JP2005296415A

JP2005296415A - 体組成測定装置

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Publication number: JP2005296415A
Application number: JP2004118269A
Authority: JP
Inventors: Kazuyasu Koyama; 一康小山
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2005-10-27
Also published as: US20050228449A1; CN1682655A; EP1586267A1; CN100377688C

Abstract

【課題】身体部位と電極との接触位置や接触面積のバラツキに起因すると考えられる種々の問題を解決し、測定バラツキを抑え、使用者が煩雑感を持つことなく、更にはデザイン上の自由度を高くすることのできる体組成測定装置を提供すること。
【解決手段】本発明の体組成測定装置は、使用者の身体の２部位間に通電するための少なくとも一組の通電電極と、この２部位間の電位差を測定するための少なくとも一組の測定電極と、これら複数の電極が互いに絶縁して配設された面を有する本体とを備えてなる体組成測定装置であって、前記複数の電極は、前記一組の通電電極の夫々が前記測定電極と身体との接触点を挟む複数の点で身体と接触し、且つ、前記一組の測定電極の夫々が前記通電電極と身体との接触点を挟む複数の点で身体と接触するように、前記本体の面に配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用者の体脂肪、内臓脂肪、体水分、筋肉、骨、基礎代謝等といった体組成を測定するための体組成測定装置に関し、より詳しくは、使用者の身体の２部位間に通電するための少なくとも一組の通電電極と、この２部位間の電位差を測定するための少なくとも一組の測定電極と、これら複数の電極が互いに絶縁して配設された面を有する本体とを備えてなる体組成測定装置に関する。

近年の健康管理意識の高まりから、使用者の体脂肪、内臓脂肪、体水分、筋肉、骨、基礎代謝等といった体組成（以下、単に「体組成」と総称する。）を測定するための体組成測定装置が開発され、実用化されている。特に、使用者の身体の２部位間に通電するための少なくとも一組の通電電極と、この２部位間の電位差を測定するための少なくとも一組の測定電極と、これら複数の電極が互いに絶縁して配設された面を有する本体とを備えてなる体組成測定装置（例えば、特許文献１、２、３及び４参照。）は、使用者の生体電気インピーダンスを利用して体組成を測定するもので、その簡便性と正確性が支持され広く市場に普及している。

登録実用新案第２５１４２５９号公報特開２００１−７８９７８号公報特開２００１−２２８０１３号公報米国特許第６４７３６４３号明細書

上記従来の体組成測定装置では、足裏や掌といった身体部位に通電電極と測定電極とが対をなして接触するものであるが、この接触位置がずれるとその測定結果に大きなバラツキが出てしまう。この測定バラツキは、身体部位に対する通電電極と測定電極との接触面積のバラツキに起因するものと考えられる。つまり、例えば特許文献１の装置において、使用者が基台の前方寄り（足先用電極寄り）に乗ったとすると、後方寄り（踵用電極寄り）に乗った場合に比して、足先用電極との接触面積が踵用電極との接触面積よりも相対的に大きくなる。この接触面積のバラツキが、身体部位と電極との間の接触インピーダンスを含む生体電気インピーダンスに影響し、最終的な体組成の測定結果にバラツキを生じさせているものと考えられる。

そこで、この測定バラツキを抑えるため、特許文献１から３の各装置においては、電極と足裏や掌との接触位置を規制するためのガイドや凹部、凸部等を電極の周辺部や電極上に形成している。しかしながら、斯かるガイドや凹部、凸部等が形成されているとはいえ、装置を使用する際に足裏や掌と電極との接触位置を気にしなければならないことは、使用者にとっては煩わしいものである。ましてや、特許文献４の装置の如く、斯かるガイドや凹部、凸部等すら形成されておらず、例えばその取扱い説明書等において足裏と電極との接触位置に関する注意書きが付されているだけの装置では、使用者は毎回自分でその接触位置の正しさを確認せねばならず、即ち、生体電気インピーダンスを利用した装置の最大の利点である簡便性が大きく損なわれてしまっており、体組成測定装置を気軽に使用して健康管理に役立てようという使用者の気持ちを挫くことになりかねない。

