JP5005628B2 - ボトミング検出機能付き重量計および重量計の制御方法 - Google Patents

ボトミング検出機能付き重量計および重量計の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、重量の正確な計測を阻害するボトミングを検出することが可能な重量計および当該重量計の制御方法に関する。
重量計におけるエラー状態のひとつに、「ボトミング」と呼ばれる状態がある。ボトミングは、荷重が加えられた場合に、重量計の本体の底面部が床面と接触する現象である。この現象は、例えば、重量計の一種である体重計の場合には、絨毯や畳など柔軟な床面に、又は平らでない床面に体重計を設置して体重を測定したときに発生しやすい。このボトミングが発生すると、本体の底面部に床から反力が生じるので、実際の体重よりも少なく測定されてしまう。
このボトミングに対処するための技術として、例えば、特許文献1には、本体の底面部に、平らな敷板を脱着可能に設けることが記載されている。また、一般的に、本体を支持する脚部の高さを延長する延長用部材を必要に応じて取り付けることにより、本体と床面との距離を確保する、といったことも行われている。
特開平8−247832号公報
ところで、従来の技術では、ユーザが気付きさえすれば、敷板や延長用部材を取り付けてボトミングに対処することができる。しかしながら、一般のユーザが、体重計を設置する床面が測定に適しているか否かを常に適切に判断するのは難しい。さらに、ボトミングに起因して測定誤差が生じても、ユーザは体重が少し減っただけだと誤認してしまい、誤差が発生したことに気付かない場合も間々ある。
そこで、本発明は、ボトミングの発生の有無の判断をユーザに依存することなく、その発生を確実に検出することが可能な重量計および重量計の制御方法を提供することを解決課題とする。
上記課題を解決するために、本体と、前記本体を支持する複数の脚部とを備え、前記本体は、荷重に応じた重量を測定して重量情報を生成する重量計測手段と、前記荷重が与えられたときに、前記本体と床面との最短距離がゼロになったか否かを検知する検知手段と、前記検知手段によって前記最短距離がゼロになったことが検知されると、正確な計測が不能であるエラー状態が発生したことを示すエラー情報を生成する生成手段とを有する重量計を提供する。
本発明によれば、本体と床面との最短距離がゼロになったことを検知するので、本体の底面部と床面とが接触したときに(ボトミングした状態になったとき)に、この状態を確実に検出することができる。よって、ボトミングの発生の有無の判断をユーザに依存することなく、ボトミングに起因したエラー状態を確実に検出することが可能となる。本発明の重量計は、体重計、料理用はかり、商業用はかり、工業用はかりなど各種重量計を含む。
本発明の好適な態様において、上記重量計は、前記本体に設けられ、前記生成手段によって生成された前記エラー情報に基づいて、前記エラー状態が発生したことをユーザに報知する報知手段をさらに有する。この態様によれば、エラー状態(すなわち、ボトミング)が発生したことを、ユーザに報知することが可能となる。好ましくは、前記報知手段は、表示手段を含み、前記エラー情報に基づいて、当該表示手段に前記エラー状態が発生したことを表示するようにしてもよい。この場合、当該重量計自体が表示手段を備えているので、重量計単体で、ボトミングが検出されたことをユーザに知らしめることが可能となる。表示手段としては、エラーが発生したことを文字情報やランプ(例えば、LED:Light Emitting Diode)の点滅などにより表示するものがある。また、報知手段には、エラーが発生したことをビープ音やメッセージで知らせる音声出力手段がある。
本発明の別の好適な態様において、上記重量計は、前記エラー情報を外部機器に出力する出力インターフェースをさらに有するようにしてもよい。この場合には、エラー情報を外部機器に対して出力することが可能となるので、例えば、外部機器として表示手段や音声出力手段などの報知手段を利用する場合には、ボトミングが発生したことをユーザに報知するための情報を出力することが可能となる。
本発明の好適な態様において、前記複数の脚部の各々が前記本体を支持する中心を支持点としたとき、前記検知手段は、前記複数の支持点の中心位置(各支持点から等距離の位置)と前記床面との距離を、前記最短距離として前記検知を行う。重量計には、荷重が加えられたときに本体の底面部が撓むものと、そうでないものがある。本体の底面部が撓むタイプの重量計では、荷重による本体の底面部の撓みは、複数の支持点の中心位置で最大となる場合が多い。したがって、当該中心位置における本体と床面との距離を最短距離として当該最短距離がゼロになったことを検知することにより、ボトミングを、より確実に検出することが可能となる。
本発明の別の好適な態様において、前記本体の下面部(底面部)には、前記床面とは逆方向にくぼんだ1または複数の凹部が設けられており、当該1または複数の凹部を除く部分を平面部とするとともに、前記複数の脚部の各々が前記本体を支持する中心を支持点としたとき、前記検知手段は、前記平面部のうち、前記複数の支持点の中心位置(各支持点から等距離の位置)に最も近い位置と前記床面との距離を、前記最短距離として前記検知を行う。
本体の底面部が、全面にわたって平らでなく、凹部を有する場合がある。本実施形態によれば、この場合にも、凹部を除く平面部のうち、複数の支持点の中心に最も近い位置と床面との距離を最短距離として、当該最短距離がゼロになったことを検知するので、本体が凹部を有する場合にも、確実にボトミングを検出することが可能である。
本発明のさらに別の好適な態様において、前記本体の下面部(底面部)には、前記床面の方向に突出した1または複数の凸部が設けられており、前記検知手段は、前記凸部のうち、前記床面の方向に最も突出した部分と前記床面との距離を、前記最短距離として前記検知を行う。本体の底面部が、全面にわたって平らでなく、床面方向に突き出した凸部を有する場合がある。この場合には、凸部と床面との距離が最短距離となる。本態様によれば、凸部の最も突き出した部分と床面との距離を最短距離として検知を行うので、本体の底面部が凸部を有する場合にも、確実にボトミングを検出することが可能となる。なお、この態様は、本体の底面部に、凹部と凸部の両方が設けられている場合にも有効である。
