JP6471896B2 - 生体情報測定装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、生体インピーダンスに基づいて生体情報を測定する体組成計や体重計に適用可能な生体情報測定装置に関する。
体重、体脂肪等の生体情報を測定する生体情報測定装置が普及している。例えば、下記特許文献1には、メタクリル樹脂やガラス等の無色透明板状の外側載せ台に無色透明の導電膜を成膜した体重計付き生体計測装置が記載されている。
特開2001−228013号公報
特許文献1に記載の装置において載せ台に導電膜を成膜する際は、一般に載せ台をチャンバ内に収納した後に内部を真空にし、載せ台の載置面の全面にわたって導電膜を成膜する。そして、不要な導電膜をエッチングにより除去する。この方法では、載せ台の大きさ(サイズ)が異なる場合には、チャンバ内に収納可能な載せ台の数量が変動するため製造工程における効率が低下するおそれがある、という問題があった。
そこで、本発明は、載せ台の全面ではなく電極ユニットの電極部のみに導電膜を形成し、これにより、製造工程における効率の向上やメンテナンスにかかるコストを低減できるようにした生体情報測定装置を提供することを目的の一つとする。
上記課題を解決するために、本発明は、フィルムの上面に導電膜が成膜されている電極部と、上壁と上壁の両側から下側に向けて立設する側壁とを有するベース、及び、上壁を周りにして上壁から上方に突出する突出部を有する基部と、を有し、突出部の上面に電極部が接合されている電極ユニットと、電極部に接続される配線部と、突出部の大きさと略同じ大きさであり内外に通じる貫通孔と、内面における貫通孔の周囲付近に電極ユニットが着脱可能に取り付けられる取付部とを有する載せ台とを備える生体情報測定装置である。
また、上述した生体情報測定装置における配線部が、突出部及び電極部を挟み込んだクリップ部と、クリップ部に接続されたケーブルと、により構成されていても良い。
生体情報測定装置において、載せ台に取付部が複数、形成されてもよい。また、生体情報測定装置において、電極ユニットが取付部に対して着脱可能とされてもよい。この構成により、一部の電極ユニットに不具合が生じた場合でも当該電極ユニットのみを取付部から取り外して交換することが可能となる。
生体情報測定装置において、載せ台の上面に、該載せ台の内外に通じる貫通孔が形成され、貫通孔を介して電極部が露出するようにしてもよい。この構成により、載せ台における足の爪先付近や踵が接触する付近に電極部を配置することができる。
生体情報測定装置において、取付部は、載せ台の上面に形成された凹部であってもよい。また、凹部が載せ台の側面に通じることにより凹部に開放端が形成されていてもよい。この構成により、載せ台のカバー部材を取り外すことなく、載せ台に電極ユニットを着脱することができる。
生体情報測定装置において、電極ユニットは、電極部が形成される基部を備え、電極部は、基部を視認可能な程度の透明度を有していてもよい。この構成により、ユーザが電極ユニットの基部の色、模様等を認識することができる。
本発明によれば、生体情報測定装置の製造工程における効率の向上や、メンテナンスにかかるコストを低減することができる。なお、本明細書中に記載された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態における体組成計の構成を説明するための平面図である。 図2は、本発明の一実施形態における体組成計の構成を説明するための側面図である。 図3Aは、本発明の一実施形態におけるカバー部材の構成例を説明するための斜視図であり、図3Bは、図3Aにおける切断線A−Aでカバー部材を切断した場合の断面を示す断面図である。 図4は、本発明の一実施形態における電極ユニットの構成例を説明するための分解斜視図である。 図5Aは、本発明の一実施形態における配線部の構成例を説明するための斜視図であり、図5Bは、本発明の一実施形態における電極ユニット、および、電極ユニットに接続された配線部を示す斜視図である。 図6は、本発明の一実施形態におけるカバー部材に対して、電極ユニットを取り付ける方法の一例を説明するための図である。 図7は、本発明の一実施形態におけるカバー部材に対して、電極ユニットを取り付けた状態を示す図である。 図8Aは、本発明の変形例におけるカバー部材の構成例を説明するための斜視図であり、図8Bは、図8Aにおける切断線B−Bでカバー部材を切断した場合の断面を示す断面図である。 図9Aは、本発明の他の変形例におけるカバー部材の構成例を説明するための斜視図であり、図9Bは、図9Aにおける切断線C−Cでカバー部材を切断した場合の断面を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