そして、上述の如き煩雑感は、足裏と電極とを接触させる装置の場合に特に強くなる。これは、足裏と電極とを接触させる装置の場合、使用者は装置の上面に起立した状態でその足元を確認しなければならず、目前で掌と電極とを接触させ得る装置の場合に比して、その接触状態を目視し難いことによる。

また、前述の測定バラツキが身体部位と電極との接触面積のバラツキに起因するものであるとすると、特許文献１から３に開示された如きガイドや凹部、凸部等により身体部位と電極との接触位置を規制したとしても、電極に接する身体部位の大きさによって測定結果が変わることになる。即ち、例えば特許文献１の装置において、足サイズの大きな使用者Ａと足サイズの小さな使用者Ｂとが夫々踵ガイドを用いて正しい立ち位置で測定を行った場合、踵用電極との接触面積は使用者Ａ、Ｂでほとんど変わらない一方で、使用者Ａの足先用電極との接触面積は使用者Ｂのそれに比して大きくなるから、これが最終的な体組成の測定結果に影響を及ぼし、何れかの使用者の測定精度の低下を招いている可能性がある。

更にまた、特許文献１から３に開示された如きガイドや凹部、凸部等には、電極部を含む装置全体のデザインやデザインの自由度を損ねるという別の観点からの問題もある。例えば、特許文献３の装置の如く、透明な載せ台に透明被膜からなる電極を配設するような場合に、電極上に立ち位置を決めるための凸部を形成したのでは、装置全体のデザイン性が損なわれる虞がある。

本発明の目的は、上述したような身体部位と電極との接触位置や接触面積のバラツキに起因すると考えられる種々の問題を解決し、測定バラツキを抑え、使用者が煩雑感を持つことなく、更にはデザイン上の自由度を高くすることのできる体組成測定装置を提供することにある。

本発明の体組成測定装置は、使用者の身体の２部位間に通電するための少なくとも一組の通電電極と、この２部位間の電位差を測定するための少なくとも一組の測定電極と、これら複数の電極が互いに絶縁して配設された面を有する本体とを備えてなる体組成測定装置であって、前記複数の電極は、前記一組の通電電極の夫々が前記測定電極と身体との接触点を挟む複数の点で身体と接触し、且つ、前記一組の測定電極の夫々が前記通電電極と身体との接触点を挟む複数の点で身体と接触するように、前記本体の面に配設されているものである。

ここで、前記複数の電極は、使用者の左右夫々の足裏に接触して両足間に通電すると共に両足間の電位差を測定すべく、前記通電電極と前記測定電極とが対をなして前記本体の上面に配設されているものであってよい。

また、前記使用者の足裏に対をなして接触する通電電極と測定電極とは、夫々が上面視で櫛形に形成され、且つ、互いにその歯部を噛合せるように対向して配設されているものであってよい。

或いは、前記使用者の足裏に対をなして接触する通電電極と測定電極とは、夫々が上面視で複数の小片に形成され、且つ、通電用の小片電極と測定用の小片電極とが交互に配設されているものであってよい。

そして、前記小片電極は、上面視で円形又は棒形であってよい。

本発明の体組成測定装置であれば、通電電極と測定電極とが、夫々相手方の電極を挟むように本体の面に配設されることになる。このように配設された電極群であれば、身体部位との接触位置が多少ずれたとしても、身体との接触面積全体は大きく変わらない。従って、身体部位との接触位置に拘らず、身体部位との接触面積のバラツキを低減し、これに起因する測定バラツキを抑えることが可能な体組成測定装置とすることができる。この結果、身体部位との接触位置を強く規制する必要がなくなるので、使用者の煩雑感を払拭し、且つ、接触位置を規制するためのガイドや凹部、凸部等を廃止して装置のデザインの自由度を向上させた体組成測定装置とすることができる。