さらに別の好適な態様において、前記検知手段は、前記本体の複数位置に各々配置され、各々が当該本体と前記床面との距離を測定する複数の距離計測センサを有し、前記複数の距離計測センサからの出力値のうち最小の出力値がゼロである場合に、前記最短距離がゼロになったことを検知する。上述したように、本体が複数の支持点によって支持されている場合には、これら複数の支持点の中心位置が最も撓みやすい。しかしながら、その中心位置において床との最短距離を常に計測可能か否かは、荷重が加えられる位置(例えば、体重計の場合には、被測定者の脚の位置)の影響を受ける。本態様によれば、複数の距離計測センサにより、複数位置における本体と床面との距離を計測するので、そのいずれかの測定距離がゼロとなった状態を検知できる。よって、本体の底面部に撓みが生じるタイプの重量計において、本体の底面部の撓みが最大となる位置が中心位置から外れた場合にも、確実にボトミングを検出することが可能なる。また、重量計が平坦でない設置面に配置された場合には、設置面の凸部の位置は中心位置とは無関係である。よって、本態様によれば、このような場合にも、確実にボトミングを検出することが可能となる。
また、さらに別の好適な態様において、前記検知手段は、前記本体の複数位置に各々配置され、各々が当該本体と前記床面との距離がゼロになったときにオン状態またはオフ状態のうち一方の状態となる複数のスイッチを有し、前記複数のスイッチのいずれかが前記一方の状態になったときに、前記最短距離がゼロになったことを検知する。本態様では、前段に記載の距離計測センサの代わりに複数のスイッチを用いる。よって、いずれかのスイッチが、最短距離がゼロになったことを示す状態(オン状態またはオフ状態)になったときに、ボトミングが発生したことを検知できる。よって、本体の底面部の撓みが最大となる位置が中心位置から外れた場合にも、確実にボトミングを検出することが可能なる。また、上述したように、重量計が平坦でない設置面に配置された場合にも、ボトミングを確実に検出することが可能となる。
また、本発明は、本体と前記本体を支持する複数の脚部とを備え、前記本体は、情報を表示する表示部、荷重に応じた重量を測定して重量情報を生成する重量計測手段、および前記荷重が与えられたときに、前記本体と床面と距離を最短距離として計測する距離計測センサを具備する重量計の制御方法であって、前記距離計測センサと前記重量計測手段とを並列して動作させ、前記距離計測センサの計測が終了すると、前記最短距離がゼロになったか否かを検知し、前記本体と床面との最短距離がゼロである場合には、ボトミングにより正確な計測が不能であるエラー状態が発生したことを前記表示部に表示させ、前記本体と床面との最短距離がゼロでない場合には、前記重量情報を前記表示部に表示させることを特徴とする重量計の制御方法を提供する。本態様によれば、重量計測手段による重量の測定と、距離計測センサによる最短距離の測定を並列に実行させるので、重量の測定をした後に最短距離の測定を行わせる場合と比較して、被測定者が本体に載ってからエラーまたは測定された重量が表示されるまでの時間を短縮することが可能となる。
さらに、本発明は、本体と前記本体を支持する複数の脚部とを備え、前記本体は、情報を表示する表示部、荷重に応じた重量を測定して重量情報を生成する重量計測手段、および前記荷重が与えられたときに、前記本体と床面との最短距離がゼロになったか否かを検知する検知手段を具備する重量計の制御方法であって、前記重量情報に基づいて、測定された重量が安定しているか否かを判定し、測定した重量が安定している場合には、前記検知手段を動作させ、前記検知手段によって前記本体と床面との最短距離がゼロになったか否かが検知されると、前記本体と床面との最短距離がゼロである場合には、ボトミングにより正確な計測が不能であるエラー状態が発生したことを前記表示部に表示させ、前記本体と床面との最短距離がゼロでない場合には、前記重量情報を前記表示部に表示させ、測定した重量が安定していない場合には、前記検知手段を動作させ、前記検知手段によって前記本体と床面との最短距離がゼロになったか否かが検知されると、前記本体と床面との最短距離がゼロである場合には、ボトミングにより正確な計測が不能であるエラー状態が発生したことを前記表示部に表示させ、前記本体と床面との最短距離がゼロでない場合には、ボトミング以外の原因で正確な計測が不能であるエラー状態が発生したこと前記表示部に表示させることを特徴とする重量計の制御方法を提供する。重量計においては、測定された重量の測定値が不安定な場合のエラー状態として、ボトミングに起因するものと、ボトミング以外を原因とするものとがある。本態様によれば、測定値の不安定を引き起こす原因となるエラー状態のうち、ボトミングに起因したエラー状態と、ボトミング以外を原因とするエラー状態とを判別できるので、ボトミングに起因したエラーを確実に検出することが可能となる。
<第1実施形態>
以下、図1〜図7を参照して、本発明の実施形態に係る体重計について説明する。図1の(A)は、本実施形態に係る体重計100の平面図であり、(B)は、一部をA−A’線において断面にした正面図(一部破断正面図)である。図2は、体重計100の電気的構成を示すブロック図である。
図1および図2に示されるように、体重計100は、本体50と、支持点S1〜S4において本体50を支持する4本の脚部60と、本体50の中央に配置された距離計測センサ30とを有する。各支持点S1〜S4は各脚部60の中心である。図1に示されるように、本実施形態の脚部60は円柱の形状を有する。よって、各支持点S1〜S4は円柱の円の中心である。
