈ、１１７ｈ、１１８ｈが設けられている。また、第１筐体１１０の中央上部寄りの位置には、基板１２１に搭載された表示装置（図示省略）を露出させる開口部１１０ｈが設けられている。

膜状電極１３，１４，１７，１８の主膜状電極１３ａ，１４ａ，１７ａ，１８ａは、接着剤等により凹部１１３，１１４，１１７，１１８に固定される。ガイド孔１１３ｈ、１１４ｈ、１１７ｈ、１１８ｈをそれぞれ通過したコンタクト用膜状電極１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂの端部は、図３に示すように、基板１２１に設けられたコンタクト用ソケット１２３，１２４，１２７，１２８に挿入され、基板１２１に搭載された電子部品との電気的接合が実現される。

第１筐体１１０の表面には、ガイド孔１１３ｈ、１１４ｈ、１１７ｈ、１１８ｈを含むように、透明または半透明の膜厚さ約０．１ｍｍ〜約３ｍｍ程度の薄膜カバー１１が配置される。これにより、ガイド孔１１３ｈ、１１４ｈ、１１７ｈ、１１８ｈから生体インピーダンス測定装置１００内部への水分の侵入を防止し、特に、浴室の脱衣所のような水分の多い場所にこの生体インピーダンス測定装置１００を設置した場合には有効である。

本実施の形態では、膜状電極として、電極膜がフィルムに成膜された膜状電極が用いられている。フィルムは、透明、半透明、非透明のいずれであってもかまわない。フィルムの材質としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド等を用いる。フィルムの厚さは、約１０μｍ〜約５００μｍ程度である。なお、膜状電極として、導電膜に限らず、網状導電膜を用いることも可能である。

電極膜の材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ａｇ（銀）インク、導電性高分子（ポリアセチレン系、ポリチオフェン系、ポリエチレンジオキシチオフェン系等）を用いる。電極膜の膜厚さは、約１０ｎｍ〜約１μｍ程度である。

第１筐体１１０の材料には、アクリル樹脂（たとえば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ））、ポリカーボネート、アクリロ二トリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）等を用いる。なお、第２筐体１２０の材料には、基本的には、第１筐体１１０の材料と同じ材料が用いられるが、用途に応じて他の材料を用いることも可能である。

図４のブロック図に示すように、この生体インピーダンス測定装置１００は、上記した複数の膜状電極１３，１４，１７，１８、表示部２０、操作部３０、体重計測部３２、および生体インピーダンス測定装置１００全体の制御や各種演算等の処理を行なうためのマイコン（マイクロコンピュータの略）１０を備える。

さらに、所定周波数の高周波定電流を発生する高周波定電流発生回路４１と、電流印加用の電極１７、１８と、電圧測定用の電極１３，１４より得られる電圧情報および体重計測部３２より得られる体重情報のいずれか一方に入力を切り替えるため入力切替回路４４と、入力切替回路４４より得られる電圧情報および体重情報をアナログ信号からデジタル信号に変換するためのＡ（analog）／Ｄ（digital）変換回路４５とを備える。

さらに、操作部３０に含まれる電源スイッチが操作されることによりマイコン１０に電力を供給するための電源部３１と、測定結果などの情報を記憶するための外部メモリ３３とを備える。

また、マイコン１０には、各種制御プログラムなどを記憶するため、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等を用いた内部メモリ１３３が含まれる。マイコン１０は、インピーダンス計測部１０１と、抵抗率算出部１０２と、体組成計算部１０３とを含み、内部メモリ１３３に格納されたプログラムに従い、インピーダンスの計測、抵抗率の算出、および体組成の計算を行なう。

また、マイコン１０は、Ａ／Ｄ変換回路４５を介して取得される体重計測部３２、たとえば体重センサからの信号に基づいて、公知の手法により体重を測定する。また、体組成計算部１０３での測定結果などを、表示部２０に表示するための信号を生成する。また、外部メモリ３３への書き込みおよび読み出しを行なう。

本実施の形態における生体インピーダンス測定装置１００において測定可能な体組成としては、たとえば体脂肪量や、除脂肪量、筋肉量、骨量、体脂肪率、筋肉率、内臓脂肪レベルなどが挙げられる。これら体組成は、いずれも上述のインピーダンス計測部１０１において得られた身体のインピーダンス値および内部メモリに記録されている使用者の身長や体重、年齢、性別といった個人データから体組成計算部１０３によって公知の手法で算出されるものである。

この生体インピーダンス測定装置１００の使用状態においては、図５に示すように、この生体インピーダンス測定装置１００を平坦な載置面に置き、生体インピーダンス測定装置１００の上に使用者１０００が乗る。使用者の左足１０１３が電極１３，１７に接触し、使用者の右足１０１４が電極１４，１８に接触することで、使用者のインピーダンスが測定される。

（作用・効果）
以上、本実施の形態における生体インピーダンス測定装置１００によれば、膜状電極１３，１４，１７，１８を用いさらに、膜状電極１３，１４，１７，１８に一体的に形成されたコンタクト用膜状電極１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂを用いることで、従来のような、第１筐体の裏側を取りまわすための配線材が不要となり、また、配線材の電極へのはんだ付け作業が不要となる。これにより、電極の作成に要するコストを削減することが可能となる。

また、コンタクト用膜状電極１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂを、コンタクト用ソケット１２３，１２４，１２７，１２８に挿入することのみで、基板１２１に搭載された電子部品との電気的接合が実現されるため、配線材の基板へのはんだ付け作業が不要となる。これにより、電極の作成に要するコストを削減することが可能となる。これにより、生産性の向上が可能となり、その結果、生体インピーダンス測定装置の製造コストを削減することが可能になる。