また、本発明の体組成測定装置は、使用者の左右夫々の足裏に接触して両足間に通電すると共に両足間の電位差を測定すべく、前記通電電極と前記測定電極とが対をなして前記本体の上面に配設されているものとすることが可能で、これによれば、従来特に強い煩雑感を使用者に与えていた足裏と電極とを接触させるタイプの体組成測定装置において、その煩雑感を払拭することができる。

そして、前記通電電極と前記測定電極とは、夫々が上面視で櫛形に形成され、且つ、互いにその歯部を噛合せるように対向して配設されているものや、或いは夫々が上面視で複数の円形や棒形の小片に形成され、且つ、通電用の小片電極と測定用の小片電極とが交互に配設されているもの等、様々なデザインとすることができる。

以下、本発明の好適な実施例を、図面を用いて説明する。図１は、本発明による体組成測定装置１の概略外観図である。図２は、この体組成測定装置１に内蔵された電気回路構成の概要を示すブロック図である。図３は、この体組成測定装置１を使用する際の使用者の立ち位置を説明するための図である。図４及び図５は、本発明の様々な実施形態を説明するための図である。図６は、本発明の効果を確認するための比較試験に用いた従来の体組成測定装置１’の概略外観図である。

図１に示すように、この体組成測定装置１は、その本体２が基台２ａとこの基台２ａに載置された載台２ｂとから構成されており、載台２ｂの上面２ｃには、使用者の身体の２部位としての左右の足裏間に交流電流を流すための通電電極３ａ、３ｂと、このときに左右の足裏間に生じる電圧（電位差）を測定するための測定電極４ａ、４ｂと、この体組成測定装置１で測定された体組成の表示等に用いる公知の液晶画面等からなる表示装置５と、使用者が性別、年齢、身長等の個人データを入力するための入力装置６とが配設されている。ここで、載台２ｂの上面２ｃは樹脂製であり、通電電極３ａ、３ｂと測定電極４ａ、４ｂとは、上面２ｃにおいて互いに絶縁されている。また、入力装置６は、入力データの選択操作等に用いる選択キー６ａ、６ｂと、入力データの決定操作等に用いる決定キー６ｃとを含んでいる。また、本体２の側面には、既に入力済みの個人データがある場合にこれを呼出すための４つのキー７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄからなる個人キー７と、電源キー８とが配設されている。

また、図２に示すように、この体組成測定装置１の本体２の内部には、前記通電電極３ａ、３ｂに接続された電流供給回路９と、前記測定電極４ａ、４ｂに接続された電圧測定回路１０と、荷重に応じた電圧を出力することにより使用者の体重を測定するための重量センサ１１と、これら電圧測定回路１０及び重量センサ１１からの電圧信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器１２と、前記表示装置５及び前記入力装置６に接続された入出力回路１３と、入力された個人データ、測定された体重、測定された体組成を記憶させるための記憶装置１４と、電池を含む電源装置１５と、これら電流供給回路９、Ａ／Ｄ変換器１２、入出力回路１３、記憶装置１４及び電源装置１５に電気的に接続された制御装置１６とが配設されている。

このような構成において、制御装置１６は、公知の演算素子（ＣＰＵ）を含み、記憶装置１４に予め記憶された制御プログラムを実行することにより、通電電極３ａ、３ｂに交流電流を供給する制御、この電流値と測定電極４ａ、４ｂで検出される電圧値とに基づいて使用者の生体電気インピーダンスを算出する制御、この生体電気インピーダンスと入力装置６で入力された使用者の個人データと重量センサ１１で測定された使用者の体重とから使用者の体組成を算出する制御、入力された個人データ、測定された体重、算出された体組成を表示装置５に表示し、及び記憶装置１４に記憶させる制御等、各種の制御処理を実行し、以って使用者の体組成を測定するものである。尚、これらの制御処理については、従来公知の体組成測定装置と変わるところがないので、これ以上の説明は割愛する。

