KR20170083909A

KR20170083909A - 최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치

Info

Publication number: KR20170083909A
Application number: KR1020160003389A
Authority: KR
Inventors: 조용석; 손영달
Original assignee: 건양대학교산학협력단
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2017-07-19

Abstract

본 발명은 체지방을 측정 시 손으로부터 인가되는 압력을 측정하여 적정한 압력이 가해진 상태에서 체지방 측정을 함으로써 정확한 체지방을 측정할 수 있는 최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치에 관한 것이다.

Description

최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치 {HUMAN BODY FAT MEASURING DEVICE THAT DETECTS THE OPTIMUM MEASUREMENT CONDITIONS}

본 발명은 체지방 측정 장치에 관한 것으로, 자세하게는 체지방을 측정 시 손으로부터 인가되는 압력을 측정하여 적정한 압력이 가해진 상태에서 체지방 측정을 함으로써 정확한 체지방을 측정할 수 있는 최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치에 관한 것이다.

체지방은 몸속에 있는 지방은 섭취한 영양분 중 쓰고 남은 영양분을 몸 안에 축적해 놓은 에너지 저장고로서, 필요시 분해되어 에너지를 만들게 된다. 하지만, 이러한 체지방은 그 양이 많거나 적을 경우 도리어 해롭게 작용하게 되며, 최근에는 건강과 몸매관리의 측면에서 비만에 대한 관심이 증가하는 가운데 체지방 측정에 대한 필요성이 증대되고 있다. 특히 이러한 체지방의 측정은 성인병의 발병 원인으로 알려지고 있는 비만 여부를 판단하는 주요 지표로 사용되면서, 체지방 측정을 위한 다양한 제품이 개발되고 있다.

이를 위해 주로 사용되는 방식은 체지방 양에 따라 인체의 생체전기 임피던스가 달라지는 것을 이용하는 방식으로 사용자 신체에 다수개의 전극을 설치하고, 외부 전원 및 계측장치를 연결하여 신체 내로 유통된 임피던스를 측정하게 되며 소형화와 더불어 그 조작이 용이한 체지방측정장치가 개발되고 있다.

이러한 체지방 측정장치에 있어 측정 자세, 측정 전극과의 접촉 면적 등이 측정 결과에 영향을 주게 되며 특히 휴대형 체지방 측정장치를 이용하여 측정함에 있어, 두 손을 가능한 곧게 펴고 자세를 안정시킨 후에 측정하도록 권고되고 있다.

하지만, 이러한 바른 자세에서도 손가락으로 측정 전극을 누르는 압력에 비례하는 접촉 면적의 변동에 의해 측정 결과가 상당하게 차이 나는 것이 관찰되며, 접촉 압력이 크면 측정된 체지방 값도 크고, 반대로 접촉 면적이 작으면 측정된 체지방 값도 작게 나타나는 등 차이를 보이고 있다.

이러한 압력은 사용자의 상태에 따라 측정할 때마다 다를 수 있으므로 이러한 변화를 적절하게 상할 필요가 있다. 그렇지 않으면 체지방 측정기의 재현성 즉, 접촉 면적을 제외한 다른 조건들이 변동하지 않는 상태에서 접촉 면적이 변동함에 따른 신뢰성 있는 측정 결과를 제공할 수 없게 된다.