さらに、体重計100には、本体50の上面部に、測定結果やエラーメッセージなどの各種情報を表示する表示部15が設けられる。表示部15は例えば、LCD(Liquid Crystal Display)である。また、本体50の内部には、記憶部20と、被測定者の重量に相当するアナログの電気信号を出力する重量センサ70と、各距離計測センサ30および重量センサ70が出力するアナログの信号をデジタル信号に変換するためのアナログ/デジタル(A/D)変換器35と、各部を制御するCPU10とが内蔵されている。記憶部20は、ROM(Read Only Memory)201およびRAM(Random Access Memory)202を備える。ROM201は、不揮発性のメモリであり、本実施形態に係るボトミング検出プログラムPを予め記憶している。RAM202は、CPU10のワークエリアとして使用される。重量センサ70は、例えば、起歪体と歪ゲージとを有し、被測定者が体重計100に乗ったときの荷重に応じて歪む起歪体の歪量を、歪ゲージの抵抗値の変化により測定する。CPU10は、重量センサ70から、A/D変換器35を介して供給されたデジタルの信号に基づいて重量情報を生成する。よって、CPU10および重量センサ70は、荷重に応じて重量を測定して重量情報を生成する重量計測手段として機能する。さらに、本体50には、体重計100の電源をオン状態とするための電源キー25が設けられる。なお、本体50の構造については、詳細を省略するが、公知の体重計の構造を採用するものであり、種々な構造にて形成することが可能である。
距離計測センサ30は、例えば、赤外線を発光する発光素子と、被計測点からの反射光を受光して電気信号に変換する受光素子とを有する。受光素子は、光学測距方式でセンサと被計測点との距離に相当するアナログの電気信号を出力する。詳細には、受光素子は、センサの距離計測軸と物体とが交わる点からの反射光を受ける。その点がセンサが測定する被計測点である。本実施形態では、距離計測センサ30は、本体50の底面部に設けられた貫通孔に嵌め込まれて設置され、その距離計測軸の始点は本体50の裏面(底面部の下面)の面内にある。また、距離計測軸は床面方向を向くとともに、本体50面に対して垂直である。これにより、距離計測センサ30は、本体50の裏面と床面上の被計測点(図1の(B)に示す「F」)との距離Dmを測定可能である。CPU10は、距離計測センサ30から、A/D変換器35を介して供給されたデジタルの信号に基づいて距離Dmを示す距離情報を生成する。
ボトミングは、被測定者が体重計に乗ったときに(すなわち、荷重が加えられたときに)、本体50の底面部と床面とが接触する現象である。ボトミングが発生すると、本体の底面部に床からの反力が生じるので、実際の体重よりも少なく測定されてしまうといった測定誤差が生じる。すなわち、体重の正確な計測が不能となる。
図3〜図6に、このボトミングが発生した場合について例示する。体重計には、荷重が加えられることにより、本体の底面部に撓みが生じるものと、そうでないものがある。図3および図4に示した体重計WAは、撓みが生じないタイプの体重計である。
図3において、体重計WAは、毛足が長い絨毯Lの上に設置されている。この例では、(A)に示すように、無負荷の場合には、体重計WAの脚部は絨毯Lの毛の上に載っているが、体重計WAに対して荷重による負荷が加えられると体重計WAの脚部は絨毯Lに沈み込み(すなわち、絨毯Lの毛が押し込まれて)、その結果、体重計WAの底面部と絨毯Lの毛が接触し、ボトミングが生じることがある。
図4は、体重計WAが畳Tの上に設置されている例である。この例では、(A)に示すように、無負荷の場合には、体重計WAの脚部は畳Tに載っているが、体重計WAに対して荷重による負荷が加えられると、畳Tに体重計WAの脚部60が接地する部分では畳Tが変形して窪み、それ以外の部分では畳Tが盛り上がる。その結果、体重計Wの底面部と畳Tの盛り上がった部分とが接触し、ボトミングが発生することがある。なお、畳Tの他にも、毛足が短いカーペットでも同様の現象が発生し得る。なお、上記の内容は、撓みが生じないタイプの体重計を例とした説明であるが、本体の底面部に撓みが生じるタイプの体重計であっても同様のことが云える。
また、図5および図6には、撓みが生じるタイプの体重計WBにおけるボトミングの発生例を示す。図5においては、平坦でない床面に体重計WBを設置した例が示されている。図5の(A)に示されるように、無負荷の状態では、体重計WBの底面部は床面Rと接触していないが、(B)に示されるように負荷が加えられると、本体の底面部と床面Rの凸部とが接触する。
撓みが生じるタイプの体重計WBでは、十分に平坦で硬い床面に体重計が設置された状態で負荷が加えられて本体の底面部が撓んでも、その撓みにより、本体の底面部と床面とが接触しないように設計されている。しかしながら、床面自体に凹凸がある場合には、実際の床面との距離が、設計時に想定されていた想定値よりも凸部において下回るため、本体の底面部の撓み距離が実際の床面との距離以上となってしまう。その結果、ボトミングが発生する。
図6の(A)および(B)には、十分に平坦で硬い床面Pに撓みが生じるタイプの体重計WBを設置した場合において、ボトミングが発生した例を示す。上述したように、撓みが生じるタイプの体重計WBにおいては、床面Pに体重計を設置して本体の底面部が撓んだ場合の撓み量を勘案した上でボトミングが生じないように設計されている。しかしながら、例えば、上記撓み量は、被測定者が両足で本体のおおよその所定位置に載った場合を想定して算出されるため、所定位置とは異なる位置に荷重が集中した場合(例えば、被測定者が片足で本体に載る等)にボトミングが生じてしまうことがある。図6は、本体のほぼ真ん中に、想定の範囲を超えた荷重が集中した場合のボトミング発生例である。
本実施形態に係る体重計100は、荷重により本体の底面部に撓みが生じるタイプの体重計であり、体重計100の本体50は、図1の(A)に示す支持点S1〜S4において、4本の脚部により支持されている。よって、本体50の底面部は、支持点S1〜S4の中心位置C(各支持点S1〜S4から等距離の位置)において最も撓みやすい(すなわち、最短となりやすい)。よって、本体50の底面部は、中心位置Cにおいて床面と接触する可能性が最も高いと云える。そこで、本実施形態では、本体50の底面部の最も撓みやすい部分に距離計測センサ30を設けて、本体50と床面との距離Dmを測定する構成としている。本体50の裏面と床面との距離のうち最短のもの(本体50の底面部が最も撓む箇所の両者の距離)を最短距離Dとしたとき、距離計測センサ30の距離計測軸の始点は本体50の底面部が最も撓みやすい位置における本体50の裏面の面内にあるので、測定距離Dm=最短距離Dである。なお、荷重が加えられたときの最短距離Dを直に測定せずとも演算により取得できればよいので、距離計測センサ30は必ずしも中心位置Cに配置せずともよい。すなわち、中心位置Cから外れた位置に距離計測センサ30を設けて、床面との距離Dmを測定し、測定した距離Dmに基づいて最短距離Dを求めるように構成してもよい。なお、荷重により撓みが生じない体重計の場合には、距離計測センサ30を支持点S1〜S4の中心位置Cに設ける必要は必ずしもなく、その配置位置は任意である。
