(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩数計測手段を内蔵し、表示部を有する携帯可能な筐体と、
前記筐体の表面に配備した１組の人体インピーダンス測定用電極と、
性別、年齢、身長および体重からなる個人データをキーで入力するデータ入力手段と、
前記電極より人体に微弱電流を流すときに生ずる人体インピーダンスと、前記データ入力手段により入力した個人データとに基づいて、実際の体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段と、
目標の体脂肪率を設定する目標体脂肪率設定手段と、
目標の体脂肪率を達成するまでの管理期間を設定する管理期間設定手段と、
管理期間の1日当たりに消費すべきカロリーに相応する１日当りの目標の健康歩数を計算する１日当り健康歩数計算手段と、
を有し、
歩数の他に体脂肪率及び１日当り健康歩数を前記表示部に表示することを特徴とする健康歩数管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歩数計に体脂肪計を取り付けて毎日の健康歩数を管理する装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
体脂肪は生体にとって重要な役割を担っているが、体脂肪が過剰に蓄積した状態の肥満は、多くの成人病（生活習慣病）と深い関わりがある。
肥満は高血圧を引き起こしやすく、また、脂肪は糖質と脂質によって合成されるが、血中に糖質が多すぎると高脂血症につながり、これらが複合的に関与して動脈硬化を生じる。
動脈硬化は、心臓では狭心症や心筋梗塞の冠動脈疾患につながり、脳の血管では脳内出血、脳塞栓、脳血栓などのいわゆる脳卒中につながる。
そして、肝臓での脂肪の過剰は脂肪肝となり、胆汁の主成分であるコレステロールが多いと胆石になりやすい。また、肉類とアルコールの過剰摂取は肥満に結び付くと同時に痛風を引き起こす。
このように、肥満は多くの成人病との関連が深く、肥満を予防することが健康にとって大切である。
このような肥満を解消して体脂肪率を女性の場合１７〜２４％、男性の場合１４〜２０％とされる理想の値に近付けるためには、体重だけでなく体脂肪率を日常的に測定して肥満状態を把握し、肥満度合いに応じて必要な量の運動を毎日継続して行うことが大切である。
【０００３】
一般に、筋肉を動かすエネルギー源としては、糖質と脂肪の両方が利用されが、過度に激しい運動は、脂肪より糖質をエネルギー源とするため、心肺能力（持久力）の向上には有効であっても肥満解消には役に立たない。
このような生理的特性から、脂肪を燃焼して肥満を解消するには適度な強度で運動してこそ効果的であり、いろいろな運動の中でも歩行運動が特に有効である。
【０００４】
ところが、このような肥満解消を目的として健康を管理するための歩行運動を行う場合、毎日どのくらいの強度の歩行運動を、どのくらいの量行えばよいか分からないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、歩数計に体脂肪計を取り付けて日常的に肥満状態を把握できるようにすると共に、肥満の程度に応じて１日当り必要な健康歩数を提示することにより、健康管理のための歩行運動をより合理的に効率よく行えるようにすることを目的になされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明は以下のように構成した。
【０００７】
すなわち、本発明は、歩数計測手段を内蔵し、表示部を有する携帯可能な筐体と、
前記筐体の表面に配備した１組の人体インピーダンス測定用電極と、
性別、年齢、身長および体重からなる個人データをキーで入力するデータ入力手段と、
前記電極より人体に微弱電流を流すときに生ずる人体インピーダンスと、前記データ入力手段により入力した個人データとに基づいて、実際の体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段と、
目標の体脂肪率を設定する目標体脂肪率設定手段と、
目標の体脂肪率を達成するまでの管理期間を設定する管理期間設定手段と、