등록실용신안공고 제20-0243938호(2001.10.29 공고.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 체지방 전극의 뒷면에 압력을 측정할 수 있는 로드셀을 부착하여 항상 정해진 압력 상태에서 체지방을 측정하도록 하여 체지방 측정의 재현성을 높일 수 있는 최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 사용자가 양손으로 잡은 상태로 체지방을 측정할 수 있는 몸체를 구비한 체지방 측정 장치에 있어서, 상기 몸체 전면에 형성되어 전류를 공급하는 복수의 제1전극과, 상기 몸체 후면으로 상기 제1전극과 대향되는 위치에 형성되어 전류를 측정하는 제2전극으로 이루어진 측정전극부; 상기 제1전극 배면에 위치하여 상기 제1전극에 인가되는 압력을 측정하는 로드셀부; 상기 측정전극부의 측정전류 및 로드셀부의 측정압력을 디지털 신호로 변환하는 변환부와, 디지털 신호로 변환된 상기 측정전극부의 측정전류를 통해 체지방을 계산하는 산출부를 구비하는 제어부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 제어부는 상기 로드셀부의 측정압력이 설정범위에 있는 경우 상기 측정전극부를 동작시켜 전류측정이 이루어지도록 하는 판단부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 몸체 전면으로 상기 디지털 신호를 시각적으로 출력하는 인터페이스부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제어부는 로드셀부의 측정압력을 설정범위와 비교하여 설정범위에서 벗어날 경우 상기 인터페이스부를 통해 강도조절 메시지를 출력하는 안내부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 측정전류 및 측정압력을 외부 단말기로 전송하는 통신부; 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 측정전류 및 측정압력을 시간 흐름에 따라 저장하는 메모리와, 상기 메모리에 저장된 데이터를 분석하여 측정압력에 대한 측정전류의 변화를 산출하는 분석부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1전극은 배면으로 돌출된 복수의 지지축을 구비하고, 상기 몸체는 상기 각 지지축을 수용하는 복수의 지지공을 구비하되, 상기 로드셀부는 상기 각 지지공에 수용되어 지지축에 접하는 복수의 로드셀로 이루어질 수 있다.

본 발명을 통해 사용자가 체지방 측정을 위해 전극을 잡는 압력의 차이에 따라 체지방 측정값이 달라지는 문제를 해결하여 재현성이 뛰어난 체지방 측정이 이루어질 수 있다.

도 1은 휴대용 타입 체지방 측정 장치의 사용예를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 및 로드셀의 구조를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명을 통한 체지방 측정과정을 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 변형 실시예에 따른 전극 및 로드셀의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 1은 휴대용 타입 체지방 측정 장치의 사용예를 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 및 로드셀의 구조를 나타낸 단면도이다.

본 발명에서는 사용자가 간편하게 휴대하며 체지방을 측정할 수 있는 휴대용 타입의 몸체(100)가 구비된다. 상기 몸체(100)는 소형으로 이루어지되 사용자가 양손으로 좌우측 끝 부분을 잡을 수 있는 형태를 갖고, 전면으로는 선택적으로 처리 신호를 시각적으로 출력하고 사용자로부터 동작명령을 입력받을 수 있는 인터페이스부(140)를 구비할 수 있다.

이와 같은 자체 인터페이스부(140)를 통해 독립적인 구동이 이루어져 체지방을 측정하는 방법도 가능하나, 상기 몸체 내부에 근거리 무선통신모듈인 통신부(150)를 내장함으로 각종 데이터 처리가 가능한 휴대 단말기와 연동하여 제어 및 측정결과의 확인이 이루어지도록 함으로 상기 몸체의 크기를 더욱 소형화하는 것도 가능하다. 후자의 경우 인터페이스부는 상기 몸체(100)의 전면이 아닌 연동하는 휴대 단말기의 인터페이스부를 사용하게 된다.

본 발명은 종래의 체지방 측정장치와 같이 몸체(100)의 양측에 설치된 측정전극부(110)를 갖는다. 이와 같은 측정전극부(110)는 통상 4개의 전극으로 구성되며, 도 1에 도시된 바와 같이 두 개가 한 쌍으로 구분되어 상기 몸체(100)의 좌측 및 우측의 전면과 후면으로 각각 하나씩 설치된다. 이때 좌측 및 우측 전면의 전극이 제1전극(111, 111')이 되고, 좌측 및 우측 후면의 측정 제2전극(113, 113')이 되며, 상기 제2전극(113, 113')은 각각 상기 제1전극(111, 111')과 대향되는 위치에 형성되어 사용자는 좌측 손으로 몸체 좌측의 제1전극(111) 및 제2전극(113)을, 우측 손으로 몸체 우측의 제1전극(111') 및 제2전극(113')을 각각 손으로 쥔 상태로 사용하게 된다.