後段で詳述するが、本実施形態では、CPU10は、距離計測センサ30の測定結果に基づいて上記最短距離Dがゼロとなったか否かを検知し、ゼロとなった場合にボトミングが発生したことを検出する。
ボトミングが発生したことが検出されると、ボトミングが発生したことを示すエラー情報が表示部15に表示されることによりユーザに報知される。これにより、ユーザは他の床面に体重計100を再度設置して体重を測定し、その床面が適切であれば(ボトミングが検出されなければ)、その測定結果を適正であるとみなすことが可能となる。なお、本実施形態において、ユーザと被測定者とは同一人物であると仮定して説明するが、ユーザと被測定者とが別個の人間でもよい。
図7は、本実施形態に係るボトミング検出処理の流れを示すフローチャートである。
上述したように、ROM201には、このフローチャートに相当するボトミング検出プログラムP(コンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム要素)が記憶されており、CPU10は、当該エラー検出プログラムPに従って動作する。この実施形態では、ボトミング検出プログラムPを記憶した媒体としてROM201を使用するが、ハードディスク、コンパクトディスク、デジタルバーサタイルディスク、フレキシブルディスク、またはその他の適切な記憶媒体をコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム要素を記憶するために使用してもよい。
図7に示す動作は、図1の電源キー25が押されると開始する。まず、CPU10は、ステップS1で表示部15を駆動してその表示を開始する。このとき、表示部15には、例えば、「0.00kg」と表示される。すなわち、電源キー25が押されると、体重を計測可能な状態となる。
次に、ステップS3において、CPU10は被測定者の体重を測定する。すなわち、重量センサ70からA/D変換器35を介して供給されたデジタルの信号に基づいて、重量情報を生成し、生成した重量情報をRAM202に一旦記憶する。
次に、ステップS5において、CPU10は距離計測センサ30に駆動指令信号を与えることにより当該距離計測センサ30を駆動する。そして、A/D変換器35からのデジタルの距離信号が入力されると、当該距離信号を距離情報としてRAM202に一旦記憶する。
続いて、ステップS7において、CPU10は、RAM202に一旦記憶した距離情報を読み出し、当該距離情報が示す距離Dm(本実施形態では、最短距離D)がゼロであるか否かを判定する。CPU10は、ステップS7の判定結果が肯定的であれば、体重の正確な計測が不能であるエラー状態であると判定する。よって、処理はステップS11に進み、表示部15に、例えば、ボトミングが発生したことを示すエラーコード「E3」と表示して、処理を終了する。これにより、ユーザは、エラーコード「E3」に基づいてボトミングが発生したことを知ることができる。一方、ステップS7の判定結果が否定的な場合、処理はステップS9に進む。ステップS9において、CPU10はRAM202に一旦記憶した重量情報を読み出し、表示部15に測定結果として表示して当該検出処理を終了する。
なお、ステップS7の判定は、距離Dm(すなわち、最短距離D)がゼロに等しいか否かの判定に限定されない。例えば、距離Dmが所定の範囲内にある場合に、本体と床面との距離がゼロであるとみなしてもよい。あるいは、脚部60の長さは既知であるから、本体50の裏面と床面との距離dは既知である。よって、距離dをROM201に予め記憶しておき、距離dと、距離計測センサ30によって測定された距離Dmとの差G(G=d−Dm)を取得する。そして、G>0の場合のみ、ステップS9に進み、表示部15に重量情報を測定結果として表示するようにしてもよい。一方、G≦0の場合、ボトミングが発生したことを検出し、ステップS11に進む。
以上説明したように、本実施形態によれば、本体50に距離計測センサ30を配置し、当該距離計測センサ30と床面との距離を測定するので、ボトミングが発生しているか否かをユーザの判断に委ねることなく、確実に、ボトミングを検出することが可能である。よって、ユーザはボトミングが発生したか否かを自ら判断する必要はなく、ボトミング状態であることを示すエラー表示を見ることのみでボトミングが発生したことを知ることができ、ボトミングを適切に回避することが可能となる。
図8に、本実施形態の変形例に係る体重計100Aの一部破断正面図を示す。図8に示されるように、本変形例では、距離計測センサを本体50の裏面の面内に配置する代わりに、本体50の内部に配置する構成としている。
詳細には、図8に示されるように、本体50の底面部には貫通孔Hが設けられ、当該貫通孔Hの外縁部における本体50の内部には、支持体30a1および30a2が設けられて、距離計測センサ30aを支持している。よって、距離計測センサ30aは当該センサの距離計測軸の始点と床面Fとの距離Dmを計測可能である。図8の右図から理解されるように、このとき、距離計測センサ30aから本体50の裏面までの距離Dkは既知であるので、CPU10は、距離DmおよびDkに基づいて、本体50の裏面から床面Fとの最短距離Dを取得することができる(D=Dm−Dk)。そして、当該最短距離Dがゼロであることが検知された場合に、ボトミングが発生したことを示すエラー情報を生成し、当該エラー情報に基づいてボトミングが発生したことを表示部15に表示することによりユーザに報知する。
<第2実施形態>
以下、図9を参照して、本発明の第2実施形態に係る体重計について説明する。図9の(A)は、本実施形態に係る体重計200の平面図であり、(B)は、一部をB−B’線において断面にした正面図(一部破断正面図)である。本実施形態は、上記実施形態のように本体の底面部が全面にわたって平坦ではなく、本体の内側方向にくぼんだ凹部を有する場合について説明する。以下の説明において、上記実施形態と同様の部材には同一の参照符号を付し、その説明は適宜省略する。