また、膜状電極１３，１４，１７，１８は、薄く柔軟なフィルム状であるため、配線部も通常の電線より薄く形状も安定しているため、内部配線処理が非常に容易であり、生産性を向上させることができる。

また、第１筐体１１０にガイド孔１１３ｈ、１１４ｈ、１１７ｈ、１１８ｈを設けて、コンタクト用膜状電極１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂを筐体の内部に引き込む構造にした場合であっても、コンタクト用膜状電極１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂは、図８に示した金属電極と比べ薄く柔軟であるので、余分なクリアランス等が不要となり、薄膜カバー１１で覆うことで容易に密封性を確保することができる。その結果、ガイド孔１１３ｈ、１１４ｈ、１１７ｈ、１１８ｈから生体インピーダンス測定装置１００内部への水分の侵入を防止することが可能となる。

また、金属電極を用いた場合のように、第１筐体の表面に電極を取り付けるための大きな凹部を設ける必要が無いため、電極を必要としない体重計のみの用途においても、本実施の形態における筐体を用いることができる。

さらに、基板上に配置する回路パターンの一部もしくは全部を、膜状電極１３，１４，１７，１８上に配置することで、基板の最小化が可能となり、生体インピーダンス測定装置のコストダウンを図ることも期待できる。

また、金属製の電極を用いた場合には、電極の金属板に使用者の足が直接触れるため、使用者が生体インピーダンス測定装置を冷たく感じる場合があるが、膜状電極１３，１４，１７，１８は、薄く柔軟なフィルム状であるため、使用者に与える冷感を抑制することが期待できる。

なお、上記生体インピーダンス測定装置１００においては、第１筐体１１０にガイド孔１１３ｈ、１１４ｈ、１１７ｈ、１１８ｈを設けて、コンタクト用膜状電極１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂを筐体の内部に引き込む構造を採用しているが、図６に示す構造を採用することも可能である。

図６に示す構造においては、コンタクト用膜状電極１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂを第１筐体１１０の側面側に配置させ、第１筐体１１０の側面に、コンタクト用膜状電極１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂを第１筐体１１０の裏側に巻き込むための、ガイド領域としてのガイド溝１１３ｚ，１１４ｚ，１１７ｚ，１１８ｚを設けるようにしたものである。このガイド溝１１３ｚ，１１４ｚ，１１７ｚ，１１８ｚの深さは、膜状電極１３，１４，１７，１８の厚みと略同一でよい。

この構造によれば、膜状電極１３，１４，１７，１８は、薄く柔軟なフィルム状であるため、容易に第１筐体１１０の裏側にまで巻き込むことができるとともに、第１筐体１１０の表面にガイド孔を設ける必要がないため、生体インピーダンス測定装置１００内部への水分の侵入をより確実に防止することが可能となり、特に浴室の脱衣所のような水分の多い場所にこの生体インピーダンス測定装置１００を設置した場合には有効である。

以上、本考案の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本考案の範囲は実用新案登録請求の範囲によって示され、実用新案登録請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０マイコン（マイクロコンピュータの略）、１１薄膜カバー、１３，１４，１７，１８膜状電極、１３ａ，１４ａ，１７ａ，１８ａ主膜状電極、１３ｂ，１４ｂ，１７ｂ，１８ｂコンタクト用膜状電極、２０表示部、３０操作部、３１電源部、３２体重計測部、３３外部メモリ、４１高周波定電流発生回路、４４入力切替回路、４５Ａ（analog）／Ｄ（digital）変換回路、１００生体インピーダンス測定装置、１０１インピーダンス計測部、１０２抵抗率算出部、１０３体組成計算部、１１０第１筐体、１１０ｈ開口部、１１３，１１４，１１７，１１８凹部、１１３ｚ，１１４ｚ，１１７ｚ，１１８ｚガイド溝、１１３ｈ,１１４ｈ,１１７ｈ,１１８ｈガイド孔、１２０第２筐体、１２１基板、１２３，１２４，１２７，１２８コンタクト用ソケット、１３３内部メモリ、１０００使用者、１０１３左足、１０１４右足。

Claims

生体のインピーダンスを計測する生体インピーダンス測定装置であって、
電子部品が収容される筐体と、
前記筐体の表面に設けられ、前記生体のインピーダンスを計測する際に前記生体に接触する膜状電極と、を備え、
前記膜状電極は、
前記生体に接触する主膜状電極と、
前記主膜状電極の外縁から帯状に延び、前記電子部品と電気的に接合されるコンタクト用膜状電極とを有し、
前記筐体は、前記コンタクト用膜状電極を前記電子部品に導くためのガイド領域を有する、生体インピーダンス測定装置。
前記膜状電極は、透明導電膜または網状導電膜である、請求項１に記載の生体インピーダンス測定装置。
前記膜状電極は、電極膜がフィルムに成膜されている、請求項２に記載の生体インピーダンス測定装置。
前記ガイド領域は、前記筐体の表面に設けられたガイド孔である、請求項１から３のいずれかに記載の生体インピーダンス測定装置。
前記筐体の表面には、前記ガイド孔を通過したコンタクト用膜状電極を含むように配置されるカバーが設けられる、請求項４に記載の生体インピーダンス測定装置。
前記ガイド領域は、前記筐体の外周側面に設けられたガイド溝である、請求項１から３のいずれかに記載の生体インピーダンス測定装置。