管理期間の1日当たりに消費すべきカロリーに相応する１日当りの目標の健康歩数を計算する１日当り健康歩数計算手段と、
を有し、
歩数の他に体脂肪率及び１日当り健康歩数を前記表示部に表示することを特徴とする健康歩数管理装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１に、本発明を実施した健康歩数管理装置の全体図を示す。
健康歩数管理装置１は、筐体Ｃの左右両端の表面と裏面に互いに電気的に絶縁する給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２をそれぞれ配置して４端子電極を構成する。
なお、給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２は、表面あるいは裏面の一方に全て配置してもよい。
筐体Cは、腰部への取付部Tに対し開閉自在に連結した構造で、開閉する内側正面にＬＣＤの表示部Ｄと測定キーＫ１、数字のアップキーＫ２とダウンキーＫ３および切換キーＫ４がそれぞれ配置されている。なお電極Ｅ１，Ｅ２は全て正面側に配置してもよい。
【００１０】
測定キーＫ１は、歩数計または体脂肪計の測定をスタートさせる。
アップキーＫ２は、キーを押す毎に数字を１ずつ上昇させて数字を入力する。ダウンキーＫ３は、キーを押す毎に数字を１ずつ下降させて数字を入力する。切換キーＫ４は、歩数計と体脂肪計の切換え、あるいはデータ入力や目標設定などメニューの切換えを行う。
性別、年齢、身長、体重の個人データを入力するときは、それぞれのデフォルト値が表示され、データ入力はそれらの値を修正しながら行う。
【００１１】
図２に、本発明を実施した健康歩数管理装置の機能ブロック図を示す。
健康歩数管理装置１は、筐体Ｃの電極Ｅ１、Ｅ２を介して人体インピーダンスを測定する人体インピーダンス測定手段１１０と、アップキーＫ２とダウンキーＫ３および切換キーＫ４を操作して性別、年齢、身長および体重からなる個人データを入力するデータ入力手段１２０と、人体インピーダンスと個人データに基づいて体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段１３０と、目標の体脂肪率を設定する目標体脂肪率設定手段１４０と、目標の体脂肪率を達成するのに必要な消費カロリーを計算する目標消費カロリー計算手段１５０と、目標の体脂肪率を達成するまでの期間を設定する管理期間設定手段１６０と、管理期間において１日に消費すべきカロリーを計算する１日当り健康消費カロリー計算手段１７０と、各人の基礎代謝量に合わせて歩行の際に消費する１分当り歩行カロリーを計算する１分当り歩行カロリー計算手段１８０と、１日当り健康消費カロリーを消化するのに必要な１日当り健康歩数を計算する１日当り健康歩数計算手段１９０と、歩数を計測する歩数計測手段２００と、計測した歩数から１日当り消費カロリーを計算する１日当り消費カロリー計算手段２１０と、前日の１日当り消費カロリーを目標値と比較して異なる場合は、その差を歩数に置き換えて当日の１日当り健康歩数を修正する１日当り健康歩数修正手段２２０で構成する。
【００１２】
図３に、人体インピーダンス測定回路のブロック図を示す。
人体インピーダンス測定回路２は、発振器２１が生成する５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を駆動回路２２、トランスＴ１、切換スイッチ２３Ａを介して給電側電極Ｅ１、Ｅ１に供給する。
【００１３】
健康歩数管理装置１は、筐体Cを手に持って左右の電極Ｅ１、Ｅ２を親指と人差し指の間に挟むと、検出側電極Ｅ２、Ｅ２に交流電圧が発生する。
なお、全ての電極Ｅ１、Ｅ２が筐体Cの正面に配置されている場合は、これを両手の親指で触れる。
検出側電極Ｅ２、Ｅ２に発生した交流電圧を切換スイッチ２３Ａ、トランスＴ２、帯域フィルタ２４、整流回路２５、増幅器２６を介して直流電圧に変換し、波形整形、レベル調整、オフセット調整した後、Ａ／Ｄ変換器２７、Ｉ／Ｏインタフェース６を介してＣＰＵ４に入力する。
【００１４】