또한, 상기 제1전극(111, 111')은 사용자의 신체로 전류를 공급하고, 상기 제2전극(113, 113')은 사용자로부터 흘러나오는 전류를 받아 측정하는 역할을 하며, 이와 같은 측정전극부(110)를 통해 신체의 임피던스를 산출함으로 체지방 계산이 이루어지는 과정은 통상의 체지방 측정장치에서 사용되는 방식이라 할 수 있다.

이때 사용자의 손가락 또는 손바닥으로부터 제1전극(111, 111')에 가해지는 압력에 따라 임피던스 값이 달라짐에 따라 본 발명에서는 상기 제1전극(111, 111') 배면에 위치하여 상기 제1전극(111, 111')에 인가되는 압력을 측정하는 로드셀부(120)가 구비된다.

로드셀(121)은 하중 변화를 저항의 변화로 변화시켜주는 전기적인 부품으로, 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 로드셀부(120)는 상기 제1전극(111, 111')이 2개 구비됨에 따라 각각의 제1전극(111, 111')에 대응하여 2개의 로드셀(121)이 구비된다.

상기 몸체(100) 내부에는 체지방 계산을 위한 마이크로프로세서를 포함하여, 전원을 공급받고 상기 측정전극부(110) 및 로드셀부(120)를 제어하기 위한 제어부(130)가 내장된다. 본 발명에서 상기 몸체(100)는 휴대가 간편한 휴대용 타입으로 구성되므로 공급되는 전원은 상기 몸체(100)에 내장되는 소형의 배터리를 통해 이루어지는 것이 바람직하며, 이와 같은 전원공급 수단에 대해서는 공지된 기술로서 발명의 취지가 흐려지는 것을 방지하기 위해 구체적인 설명을 생략한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 제어부(130)는 변환부(131)와, 산출부(132)와, 판단부(133)와, 안내부(134)를 구비하게 된다.

상기 변환부(131)는 A/D 변환기에 해당하는 구성으로 아날로그 신호인 상기 측정전극부(110)의 측정전류 및 로드셀부(120)의 측정압력을 디지털 신호로 변환하여 처리가 용이하도록 한다.

상기 산출부(132)는 디지털 신호로 변환된 상기 측정전극부(110)의 측정전류를 통해 체지방을 계산하는 구성이다. 즉 각각 2개의 제1전극(111, 111') 및 제2전극(113, 113'), 총 4개의 전극을 통해 4개 지점의 저항을 형성하고, 실질적으로 이러한 4개 지점의 저항 중심부에 위치하게 되는 사용자의 신체 내부를 또 다른 저항으로 구성하여 사용자의 신체가 갖는 저항값을 계측하는 교류 브리지(AC bridge) 방식으로 신체의 임피던스 계산이 이루어지고 이에 대응하는 체지방 값을 출력하는 것이다.

상기 판단부(133)는 상기 로드셀부(120)의 측정압력을 지속적으로 감지하며 측정된 압력이 설정범위에 있는 경우 상기 측정전극부(110)를 동작시켜 전류측정이 이루어지도록 구성된다. 즉 종래 방식으로는 사용자가 체지방 측정을 위해 측정전극부(110)를 잡는 압력의 차이에 따라 체지방 측정값이 달라지는 현상이 발생하여 재현성이 상당히 떨어졌으나, 본 발명에서는 사용자가 측정전극부(110)를 잡는 압력을 감지하여 일정 압력에서 측정전극부(110)가 동작하도록 함으로 반복 측정시에도 항상 동일한 최적의 조건에서 측정이 이루어짐에 따라 재현성을 향상시킬 수 있다.