図9の(A)および(B)に示されるように、体重計200の本体40は、各々が本体40の内側方向にくぼんだ複数の凹部41a〜41gと、凹部41a〜41gを除いた平面部41Aとを有する。この凹部41a〜41gはビートと呼ばれ、本体40の剛性を高めるためや外観のデザイン性を高めるために形成される。これにより、被測定者が体重計200に乗った場合に、本体40の底面部の撓みを減らすことができる。また、本体40には、距離計測センサ30の代わりに距離計測センサ31が設けられる。
ここで、上記実施形態で上述したように、特に体重計の本体の底面部が撓むタイプのものである場合、距離計測センサ31は、支持点S1〜S4の中心位置Cに配置するのが望ましい。しかしながら、本実施形態のように本体40に凹部があり、且つ、支持点S1〜S4の中心位置Cが凹部と重なる場合には、中心位置Cは、必ずしも、本体と床面との最短距離Dであるとは云えない。よって、図9に示されるように、本実施形態では、距離計測センサ31は、凹部41a〜41gを除く平面部41Aのうち、中心位置Cに最も近い位置に配置される。そして、距離計測センサ31によって、中心位置Cに最も近い位置と床面との距離Dmが上記最短距離Dとして取得され、最短距離Dがゼロに等しいか否かが判断される。
本実施形態によれば、距離計測センサ31は、平面部41Aのうち、中心位置Cに最も近い位置に配置されるので、荷重により本体40の底面部が撓んだ場合に最も床に接触しやすい位置の距離(すなわち、最短距離D)を測定することが可能である。よって、本実施形態によっても、上述の第1実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
なお、図9には、本体40の底面部に溝状の凹部41a〜41gが設けられている場合について図示したが、各凹部は円形などの他の形状でもよく、複数の凹部の形状や大きさは同一でなくともよい。また、凹部の個数や位置も図示の態様に限定されない。
また、本実施形態では、本体40の底面部が、床面とは逆方向にくぼんだ複数の凹部を有する場合について説明したが、本体40の底面部の形状は上記態様に限られない。
図10および図11に、上記第2実施形態とは逆に、本体の底面部が床面方向に突出した凸部を有する場合を変形例として示す。
図10に示されるように、体重計200Aの本体40Aの底面部には凸部42aがある。この場合、凸部42aの最も突出した部分と床面との距離が、本体40Aと床面との最短距離Dとなる。よって、本変形例においては、この凸部42aの最も突出した部分に、距離計測センサ31aを配置し、距離Dm(=最短距離D)を測定させる構成としている。
また、図11に示されるように、体重計200Bにおいては、その本体40Bの底面部に2つの凸部42b1および42b2がある。この場合、凸部42b1および42b2の最も突出した部分と床面との距離が本体40Aと床面との最短距離Dとなる。しかしながら、図示の例では、距離計測センサ31bは、各凸部42b1および42b2の最も突出した部分ではなく、2つの凸部の間にある平面部に設けられる。本構成において、距離計測センサ31bの距離計測軸の始点と各凸部42b1および42b2の裏面との垂直距離をDkとし、距離計測センサ31bの計測値をDmとしたとき、D=Dm−Dkとなる。よって、距離計測センサ31bをこのように配置した場合にも、最短距離Dの値を取得することができる。これらの本変形例によれば、上述の第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上述したように、体重計の本体40の底面部の凹部や凸部の形状や大きさ、個数は、図9〜図11に示すものに限られず、よって、距離計測センサの個数や位置は、最短距離Dを測定(または測定値に基づいて取得)可能なように適宜定められるとよい。
なお、図9〜図11においては、距離計測センサ31,31a,31bが本体40,40A,40Bの裏面の面内を距離計測軸の始点とした態様について図示したが、図8に示したように、各本体40,40A,41Bの内側の奥まった位置に各距離計測センサ31,31a,31b配置するようにしてもよい。その場合にも、距離計測センサ31bの距離計測軸の始点と各凸部42b1および42b2の裏面との垂直距離Dkと、距離計測センサ31bの計測値Dmとに基づいて、最短距離Dを取得するようにすればよい。
<第3実施形態>
以下、図12を参照して、本発明の第3実施形態に係る体重計について説明する。図12の(A)は、本実施形態に係る体重計300の平面図であり、(B)は、一部をC−C’線において断面にした正面図(一部破断正面図)である。以下の説明において、上記第1実施形態と同様の部材には同一の参照符号を付し、その説明は適宜省略する。
上述した第1実施形態では、支持点S1〜S4の中心位置Cに1個の距離計測センサ30を配置する態様について説明した。しかしながら、被測定者の足の大きさや重心のかけ方は区々であるうえ、人によって乗る位置も一定ではない。したがって、必ずしも、中心位置Cが最も撓む位置になるとはいえない。よって、本実施形態では、複数の距離計測センサ32(32a〜32i)が、本体50に配置されている。具体的には、図12の(A)に示されるように、本体50には、中心位置Cに配置した距離計測センサ32aと、当該距離計測センサ32aの周りを円形に囲むように配置された距離計測センサ32b〜32iとを有する。そして、CPU10は、この構成において、各距離計測センサ32に各センサと床面との各距離Da〜Diを計測させ、計測した距離Da〜Diの少なくともいずれかがゼロとなった場合にボトミングが発生したと判定し、ステップS11のエラー表示を実行する。
本実施形態によれば、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、中心位置Cと中心位置Cに近い複数位置とにおいて本体50と床面との距離を計測し、そのいずれかがゼロとなった場合にボトミングであると判定するので、ボトミングが発生した位置が中心位置Cから外れた場合にも、ボトミングを検出することが可能になる。よって、本実施形態によれば、より確実に、ボトミングを検知出ることが可能となる。
なお、複数の距離計測センサ32は、必ずしも中心位置Cに位置するものを含まなくてもよい。また、複数の距離計測センサ32の個数や、各センサが配置される位置(水平方向位置や垂直方向の位置)は任意であり、本実施形態で例示した態様に限定されない。例えば、図5に示すように、体重計が平坦でない設置面に配置された場合には、凸部の位置は中心位置Cとは無関係である。よって、複数の距離計測センサ32を、中心位置Cを囲むように配置せずとも、本体50の全域にわたって配置するようにすればよい。