本発明の実施例たる体組成測定装置１の特徴的な構成は、その電極の配設構造にある。まず、通電電極３ａと測定電極４ａとは、使用者の左足裏に接触するように、対をなして本体２の上面２ｃに配設されている。そして、これらの電極３ａ、４ａは、夫々が上面視で櫛形に形成され、互いにその歯部３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａ（図３参照）を噛合せるように対向して配設されている。同様に、通電電極３ｂと測定電極４ｂとは、使用者の右足裏に接触するように、対をなして本体２の上面２ｃに配設され、夫々が上面視で櫛形に形成され、互いにその歯部を噛合せるように対向して配設されている。

使用者は、体組成を測定するため、上述の如く配設された電極３ａ、４ａ及び電極３ｂ、４ｂに左右夫々の足裏を接触させて本体２の上面２ｃに立つわけであるが、このときの立ち位置は、図３に示すように測定の度にずれる可能性がある。図３において、破線で描かれた楕円は、使用者の左足が乗せられた領域を模式的に表すものであり、各電極３ａ、４ａは、この楕円の内側と重なる部分で、使用者の左足裏と接触している。即ち、図３（ａ）は、使用者の左足が電極配列の略中央に乗せられた状態を示しており、図３（ｂ）は立ち位置が前方にずれた状態を、図３（ｃ）は立ち位置が後方にずれた状態を示している。

ここで、通電電極３ａは、図３（ａ）から（ｃ）の何れの場合においても、測定電極４ａと足裏との接触点を含む歯部４２ａを挟んで配設された歯部３１ａと歯部３２ａとにおいて、足裏と接触している。即ち、通電電極３ａと足裏との接触面積は、図３（ａ）から（ｃ）の何れの場合においても、略同等であるということができる。

一方、測定電極４ａは、図３（ａ）の場合は歯部４１ａの一部と歯部４２ａと歯部４３ａの一部とにおいて、図３（ｂ）の場合は歯部４１ａの大部分と歯部４２ａとにおいて、図３（ｃ）の場合は歯部４２ａと歯部４３ａの大部分とにおいて、夫々足裏と接触している。即ち、測定電極４ａと足裏との接触面積も、図３（ａ）から（ｃ）の何れの場合においても、略同等であるということができる。尚、歯部４１ａと歯部４２ａは、通電電極３ａと足裏との接触点を含む歯部３１ａを挟んで配設されており、歯部４２ａと歯部４３ａとは、通電電極３ａと足裏との接触点を含む歯部３２ａを挟んで配設されている。

通電電極３ａ及び測定電極４ａの配設構造は上述の通りであるが、これと同様の配設構造が、右足裏に接触する通電電極３ｂ及び測定電極４ｂにおいても採用されている。

上述のように、この体組成測定装置１では、身体の２部位としての両足裏間に通電するための一組の通電電極３ａ、３ｂと、両足間の電位差を測定するための一組の測定電極４ａ、４ｂと、これら複数の電極３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂが互いに絶縁して配設された上面２ｃを有する本体２とを備え、前記一組の通電電極３ａ、３ｂの夫々が、前記測定電極と足裏との接触点（例えば、歯部４２ａに含まれる点）を挟む複数の点（例えば、歯部３１ａに含まれる点と歯部３２ａに含まれる点）で足裏と接触し、且つ、前記一組の測定電極４ａ、４ｂの夫々が、前記通電電極と足裏との接触点（例えば、歯部３１ａに含まれる点、又は歯部３２ａに含まれる点）を挟む複数の点（例えば、歯部４１ａに含まれる点と歯部４２ａに含まれる点、又は歯部４２ａに含まれる点と歯部４３ａに含まれる点）で足裏と接触するように、前記本体２の上面２ｃに配設されている。この結果、図３（ａ）から（ｃ）の如く足裏の接触位置がずれたとしても、各電極と足裏との接触面積全体は大きく変わらず、接触面積のバラツキが低減されるものである。