상기 안내부(134)는 로드셀부(120)의 측정압력을 설정범위와 비교하여 설정범위에서 벗어날 경우 상기 인터페이스부(140)를 통해 강도조절 메시지를 출력하는 구성으로, 사용자가 안내 메시지를 통해 손의 압력을 알맞게 조절함으로 더욱 신속한 측정이 이루어질 수 있게 된다. 이때 상기 몸체(100)에 인터페이스부(140)가 구비될 경우 이를 통해 상기 강도조절 메시지를 출력하게 되며, 몸체(100)에 인터페이스부(140)가 구비되지 않고 통신부(150)가 내장될 경우 상기 통신부(150)를 통해 연동되는 단말기를 통해 강도조절 메시지가 출력되도록 할 수 있다.

상기 통신부(150)는 앞서 언급한 바와 같이 근거리 무선통신 모듈로 이루어져 상기 측정전극부(110) 및 로드셀부(120)에서 각각 측정된 전류 및 압력을 비롯한 각종 처리신호를 외부 단말기로 전송하는 구성이다. 이를 위한 다양한 근거리 통신기술이 적용될 수 있으나 본 발명에서는 블루투스를 사용함으로 보안성 및 신뢰성을 확보하고 상용화된 다양한 휴대 단말기와 쉽게 연동이 이루어질 수 있도록 하며, 특히 블루투스 4.0 기술을 채용함으로 전력소비를 현저히 줄여 소형의 배터리로도 장시간 동안 구동이 가능하게 된다.

도 4는 본 발명을 통한 체지방 측정과정을 나타낸 순서도로서, 상기 판단부(133) 및 안내부(134)가 구비됨에 따른 바람직한 측정과정을 나타내고 있다.

상기 측정전극부(110)와 로드셀부(120)를 동시에 구동할 수도 있으나 바람직하게는 먼저, 상기 로드셀부(120)를 구동하여 압력을 측정하게 되며, 측정된 압력이 설정된 범위에 존재하지 않을 경우 잡는 압력을 높이거나 낮추라는 취지의 메시지를 강도레벨과 함께 상기 인터페이스부(140)를 통해 출력하게 된다.

이후 사용자가 메시지에 따라 손의 힘을 적절히 조절하여 설정된 압력범위가 될 경우 상기 측정전극부(110)를 가동하여 체지방측정이 이루어지도록 하게 된다.

이때 설정을 위한 압력범위의 산출 및 테스트를 위한 구성으로 상기 제어부(130)는 메모리(135)와 분석부(136)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우 앞서 설명한 도 4와 같은 절차로 이루어지는 측정 모드와는 별도의 테스트모드를 통해 측정전극부(110)와 로드셀부(120)의 동시 구동 및 측정이 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 메모리(135)는 상기 측정전류 및 측정압력을 시간 흐름에 따라 저장하는 구성이다. 앞서 언급한 별도의 모드를 통해 측정되는 전류와 압력을 동시에 저장하여 압력에 따른 전류의 변화를 확인할 수 있도록 한다.

상기 분석부(136)는 상기 메모리(135)에 저장된 데이터를 분석하여 측정압력에 대한 측정전류의 변화를 산출하는 구성으로, 이렇게 산출된 데이터는 상기 통신부(150)를 통해 외부 단말기로 전송되거나 상기 인터페이스부(140)를 통해 출력됨으로 동일한 사용자에 대하여 상기 측정전극부(110)를 잡는 압력의 변화에 따라 산출되는 체지방 수치를 확인할 수 있도록 함으로 상기 판단부(133)에 설정될 적정 압력범위를 산출하는 자료로 활용할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 변형 실시예에 따른 전극 및 로드셀의 구조를 나타낸 분해 사시도로서, 상기 로드셀(121)의 크기가 작고 상기 측정전극부(110)의 크기가 사용자의 손가락의 접촉면적에 비해 커 위치가 편향될 압력측정의 정확성을 높일 수 있는 구조를 나타내고 있다.