<1.一実施形態>
<2.変形例>
但し、以下に示す実施形態等は、本発明の技術思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明は例示された構成に限定されるものではない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものではない。特に、実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置、上下左右等の方向の記載等は特に限定する旨の記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがあり、また、図示が煩雑となることを防止するために、参照号符号の一部のみを図示する場合もある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、実施形態において説明された内容は、適宜、変形例に適用可能である。
<1.一実施形態>
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。以下に説明する実施形態では、本発明を、生体情報を測定する機能を有する体組成計に適用した例について説明する。生体情報として、身長、体重、脂肪率、内臓脂肪レベル、体水分量、筋肉量、基礎代謝量、骨量、除脂肪量、体細胞量、血圧、内臓脂肪面積、BMI、肥満度、細胞内液量、細胞外液量等を例示することができる。
「体組成計の外観形状」
始めに、本発明の一実施形態にかかる体組成計(体組成計1)の外観形状の一例について図1乃至図3を参照して説明する。図1は体組成計1の平面図であり、図2は体組成計1の左側面図であり、図3Aは、体組成計1が有するカバー部材(カバー部材10a)の斜視図であり、図3Bは、図3Aにおける切断線A−Aでカバー部材10aを切断した場合の断面を示す断面図である。
体組成計1は、載せ台10を有している。載せ台10は、長手方向および短手方向を有するカバー部材10aと、このカバー部材10aに取り付けられる底板部材10bとか成る。カバー部材10aは、上面11と、短手方向の側面13、14と、長手方向の側面15、16とを有しており、長手方向、短手方向における断面がコ字状を成している。カバー部材10aの上面11は、体組成計1のユーザが載る(立つ)ために略平坦とされている。カバー部材10aおよび底板部材10bは、例えば樹脂製部材(例えば、ABS樹脂(アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体))から成る。なお、カバー部材10aおよび底板部材10bは樹脂に限定されることはなく、金属等でもよい。
カバー部材10aの上面11の4隅付近には、載せ台10の内外に通じる矩形状の貫通孔(貫通孔20a、20b、20c、20d)が形成されている。個々の貫通孔を区別する必要がない場合には、貫通孔20と適宜称する。貫通孔20の大きさは、後述する電極ユニットの突出部の大きさと略同じ大きさに設定されている。
貫通孔20aの左端付近には目隠し部21aが形成され、貫通孔20bの右端付近には目隠し部21bが形成され、貫通孔20cの左端付近には目隠し部21cが形成され、貫通孔20dの右端付近には目隠し部21dが形成されている。個々の目隠し部を区別する必要がない場合には、目隠し部21と適宜称する。目隠し部21は、カバー部材10aの一部が上方に向かってやや隆起した形状を成し、隆起した箇所の一部が貫通孔20の上方に配置されて貫通孔20の一部を隠すように構成されたものである(図3Aおよび図3B参照)。目隠し部21は、カバー部材10aと一体的に成形してもよく、別々に形成したものを溶接、接着、ネジ等の接合部材、組み付け等により接合してもよい。