<変形例1>
上述した第1〜第3実施形態では、本体と床面との最短距離がゼロになったことを検知するための手段として、距離計測センサを用いたが、これに限られない。
その一例として、図13に、本変形例に係る体重計400の断面図を示す。同図に示されるように、体重計400では、距離計測センサ30の代わりに、スイッチ34が用いられる。スイッチ34はレバー34aの位置によりオン状態またはオフ状態となる。詳細には、本変形例では、図13の下図に示すように、荷重により本体50の底面部が撓んで床面に接触したときに、レバー34aが跳ね上がってスイッチ34がオン状態となり、オン状態になったことを示すアナログの電気信号がA/D変換器35を介してCPU10に供給される。CPU10は、この電気信号を受け取ると、本体50と床面との最短距離がゼロになったと判定し、ステップS11のエラー表示を実行する。
なお、スイッチ34は、レバー34aが跳ね上った状態でオン状態となる一方、レバー34aが下がった状態ではオフ状態となるが、逆に、レバーが跳ね上がった状態でオフ状態となる一方、レバーが下がった状態でオン状態とするスイッチを用いてもよい。そして、オフ状態となったことをCPU10が検知することにより、本体50と床面との最短距離がゼロになったと判定するようにしてもよい。
本変形例によれば、上述した各実施形態および変形例と同様の効果が得られる。
<変形例2>
上述した実施形態では、CPU10が、図7に示したフローチャートに相当するボトミング検出プログラムPにしたがって、体重計におけるボトミングの発生を検出する態様について説明したが、ボトミング検出プログラムPは、図7のフローチャートに示す態様に限られない。
図14および図15は、本変形例に係るボトミング検出プログラムP1,P2の動作の流れを示すフローチャートである。以下、ボトミング検出プログラムP1,P2を上記第1実施形態に適用させた場合について説明する。なお、ボトミング検出プログラムP1,P2は、各第2および第3実施形態にも適用可能である。
まず、ボトミング検出プログラムP1について説明する。図14に示されるように、ステップSa1において、電源キー25が押されると、まず、CPU10は、表示部15を駆動してその表示を開始する。このとき、表示部15には、例えば、「0.00kg」と表示される。
次に、CPU10は、ステップSa3において、重量センサ70に、被測定者の体重を測定させて重量情報を生成するとともに、ステップSa5において、距離計測センサ30に、当該距離計測センサ30から床面までの距離Dmを測定させて距離情報を生成し、各重量情報および距離情報をRAM202に一旦記憶する。ステップSa3の体重測定処理とステップSa5の距離Dmの計測処理とは並列して行われる。なお、上述した実施形態では、各重量センサ70および距離計測センサ30からアナログの測定値が順に入力される1つのA/D変換器35を備えていたが、本変形例では、重量センサ70および距離計測センサ30の各々に2つのA/D変換器35a,35b(図示略)を備えることにより、CPU10は、重量センサ70の測定値をA/D変換器35aを介して取り込むとともに、距離計測センサ30の測定値をA/D変換器35bを介して取り込む。
次に、CPU10は、ステップSa7において、ステップSa5における距離Dmの計測処理が終了したか否かを判定する。この判定処理は、その判定結果が肯定されるまで繰り返される。判定結果が肯定されると(ステップSa7;YES)、CPU10は、ステップSa9において、本体50と床面との最短距離Dがゼロであるか否かを判定する。その判定結果が肯定されると、CPU10は、ボトミングが発生したことを検出し、ボトミングが発生したことを表示部15に表示(ステップSa11)して、当該検出処理を終了する。
一方、ステップSa9の判定結果が否定されると、CPU10は、ステップSa13に進み、ステップSa3においてRAM202に一旦記憶した重量情報を読み出し、当該重量情報に基づいて測定した体重を表示する(Sa13)。そして、当該検出処理が終了する。
以上説明したように、本態様においては、重量センサ70による体重の測定と、距離計測センサ30による距離Dmの測定を並列に実行させる。よって、ボトミング検出プログラムP(図7)にしたがって検出処理を実行する場合と比較して、被測定者が体重計100に載ってからボトミングが発生したことが表示されるまでの時間が短縮される。また、ボトミングが発生したか否かを検知するまでの時間が短縮されるから、ボトミングが発生していないことの判定も速やかに実行され、体重が表示されるまでの時間も短縮される。
次に、ボトミング検出プログラムP2について説明する。
図15に示されるように、ステップSb1において、電源キー25が押されると、まず、CPU10は、表示部15を駆動してその表示を開始する。このとき、表示部15には、例えば、「0.00kg」と表示される。
次に、CPU10は、ステップSb3において、重量センサ70に、被測定者の体重を測定させて重量情報を生成し、当該重量情報をRAM202に一旦記憶する。被測定者が体重計100に載ると、測定結果である重量情報は、例えば、図16に示すように時間の経過と共に一定の値に収束する。しかしながら、被測定者が体重計100に載った直後は、直ちに重量情報が収束値に近づくのではなく、所定の立ち上がり時間を要する。ステップSb13では、重量情報の値が不正確に値となる立ち上がり時間が経過するのを待つ。より具体的には、重量情報が零から所定値に増加したことを検知し、そこから経時を開始し、所定時間が経過するまで待つ。図16に示す例では、重量情報の値Xから経時を開始し、所定時間Txが経過した時刻txまでを立ち上がり時間としている。
続いて、CPU10は、ステップSb4において、体重の測定値が安定したか否かを判定する。安定の判別は立ち上がり時間が経過した後の重量情報に基づいて行われ、所定数の測定値に基づいて実行される。
例えば、7個の測定値に基づいて安定を判別する場合は、図17に示すように時刻t7では測定値S1〜S7、時刻t8では測定値S2〜S8、といったように、現在の時刻tnの測定値Snから過去に向けて連続する6個前の測定値(Sn、Sn-1、Sn-2、…Sn-6)を平均値の算出の対象とする。但し、nは7以上の自然数である。