人体インピーダンス測定回路２を構成する要素の経時変化や温度特性による測定誤差を修正するため、人体インピーダンスを測定する前に、検出側回路の出力特性をあらかじめ校正する。
すなわち、２つの変量である人体インピーダンスＺと検出側回路が検出する交流電圧Ｖの関係を回帰直線Ｚ＝ｋ・Ｖ＋Ｃ０にあてはめる。
そして、抵抗値が既知の２つの抵抗Ｒ１とＲ２の両端に、人体インピーダンスＺを測定するときと同じ所定の交流電圧を印加し、抵抗Ｒ１とＲ２の両端に発生する交流電圧Ｖを検出して回帰直線の比例定数ｋと固定定数Ｃ０を求める。
【００１５】
このため、ＣＰＵ４から制御信号を出力してＩ／Ｏインタフェース６、切換ユニット２８、および切換制御回路２９Ａを介して切換スイッチ２３Ａを切換え、トランスＴ１の二次側とトランスＴ２の一次側との間に２つの抵抗Ｒ１とＲ２を接続する。次に、ＣＰＵ４から制御信号を出力してＩ／Ｏインタフェース６、切換ユニット２８、および切換制御回路２９Ｂを介して切換スイッチ２３Ｂを切換え、測定対象を抵抗Ｒ１あるいは抵抗Ｒ２に切換える。
【００１６】
目標体脂肪率設定手段１４０は、例えば、女性の場合１７〜２４％、男性の場合１４〜２０％とされる理想体脂肪率のメニューの中から目標とする体脂肪率を選択する。
目標とする体脂肪率が選択されない場合は、実際の体脂肪率に応じて女性の場合と男性の場合に分けてそれぞれ適当な目標体脂肪率が設定される。
【００１７】
目標消費カロリー計算手段１５０は、目標体脂肪率と実際の体脂肪率の差から減量すべき体脂肪量を求め、体脂肪１ｋｇはおよそ７０００ｋｃａｌに相当することから、この体脂肪を消費するのに必要な目標消費カロリーを計算する。
目標消費カロリー（ｋｃａｌ）＝（実際の体脂肪率−目標体脂肪率）×体重（ｋｇ）×７０００（ｋｃａｌ／ｋｇ）／１００
【００１８】
管理期間設定手段１６０は、例えば３か月、半年、１年などの体脂肪を消費する管理期間がメニューに表示され、その中から選択する。
管理期間が選択されない場合は、目標体脂肪率と実際の体脂肪率の差に応じて適当な管理期間が設定される。
設定した管理期間は、日数に置き換えられる。
【００１９】
１日当り健康消費カロリー計算手段１７０は、管理期間において１日に消費すべきカロリー量を計算する。
１日当り健康消費カロリー（ｋｃａｌ／日）＝目標消費カロリー（ｋｃａｌ）／管理日数（日）
【００２０】
１分当り歩行カロリー計算手段１８０は、各人の基礎代謝量に合わせて歩行の際に消費する１分当り歩行カロリーを計算する。
１分当り歩行カロリー（ｋｃａｌ／分）＝（エネルギー代謝率×基礎代謝量＋安静時の代謝量）（ｋｃａｌ）／１４４０（分）
エネルギー代謝率は、実測によって求められ、例えば、平均的な歩行の場合は３．０、散歩などの場合は２．０、速足の場合は４．７〜５．５、駆け足の場合は７．０などのように求められる。
ここでは、エネルギー代謝率を平均的な歩行の場合の３．０として計算する。
基礎代謝量は下記のように計算する。
基礎代謝量＝Ｃ0  ×体重×（１００−体脂肪の割合）／１００＋Ｃ１
Ｃ0  ＝２４．０３４９  女性４０歳未満
２１．９５１  女性４０歳以上
２７．７１７  男性４０歳未満
２５．３３３  男性４０歳以上
Ｃ１  ＝４２７．６４  女性４０歳未満
４２４．３８  女性４０歳以上
１８８．２１  男性４０歳未満
２４３．２８  男性４０歳以上
また、安静時の代謝量は、基礎代謝量の１．２倍とする。
【００２１】
１日当り健康歩数計算手段１９０は、まず、１日当り健康消費カロリーを消化するのに必要な１日当り歩行時間を計算し、次に、計算した１日当り必要歩行時間を１日当りの歩数に置き換え、この歩数を健康歩数とする。
１日当り必要歩行時間（分／日）＝１日当り健康消費カロリー（ｋｃａｌ／日）／１分当り歩行カロリー（ｋｃａｌ／分）
なお、１日当り必要歩行時間は、体脂肪が燃えだすまでに最低必要といわれる１２分以上の時間を設定する。
１日当り健康歩数（歩／日）＝１日当り必要歩行時間（分／日）×１分当り歩数（歩／分）
１分当り歩数は、実測によって求められ、例えば、平均的な歩行の場合は８０〜１００、散歩などの場合は５０〜８０、速足の場合は１００〜１５０、駆け足の場合は１５０〜３００などのように求められる。