貫通孔20を介して導電膜が露出している。具体的には、貫通孔20aを介して導電膜52aが露出しており、貫通孔20bを介して導電膜52bが露出しており、貫通孔20cを介して導電膜52cが露出しており、貫通孔20dを介して導電膜52dが露出している。個々の導電膜を区別する必要がない場合には導電膜52と適宜称する。なお、図1、図4、図5、図6および図7では、導電膜52に対して点状のハッチングを付している。
貫通孔20を介して露出する導電膜52は電極として機能する。導電膜52aおよび導電膜52bは、ユーザの接触する体の部位(例えば爪先側の足裏)からユーザの体内に電流を供給するための電流供給用電極として機能する。一方、導電膜52cおよび導電膜52dは、ユーザの接触する体の部位間(例えば右側の踵側の足裏と左側の踵側の足裏の身体間)に生じる電圧を検出するための電圧検出用電極として機能する。供給した電流および検出した電圧の値に基づいて、ユーザの生体インピーダンスを求めることができる。体組成計1の通常の使用時では、導電膜52aにユーザの左足の爪先側の足裏が接触し、導電膜52cにユーザの左足の踵側の足裏が接触する。また、導電膜52bにユーザの右足の爪先側の足裏が接触し、導電膜52dにユーザの右足の踵側の足裏が接触する。
カバー部材10aと底板部材10bとが組み合わさる内部には空間が形成されており、この空間内に表示部23やロードセル、制御基板等が収納されている。カバー部材10aの略中央には表示部23の形状に対応した矩形状の開口28が形成されており、この開口28を介して表示部23を視認可能なように構成されている。表示部23は、LCD(Liquid Crystal Display)有機EL(Electro Luminescence)等からなり、測定後のユーザの体重、体脂肪等が表示部23に表示される。
体組成計1は、例えば4個の脚部(脚部25a、25b、25c、25d)を有している。個々の脚部を区別する必要がない場合には、脚部25と適宜称する。例えば底板部材10bの4隅には脚部25に対応した孔部が形成されており、この孔部を介して脚部25が下方に突出している。
載せ台10内には重量センサ(図示は省略している)が配置されている。重量センサとしては例えば、起歪体と歪みゲージとからなるロードセルを使用することができる。起歪体の一端がカバー部材10aの内面(上面11と反対側の面)12により支持され、起歪体の他端が脚部25に支持されるように構成されている。ユーザが載せ台10の上面11に載ったときの荷重により起歪体が撓むと、歪みゲージが伸縮して歪みゲージの伸縮に応じて抵抗値(出力値)が変化する。この抵抗変化を荷重信号出力の変化として体重を測定することができる。
体組成計1は、操作入力部(図示は省略している)を有している。操作入力部は、例えば、カバー部材10aの上面11に形成されている。操作入力部は、指を近接または接触することにより操作可能なタッチスイッチ(タッチパネル等とも称される)である。タッチスイッチの方式は特定の方式に限定されるものではないが、一例として指を近接または接触させることに伴う静電容量の変化を検出する静電容量方式を挙げることができる。操作入力部はタッチスイッチに限定されず、メカニカルなスイッチ(例えば、ユーザが押下するプッシュスイッチ)でもよい。
体組成計1の載せ台10には、後述する電極ユニットが取り付けられる取付部が形成されている。体組成計1の載せ台10には、例えば電極ユニットの数に対応して4箇所(4個)に取付部が形成されている。
「電極ユニットについて」
次に、体組成計1が有する電極ユニットについて説明する。図4は、本発明の一実施形態にかかる電極ユニット40の構成例を説明するための分解斜視図である。電極ユニット40は、概略、電極部41と、電極部41を支持する基部42とを有している。
電極部41は、略板状のフィルム51を有している。フィルム51は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド等により形成されており、所定面(例えば上面)に導電膜52が成膜されている。
導電膜52の材料としては、例えば、電気的導電性を有する金属酸化物材料、金属材料、炭素材料および導電性ポリマーなどからなる群より選ばれる1種以上を使用することができる。金属酸化物材料としては、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛、酸化インジウム、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、酸化亜鉛−酸化錫系、酸化インジウム−酸化錫系、酸化亜鉛−酸化インジウム−酸化マグネシウム系などが挙げられる。