이를 위해 상기 제1전극(111, 111')은 배면, 즉 상기 몸체(100) 측으로 돌출된 복수의 지지축(112)을 구비하고, 상기 몸체(100)는 상기 각 지지축(112)을 수용하는 복수의 지지공(101)을 구비하게 된다. 상기 제1전극(111, 111')의 크기 및 형상에 따라 상기 지지축(112)의 수가 달라질 수 있으며, 첨부된 도면에서는 4개의 지지축(112)이 형성된 모습을 나타내고 있다. 상기 지지공(101)은 상기 지지축(112)과 동일한 개수로 형성되며, 상기 로드셀부(120)는 상기 각 지지공(101)에 수용되어 지지축(112)에 접하는 복수의 로드셀(121)로 이루어져, 각 로드셀(121)이 각 지지축(112)으로부터 인가되는 하중을 측정하게 된다.

이때 상기 판단부(133)는 하나의 제1전극(111, 111')에 설치된 복수의 로드셀(121) 각각의 측정압력을 감지하되 특정한 로드셀에 하중이 집중되는 것이 인지됨에 따라 상기 안내부를 통해 이를 사용자에게 알리게 된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

100: 몸체 101: 지지공
110: 측정전극부 111, 111': 제1전극
112: 지지축 113, 113': 제2전극
120: 로드셀부 121: 로드셀
130: 제어부 131: 변환부
132: 산출부 133: 판단부
134: 안내부 135: 메모리
136: 분석부 140: 인터페이스부
150: 통신부

Claims

사용자가 양손으로 잡은 상태로 체지방을 측정할 수 있는 몸체(100)를 구비한 체지방 측정 장치에 있어서,
상기 몸체 전면에 형성되어 전류를 공급하는 복수의 제1전극(111, 111')과, 상기 몸체(100) 후면으로 상기 제1전극(111, 111')과 대향되는 위치에 형성되어 전류를 측정하는 제2전극(113, 113')으로 이루어진 측정전극부(110);
상기 제1전극(111, 111') 배면에 위치하여 상기 제1전극(111, 111')에 인가되는 압력을 측정하는 로드셀부(120);
상기 측정전극부(110)의 측정전류 및 로드셀부(120)의 측정압력을 디지털 신호로 변환하는 변환부(131)와, 디지털 신호로 변환된 상기 측정전극부(110)의 측정전류를 통해 체지방을 계산하는 산출부(132)를 구비하는 제어부(130); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부(130)는 상기 로드셀부(120)의 측정압력이 설정범위에 있는 경우 상기 측정전극부(110)를 동작시켜 전류측정이 이루어지도록 하는 판단부(133)를 구비하는 것을 특징으로 하는 최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치.
제2항에 있어서,
상기 몸체(100) 전면으로 상기 디지털 신호를 시각적으로 출력하는 인터페이스부(140)를 더 포함하고,
상기 제어부(130)는 상기 제어부는 로드셀부(120)의 측정압력을 설정범위와 비교하여 설정범위에서 벗어날 경우 상기 인터페이스부(140)를 통해 강도조절 메시지를 출력하는 안내부(134)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 측정전류 및 측정압력을 외부 단말기로 전송하는 통신부(150); 를 더 포함하고,
상기 제어부(130)는 상기 측정전류 및 측정압력을 시간 흐름에 따라 저장하는 메모리(135)와, 상기 메모리(135)에 저장된 데이터를 분석하여 측정압력에 대한 측정전류의 변화를 산출하는 분석부(136)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1전극(111, 111')은 배면으로 돌출된 복수의 지지축(112)을 구비하고,
상기 몸체(100)는 상기 각 지지축(112)을 수용하는 복수의 지지공(101)을 구비하되,
상기 로드셀부(120)는 상기 각 지지공(101)에 수용되어 지지축(112)에 접하는 복수의 로드셀(121)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 최적 측정조건을 감지하는 체지방 측정 장치.