次に、平均値の算出の対象とした各測定値と平均値との差分値を算出する。例えば、図17に示すように測定値S1〜S7の平均値をAVR7とすれば、差分値は図に示すように与えられる。
次に、各差分値が所定値以内であるか否かを判定する。所定値Z以内であれば判定結果は安定となり、所定値Zを超える場合には判定結果は不安定となる。図16に示す例では、安定と判定される。なお、所定値は、当該体重計で許容される誤差範囲としてもよい。また、この例では、所定数の測定値に基づいて安定を判別したが、図16に示すように所定の測定時間で得られた測定値に基づいて安定を判別してもよい。
ステップSb4の判定条件が否定された場合、すなわち、体重の測定値が安定しない場合、CPU10は、ステップSb15において、距離計測センサから床面までの距離Dmを測定し、計測した距離Dmを最短距離Dとする。
次に、CPU10は、ステップSb17において、最短距離Dがゼロであるか否かを判定する。この判定条件が肯定された場合、CPU10は、ボトミングが発生したことを示すエラー情報を表示部15に表示して(ステップSb19)、処理を終了する。ここで、体重計において、計測された体重の測定値が不安定な場合のエラー状態として、ボトミングに起因するものと、ボトミング以外を原因とするものとがある。体重の測定値が不安定であると判定され(ステップSb4;NO)、且つ、最短距離D=0とならない場合は、ボトミングに起因しないエラー状態であると判定し、ボトミング以外を原因とするエラー状態が発生したことを表示部15に表示する(ステップSb21)。
一方、ステップSb4の判定結果が肯定的となった場合、すなわち、体重の測定値が安定した場合、CPU10は、ステップSb5に進み、本体50から床面までの距離Dmを測定する。続いて、CPU10は、ステップSb7において、測定した距離Dm(すなわち、最短距離D)がゼロに等しいか否かを判定する。この判定が肯定されると、CPU10は、ボトミングが発生したことを表示部15に表示する(ステップSb11)一方、ステップSb7の判定が否定されると、RAM202に記憶した重量情報に基づいて、測定した体重を表示部15に表示して処理を終了する(ステップSb9)。
本態様によれば、測定値の不安定を引き起こす原因となるエラー状態のうち、ボトミングに起因したエラー状態と、ボトミング以外を原因とするエラー状態とを判別できるので、ボトミングに起因したエラーを確実に検出し、ユーザに知らしめることが可能となる。したがって、ユーザは測定に適した設置面に体重計を移動させることで、エラーの原因を適切に取り除くことが可能となる。
さらに、測定した距離Dmがゼロでない場合には、ボトミング以外を原因としたエラー状態であると判定して、その発生をユーザに知らしめるので、ボトミングに起因しないエラーが発生している場合も、その発生をすみやかに検出し、ユーザに報知することが可能となる。
<その他の変形例>
上述した実施形態および変形例では、表示部15にエラーを示すエラーコード(例えば、「E3」)を表示することにより、ボトミングが発生したことをユーザに報知していたが、これに限られない。例えば、「ボトミング」と表示して、エラーの種類を具体的に特定してもよいし、「測定エラーです。体重計を別の場所に移動して再測定してください」といったガイダンスメッセージを表示してもよい。また、表示部15にエラーを表示せずとも、LED(Light Emitting Diode)などの点灯装置(図示略)を設けて、エラーが発生したときに点灯させるだけでもよい。また、体重計に、音声出力手段(図示略)を設け、エラーが発生したことをビープ音あるいはメッセージを音声出力するようにしてもよい。さらに、体重計に、外部機器にボトミングが発生したことを示すエラー情報を出力する出力インターフェース(図示略)を備えていてもよい。この出力インターフェースは、外部機器と自機を接続するための接続端子であってもよいし、赤外線通信などの無線通信手段によって上記エラー情報を外部機器に対して送信するものであってもよい。
また、上述した実施形態では、本体50は四角形の形状を有するが、それに限られず、例えば、円形でもよい。さらに、上述した実施形態では、脚部60の形状が円柱である場合について説明したが、これに限られず、例えば、平たい細長の脚部が2本設けられてもよい。よって、脚部60の本数も4本に限られず、任意の本数でよい。上述したように支持点は脚部の各々が本体を支持する中心である。よって、支持点も上述した態様に限られず、その個数と位置は、脚部の形状と本数によって定まる。
加えて、上述した第1〜第3実施形態ならびに変形例では、ボトミングを検出する機能を有するデジタル体重計について説明したが、目盛りで体重を表示するアナログの体重計でもよい。さらに、体重計に限られず、料理用はかり、レジで使用される計量はかりなど、各種の重量計に同様のボトミング検出機能を備えるようにしてもよい。
(A)は、本発明の第1の実施形態に係る体重計100の平面図であり、(B)は、(A)のA−A’線における一部破断正面図である。 体重計100の電気的構成を示すブロック図である。 ボトミングが発生し得る態様を説明するための図である。 ボトミングが発生し得る態様を説明するための図である。 ボトミングが発生し得る態様を説明するための図である。 ボトミングが発生し得る態様を説明するための図である。 体重計100によるボトミング検出処理の流れを示すフローチャートである。 第1実施形態の変形例に係る体重計100Aを示す一部破断正面図である。 本発明の第2の実施形態に係る体重計200の平面図であり、(B)は、(A)のB−B’線における一部破断正面図である。 第2実施形態の変形例に係る体重計200Aを示す一部破断正面図である。 第2実施形態の変形例に係る体重計200Bを示す一部破断正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る体重計300の平面図であり、(B)は、(A)のC−C’線における一部破断正面図である。 第1〜第3実施形態の変形例に係る体重計400を示す一部破断正面図である。 第1〜第3実施形態の変形例に係る動作の流れを示すフローチャートである。 第1〜第3実施形態の変形例に係る動作の流れを示すフローチャートである。 体重の測定値と時間との関係を示すグラフである。 体重の測定値の判別を説明するための説明図である。