金属材料としては、例えば、金属ナノ粒子、金属ワイヤーなどを使用することができる。これらの具体的材料としては、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛などの金属、またはこれらの合金などが挙げられる。炭素材料としては、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、フラーレン、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイルおよびナノホーンなどが挙げられる。導電性ポリマーとしては、例えば、置換または無置換のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、およびこれらから選ばれる1種または2種からなる(共)重合体などを使用することができる。導電膜52の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などのPVD(Physical Vapor Deposition)法や、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、塗工法、印刷法など使用することができる。
基部42は、ベース61と突出部62とを有している。ベース61は、例えば、長手方向および短手方向を有し、短手方向の断面がコ字状を成す薄板状の部材である。ベース61は、上壁611と上壁611の両端から下方に向けて立設する側壁612、613とを有している。
突出部62は、上壁611の略中央から上方に突出する薄板状の部材であり、その上面の大きさはフィルム51の外形と略同様に設定されている。ベース61および突出部62は樹脂等から成り、両者を一体成形してもよく、別々に形成したものを溶接、接着、ネジ等の接合部材、組み付け等により接合してもよい。ベース61の上壁611には矩形状の取り付け孔63が形成されている。取り付け孔63は、上壁611の一方の端面614からベース61の中央に向かって形成されており、突出部62の端面622に通じている。
次に、電極ユニット40の組立方法の一例について説明する。始めに、フィルム51の上面に導電膜52を成膜し電極部41を形成する。そして、導電膜52が上方を向くようにして突出部62の上面621に電極部41を接合する。電極部41は、両面テープや接着剤を使用して上面621に接合してもよく、真空貼合装置(OCR方式)等を使用して上面621に接合してもよい。電極部41を基部42に接合することにより電極ユニット40が完成する。
図5Aは、本発明の一実施形態に係る配線部43を示す。配線部43は、コ字状の形状を成し金属等からなるクリップ部71と、クリップ部71に接続されたケーブル72とを有している。クリップ部71は、少なくとも導電膜52に接触するものである。ケーブル72は載せ台10内部に収納されている制御基板に接続されるものである。クリップ部71は、フィルム51が接合された突出部62を挟み込むことができる程度の大きさに設定されている。
配線部43は、例えば、以下のようにして電極ユニット40に対して取り付けられる。配線部43のクリップ部71を取り付け孔63から挿入し、突出部62の端面622付近にクリップ部71を挟み込む。これにより、図5Bに示すように、電極ユニット40に配線部43が接続され、導電膜52とクリップ部71とが接触し電気的な接続がなされる。
「電極ユニットの取り付け例」
上述した電極ユニット40を載せ台10に取り付ける例について説明する。図6に示すように、配線部43が接続された電極ユニット40を4個(電極ユニット40a、40b、40c、40d)用意し、左右方向の一対の電極ユニット(例えば、電極ユニット40a、40b)の向きを互いに逆向きにして整列する。なお以下の説明では、電極ユニット40aを例にして説明するが、他の電極ユニット40b等についても同様である。電極ユニット40aは電極ユニット40と同様の構成を有するものであり、電極ユニット40aの各部および電極ユニット40aに接続される配線部には、電極ユニット40、配線部43に付された参照符号に「a」を付した参照符号を付すこととする。