図４及び図５には、本発明の様々な実施の形態が模式的に表されている。

図４（ａ）の体組成測定装置１０１では、前記体組成測定装置１の場合と同様に、上面視で櫛形に形成された通電電極３０１ａ、３０１ｂと測定電極４０１ａ、４０１ｂとが用いられているが、体組成測定装置１に比して歯部の数が増やされている。歯部の数が増えた分、接触位置のずれを更に効果的に吸収して接触面積のバラツキを抑え得るものである。

図４（ｂ）の体組成測定装置１０２では、通電電極３０２ａ、３０２ｂと測定電極４０２ａ、４０２ｂとは、足の長さ方向に櫛形とされている。電極を足裏に接触させるタイプの体組成測定装置では、立ち位置は足の長さ方向にずれることが多いと考えられるので、足の長さ方向に延びる歯部を備えた櫛形電極であれば、立ち位置のずれによる接触位置のずれを更に効果的に吸収して接触面積のバラツキを抑え得るものである。

図５（ａ）の体組成測定装置１０３では、通電電極３０３ａ、３０３ｂと測定電極４０３ａ、４０３ｂとが、夫々が本体の上面において独立した複数の棒形の小片電極として、交互に配設されている。もちろん、通電電極としての各小片電極３０３ａ、３０３ｂは、夫々が本体の内部において電気的に接続されており、図２の通電電極３ａ、３ｂと同様に電流供給回路に接続されている。また、測定電極としての各小片電極４０３ａ、４０３ｂも、夫々が本体の内部において電気的に接続されており、図２の測定電極４ａ、４ｂと同様に電圧測定回路に接続されている。

図５（ｂ）の体組成測定装置１０４では、通電電極３０４ａ、３０４ｂ（図中、白丸）と測定電極４０４ａ、４０４ｂ（図中、黒丸）とが、夫々が本体の上面において独立した複数の円形の小片電極として、交互に配設されている。もちろん、通電電極としての各小片電極３０３ａ、３０３ｂは、夫々が本体の内部において電気的に接続されており、図２の通電電極３ａ、３ｂと同様に電流供給回路に接続されている。また、測定電極としての各小片電極４０３ａ、４０３ｂも、夫々が本体の内部において電気的に接続されており、図２の測定電極４ａ、４ｂと同様に電圧測定回路に接続されている。尚、図中における白丸黒丸の色分けは便宜上のものであって、このような色分けが必須ということではない。

図５（ａ）、（ｂ）の如く電極を小片電極で構成することで、接触位置のずれを更に効果的に吸収して接触面積のバラツキを抑え得るものである。

本発明の効果を確認するため、本願出願人は、年齢、身長、体重、足サイズの異なる３名の使用者Ａ、Ｂ、Ｃについて、図４（ａ）の如く多数の歯部を備えた櫛形電極３０１ａ、３０１ｂ、４０１ａ、４０１ｂが配設された体組成測定装置１０１と、図６に示す如く足先側に配設された通電電極３ａ’、３ｂ’及び踵側に配設された測定電極４ａ’、４ｂ’を備えた従来公知の体組成測定装置１’とを用い、体脂肪率の測定バラツキに関する比較試験を行った。

比較試験において、各使用者Ａ、Ｂ、Ｃは、夫々が各体組成測定装置を用いて、図３の如く電極配列の略中央、前方、後方の３種類の立ち位置で体脂肪率の測定を行った。使用者Ａが従来公知の体組成測定装置１’を用いて測定した３種類の体脂肪率は、最大値が２２．４％、最小値が２１．４％であり、その最大最小差（最大値−最小値）は１ポイントであった。一方、この使用者Ａが本発明による体組成測定装置１０１を用いた場合の最大最小差は０．１ポイントであった。同様に、使用者Ｂが従来公知の体組成測定装置１’を用いた場合の最大最小差は０．７ポイント、本発明による体組成測定装置１０１を用いた場合の最大最小差は０．４ポイントであった。同様に、使用者Ｃが従来公知の体組成測定装置１’を用いた場合の最大最小差は０．７ポイント、本発明による体組成測定装置１０１を用いた場合の最大最小差は０．２ポイントであった。このように、本発明の体組成測定装置によれば、立ち位置がずれることによって身体と電極との接触位置にバラツキが生じても、測定結果のバラツキが大きく抑えられていることが確認された。