符号の説明
10…CPU(検知手段、重量計測手段、生成手段)、15…表示部、20…記憶部、25…電源キー、30,31,31a,31b,32(32a〜32i)…距離計測センサ(検知手段)、34…スイッチ(検知手段)、34a…レバー、35…A/D変換器、40,40A,40B,50…本体、41A…平面部、41a〜41g…凹部、42a,42b1,42b2…凸部、60…脚部、70…重量センサ(重量計測手段)、100,100A,200,200A,200B,300,400…体重計、D…最短距離、ボトミング検出プログラムP,P1,P2、201…ROM、202…RAM、S1〜S4…支持点。

Claims (11)

  1. 本体と、
    前記本体を支持する複数の脚部とを備え、
    前記本体は、
    荷重に応じた重量を測定して重量情報を生成する重量計測手段と、
    前記荷重が与えられたときに、前記本体と床面との最短距離がゼロになったか否かを検知する検知手段と、
    前記検知手段によって前記最短距離がゼロになったことが検知されると、正確な計測が不能であるエラー状態が発生したことを示すエラー情報を生成する生成手段とを有する、
    重量計。
  2. 前記本体に設けられ、前記生成手段によって生成された前記エラー情報に基づいて、前記エラー状態が発生したことをユーザに報知する報知手段をさらに有する、
    請求項1に記載の重量計。
  3. 前記報知手段は、表示手段を含み、前記エラー情報に基づいて、当該表示手段に前記エラー状態が発生したことを表示する、
    請求項2に記載の重量計。
  4. 前記エラー情報を外部機器に出力する出力インターフェースをさらに有する、
    請求項1に記載の重量計。
  5. 前記複数の脚部の各々が前記本体を支持する中心を支持点としたとき、
    前記検知手段は、前記複数の支持点の中心位置と前記床面との距離を、前記最短距離として前記検知を行う、
    請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の重量計。
  6. 前記本体の下面部には、前記床面とは逆方向にくぼんだ1または複数の凹部が設けられており、当該1または複数の凹部を除く部分を平面部とするとともに、前記複数の脚部の各々が前記本体を支持する中心を支持点としたとき、
    前記検知手段は、前記平面部のうち、前記複数の支持点の中心位置に最も近い位置と前記床面との距離を、前記最短距離として前記検知を行う、
    請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の重量計。
  7. 前記本体の下面部には、前記床面の方向に突出した1または複数の凸部が設けられており、
    前記検知手段は、前記凸部のうち、前記床面の方向に最も突出した部分と前記床面との距離を、前記最短距離として前記検知を行う、
    請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の重量計。
  8. 前記検知手段は、
    前記本体の複数位置に各々配置され、各々と前記床面との距離を測定する複数の距離計測センサを有し、
    前記複数の距離計測センサからの出力値の少なくともいずれかが、前記本体と前記床面との距離がゼロであることを示す場合に、前記最短距離がゼロになったことを検知する、
    請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の重量計。
  9. 前記検知手段は、
    前記本体の複数位置に各々配置され、各々が当該本体と前記床面との距離がゼロになったときにオン状態またはオフ状態のうち一方の状態となる複数のスイッチを有し、
    前記複数のスイッチのいずれかが前記一方の状態になったときに、前記最短距離がゼロになったことを検知する、
    請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の重量計。
  10. 本体と前記本体を支持する複数の脚部とを備え、前記本体は、情報を表示する表示部、荷重に応じた重量を測定して重量情報を生成する重量計測手段、および前記荷重が与えられたときに、前記本体と床面との距離を最短距離として計測する距離計測センサを具備する重量計の制御方法であって、
    前記距離計測センサと前記重量計測手段とを並列して動作させ、
    前記距離計測センサの計測が終了すると、前記最短距離がゼロになったか否かを検知し、前記本体と床面との最短距離がゼロである場合には、ボトミングにより正確な計測が不能であるエラー状態が発生したことを前記表示部に表示させ、前記本体と床面との最短距離がゼロでない場合には、前記重量情報を前記表示部に表示させる、
    ことを特徴とする重量計の制御方法。
  11. 本体と前記本体を支持する複数の脚部とを備え、前記本体は、情報を表示する表示部、荷重に応じた重量を測定して重量情報を生成する重量計測手段、および前記荷重が与えられたときに、前記本体と床面との最短距離がゼロになったか否かを検知する検知手段を具備する重量計の制御方法であって、
    前記重量情報に基づいて、測定された重量が安定しているか否かを判定し、
    測定した重量が安定している場合には、前記検知手段を動作させ、前記検知手段によって前記本体と床面との最短距離がゼロになったか否かが検知されると、前記本体と床面との最短距離がゼロである場合には、ボトミングにより正確な計測が不能であるエラー状態が発生したことを前記表示部に表示させ、前記本体と床面との最短距離がゼロでない場合には、前記重量情報を前記表示部に表示させ、
    測定した重量が安定していない場合には、前記検知手段を動作させ、前記検知手段によって前記本体と床面との最短距離がゼロになったか否かが検知されると、前記本体と床面との最短距離がゼロである場合には、ボトミングにより正確な計測が不能であるエラー状態が発生したことを前記表示部に表示させ、前記本体と床面との最短距離がゼロでない場合には、ボトミング以外の原因で正確な計測が不能であるエラー状態が発生したこと前記表示部に表示させる、
    ことを特徴とする重量計の制御方法。
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