カバー部材10aの貫通孔20aから電極ユニット40aの導電膜52aが露出するようにして、電極ユニット40aがカバー部材10aの内面12に取り付けられる。カバー部材10aの内面12において貫通孔20aの周囲付近には、爪、ネジ、フック等の取付部が形成されている。個々の取付部において、爪、ネジ等が複数あってもよい。この取付部により電極ユニット40aがカバー部材10aの内面12に取り付けられる。
図7に示すように、電極ユニット40aを取り付けた状態では、クリップ部71a付近が目隠し部21aにより隠され、クリップ部71aやケーブル72aが露出しないように構成されている。これにより、体組成計1の意匠性(デザイン性)が損なわれることを防止している。電極ユニット40aのケーブル72aを制御基板に接続し、カバー部材10aと底板部材10bとを組み合わせて体組成計1が形成される。なお、電極ユニット40aを載せ台10に取り付けた後にケーブル72aを制御基板に接続してもよい。
なお、カバー部材10aではなく底板部材10bに設けられた取付部に電極ユニット40aの基部42aを取り付けてもよい。例えば、底板部材10bの内面において貫通孔20aの下方に対応する位置に枠状の取付部を形成する。この取付部に電極ユニット40aを挿入して取り付けてもよい。底板部材10bの取付部に電極ユニット40aを取り付けた後カバー部材10aを取り付けることで、貫通孔20aから導電膜52aが露出する。
本発明の一実施形態では、カバー部材10aと底板部材10bとを取り外した後に、取付部による取り付け状態を解除することで、電極ユニット40aを載せ台10から取り外すことができる。すなわち、電極ユニット40aは、載せ台10の取付部に着脱可能に取り付けられる。さらに、4個の電極ユニット40のうち例えば電極ユニット40aのみを独立して載せ台10の取付部に着脱することができる。
以上説明した本発明の一実施形態における体組成計1によれば、以下に例示する効果を得ることができる。
従来のようにガラス基板等からなる載せ台に直接、導電膜を成膜する必要がなくなる。
特定の導電膜に傷がつく等して電極に不具合が生じた場合には、当該電極ユニットのみを取り外して交換すればよい(配線部を含めて交換してもよい。)。すなわち、ガラス基板等からなる載せ台全てを交換する必要がなくなり、メンテナンスに係る費用(メンテナンスコスト)を低減することができる。
一実施形態に係る電極ユニットを共通部品として共通化することにより、デザインの異なる体組成計において載せ台のサイズや電極の配置に違いがあっても共通化した電極ユニットにより対応することが可能となる。
一般的な電極はステンレス等の金属板の素地色、もしくは、防さびのために金属板に形成した酸化被膜の色(黒色)であることが多い。しかしながら、例えば導電膜およびフィルムを透明とし基部の色や模様を様々とすることで、載せ台の電極部分を種々の色や模様とすることができる。また、載せ台の色と電極部分の色との組合せを容易に変更することができ、体組成計のデザイン性を向上することができる。なお、この場合、導電膜およびフィルムは、電極ユニットの基部の色や模様を視覚的に認識できる程度の透明度であればよい。
<2.変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。
上述した実施形態では、電極ユニット40を取り付ける取付部として爪、ネジ等を例示したが、これに限定されるものではない。図8Aは、変形例におけるカバー部材10aの形状を示す斜視図であり、図8Bは、図8Aにおける切断線B−Bで切断した場合の断面を示す断面図である。図8Aに示すように、カバー部材10aの上面11の4隅に取付部としての凹部80a、80b、80c、80dが形成されている。図8Bに示すように、凹部80a(他の凹部80b等についても同様)の底部には、カバー部材10aの内部空間に通じる孔部81aが形成されている。
凹部80aに電極ユニット40aを取り付ける例について説明する。載せ台10内部の制御基板に接続されたケーブル72aを孔部81aから上方に引き出し、クリップ部71aを電極部41aに接続する。配線部43aが接続された電極ユニット40aを上方から凹部80aに挿入する。電極ユニット40aを取り外す際には、電極ユニット40aを上方に取り出せばよい。他の凹部80b等についても同様にして電極ユニット40が着脱される。