以上、本発明及びその実施の形態について詳述してきたが、本発明は、以上の説明に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した構成を備える限りにおいて、様々な変形が可能である。即ち、各電極の形状や配列は図４、図５に示した以外の形状や配列としてもよく、また、本発明は、使用者の足裏に電極を接触させるタイプの体組成測定装置に適用するだけでなく、掌に電極を接触させるタイプや、掌と足裏の両方に電極を接触させるタイプ、或いは、手足以外の身体部位に電極を接触させるタイプ等、様々なタイプの体組成測定装置に適用することが可能である。

本発明による体組成測定装置１の概略外観図。体組成測定装置１に内蔵された電気回路構成の概要を示すブロック図。体組成測定装置１を使用する際の使用者の立ち位置を説明するための図。本発明の様々な実施形態を説明するための図。本発明の様々な実施形態を説明するための別の図。本発明の効果を確認するための比較試験に用いた従来の体組成測定装置１’の概略外観図。

符号の説明

１体組成測定装置
２本体
２ａ基台
２ｂ載台
２ｃ上面
３ａ、３ｂ通電電極
４ａ、４ｂ測定電極
３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａ歯部
５表示装置
６入力装置
６ａ、６ｂ選択キー
６ｃ決定キー
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）個人キー
８電源キー
９電流供給回路
１０電圧測定回路
１１重量センサ
１２Ａ／Ｄ変換器
１３入出力回路
１４記憶装置
１５電源装置
１６制御装置
１０１、１０２、１０３、１０４、体組成測定装置
３０１ａ、３０１ｂ、３０２ａ、３０２ｂ、３０３ａ、３０３ｂ、３０４ａ、３０４ｂ通電電極
４０１ａ、４０１ｂ、４０２ａ、４０２ｂ、４０３ａ、４０３ｂ、４０４ａ、４０４ｂ測定電極
１’ 従来の体組成測定装置
３ａ’、３ｂ’ 通電電極
４ａ’、４ｂ’ 測定電極

Claims

使用者の身体の２部位間に通電するための少なくとも一組の通電電極と、この２部位間の電位差を測定するための少なくとも一組の測定電極と、これら複数の電極が互いに絶縁して配設された面を有する本体とを備えてなる体組成測定装置であって、
前記複数の電極は、前記一組の通電電極の夫々が前記測定電極と身体との接触点を挟む複数の点で身体と接触し、且つ、前記一組の測定電極の夫々が前記通電電極と身体との接触点を挟む複数の点で身体と接触するように、前記本体の面に配設されていることを特徴とする体組成測定装置。
前記複数の電極は、使用者の左右夫々の足裏に接触して両足間に通電すると共に両足間の電位差を測定すべく、前記通電電極と前記測定電極とが対をなして前記本体の上面に配設されていることを特徴とする請求項１記載の体組成測定装置。
前記使用者の足裏に対をなして接触する通電電極と測定電極とは、夫々が上面視で櫛形に形成され、且つ、互いにその歯部を噛合せるように対向して配設されていることを特徴とする請求項２記載の体組成測定装置。
前記使用者の足裏に対をなして接触する通電電極と測定電極とは、夫々が上面視で複数の小片に形成され、且つ、通電用の小片電極と測定用の小片電極とが交互に配設されていることを特徴とする請求項２記載の体組成測定装置。
前記小片電極は、上面視で円形であることを特徴とする請求項４記載の体組成測定装置。
前記小片電極は、上面視で棒形であることを特徴とする請求項４記載の体組成測定装置。