図9Aは、他の変形例におけるカバー部材10aの形状を示す斜視図であり、図9Bは、図9Aにおける切断線C−Cで切断した場合の断面を示す断面図である。図9Aに示すように上面11の4隅に取付部としての凹部90a、90b、90c、90dが形成されている。図9A、図9Bに示すように、凹部90a(他の凹部90b等についても同様)は、その一端が側面13まで通じており、これにより凹部90aに開放端91aが形成されている。このような構成において、電極ユニット40aを開放端91aから凹部90aにスライドさせて挿入し取り付けることができる。また、電極ユニット40aを反対方向にスライドさせることで凹部90aから電極ユニット40aを取り外すことができる。他の凹部90b等についても同様にして電極ユニット40が着脱される。
なお、図9A、図9Bに示す構成において、実施形態と同様に目隠し部が形成されていてもよい。また、開放端91a、91bが側面15に通じるように形成され、開放端91c、91dが側面16に通じるように形成されてもよい。
以上説明した変形例によれば、カバー部材10aと底板部材10bとを取り外さなくても電極ユニット40を載せ台10に取り付けることができ、また、電極ユニット40を載せ台10から取り外すことができる。
さらに、載せ台10に形成される取付部は、上述したネジ、爪等の取付部材、凹部等に限定されるものではなく、上面11から上方にやや凸となる凸部でもよい。
電極ユニット40の形状は実施形態のものに限定されず適宜、変更可能である。上述の図8、9の例において、電極ユニット40の形状が凹部80a、凹部90aに挿入可能なように全体として薄板状を成していてもよい。ユーザによってわかりやすくするために、電極ユニット40の形状を足先や踵を模した形状としてもよい。
上述した実施形態における電極ユニット40は、導電膜52を成膜したフィルム51を基部42に接合する構成としたが、基部42に導電膜52を直接、成膜してもよい。また、導電膜52を成膜するものは、フィルム51に限定されることなく、フィルム状(薄い膜状)でないものに導電膜52を成膜してもよい。素材として、フィルムの代わりにガラス(フィルム状のものでもよく、板状のようにフィルム状でないものでもよい)が使用されてもよい。
上述した実施形態では、載せ台10が略板状の部材として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、載せ台10が円盤状の部材でもよい。表示部23の表示内容は体重等の測定結果に限定されることはなく、ユーザの年齢等の設定内容を表示することができる。なお、脚部25の数、形成位置等は適宜、変更することができる。また、なお、起歪体の一端がカバー部材10aの内面12により支持され、起歪体の他端が底板部材10bの内面により支持されてもよい。この場合には、底板部材10bに孔部を設ける必要はなく底板部材10bの底面に脚部を形成すればよい。
上述した実施形態では、本発明を体組成計に適用した例について説明したが、他の装置、例えば、体重のみを測定する体重計等に対して適用することもできる。
1・・・体組成計
10・・・載せ台
11・・・載せ台の上面
13,14・・・載せ台の側面
20a,20b,20c,20d・・・貫通孔
40・・・電極ユニット
41・・・電極部
42・・・基部
43・・・配線部
80a,80b,80c,80d・・・凹部
90a,90b,90c,90d・・・凹部
91a,91b,91c,91d・・・開放端

Claims (2)

  1. フィルムの上面に導電膜が成膜されている電極部と、上壁と前記上壁の両側から下側に向けて立設する側壁とを有するベース、及び、前記上壁を周りにして前記上壁から上方に突出する突出部を有する基部と、を有し、前記突出部の上面に前記電極部が接合されている電極ユニットと、
    前記電極部に接続される配線部と、
    前記突出部の大きさと略同じ大きさであり内外に通じる貫通孔と、内面における前記貫通孔の周囲付近に前記電極ユニットが着脱可能に取り付けられる取付部とを有する載せ台と
    を備える生体情報測定装置。
  2. 前記配線部は、前記突出部及び前記電極部を挟み込んだクリップ部と、前記クリップ部に接続されたケーブルと、により構成されている
    請求項1に記載の生体情報測定装置。
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