ここでは、１分当り歩数を平均的な歩行の場合の８０〜１００として計算する。
【００２２】
歩数計測手段２００は、歩行によって振動する振子に磁石を取り付け、この磁石によってリードスイッチをオン・オフして歩行によって動かされた振子の振動回数をカウントする。
また、速く歩くことによって歩幅やピッチが増え、体の上下動も大きくなるので、この歩き方の違いを加速度センサによってとらえ、これにより平均的な歩行、散歩、速足、駆け足の別に歩行強度を区別し、歩行強度別に歩数をカウントする。
加速度センサは、ばねに取り付けた重りの相対変位をひずみゲージで検出したり、ばねの代わりに圧電素子を利用して重りの変位に比例して生じる電荷を検出して加速度を測定する。
あるいは、磁界の中を重りに固定したコイルが動くときに生じる誘導起電力を検出して加速度を測定してもよい。
【００２３】
１日当り消費カロリー計算手段２１０は、まず、歩行強度別に計測した歩数から１日当り歩行強度別歩行時間を計算し、次に、計算した１日当り歩行強度別歩行時間に１分当り歩行強度別歩行カロリーを掛けて歩行強度別の１日当り消費カロリーを求め、これらを合計して１日当り消費カロリーを求める。
１日当り歩行強度別歩行時間（分／日）＝１日当り歩行強度別歩数（歩／日）／１分当り歩行強度別歩数（歩／分）
１分当り歩行強度別歩数は、前述のように、平均的な歩行、散歩、速足、駆け足の場合、それぞれ８０〜１００、５０〜８０、１００〜１５０、１５０〜３００とする。
１日当り消費カロリー（ｋｃａｌ／日）＝Σ〔１日当り歩行強度別歩行時間（分／日）×１分当り歩行強度別歩行カロリー（ｋｃａｌ／分）〕
１分当り歩行強度別歩行カロリーは、前述の計算式
１分当り歩行カロリー（ｋｃａｌ／分）＝（エネルギー代謝率×基礎代謝量＋安静時の代謝量）（ｋｃａｌ）／１４４０（分）
から求める。
エネルギー代謝率は、前述のように、平均的な歩行、散歩、速足、駆け足の場合、それぞれ３．０、２．０、４．７〜５．５、７．０とする。
【００２４】
１日当り健康歩数修正手段２２０は、前日の１日当り消費カロリーを目標値と比較して目標を下回るときは、その差の消費カロリーを歩数に置き換えて当日の１日当り健康歩数に加算する。
あるいは、前日の１日当り消費カロリーが目標を上回るときは、その差の消費カロリーを歩数に置き換えて当日の１日当り健康歩数から減算する。
【００２５】
本発明を実施した健康歩数管理装置は以上のような構成で、体脂肪を測定するときは、まず、切換キーＫ４とアップキーＫ２、ダウンキーＫ３を操作して性別、年齢、身長および体重の個人データを入力する。
このとき、入力データが前回と同じ場合は入力を省略できる。
次に、筐体Ｃの電極Ｅ１、Ｅ２を指に挟んで測定キーK１を押し、体脂肪の測定をスタートさせる。
測定を開始してしばらくすると、実際の体脂肪率が表示部Ｄに表示される。
目標の体脂肪率を設定するときは、切換キーＫ４を操作して実際の体脂肪率と比較しながらメニューの中から目標の体脂肪率を選択する。
このとき、選択を省略すると、標準の目標値が設定される
歩数をカウントするときは、切換キーＫ４を操作して歩数計に切換え、測定キーK１を押して歩数計をスタートさせる。
歩数計をスタートさせると、目標の１日当り健康歩数と共に、実際の歩数と、目標に対する残数が表示部Ｄに表示される。
１日当り健康歩数は、体脂肪率を測定する度に、あるいは目標の体脂肪率を設定する度に、新たな初期値が設定される。
また、１日の歩数に応じて次の日の目標値が修正される。
【００２６】
なお、前記実施の形態では、目標体脂肪率設定手段１４０、目標消費カロリー計算手段１５０、管理期間設定手段１６０、１日当り健康消費カロリー計算手段１７０、１分当り歩行カロリー計算手段１８０、１日当り健康歩数計算手段１９０、１日当り消費カロリー計算手段２１０、１日当り健康歩数修正手段２２０を有する構成になっているが、これらは本発明の構成上必須のものではない。明細書の本発明の目的などからも明確なように、日当り健康歩数を表示できればよく、よって本発明は、少なくとも、歩数計測手段２００を内蔵し、表示部Ｄを有する携帯可能な筐体Ｃと、この筐体Ｃの表面に配備した１組の人体インピーダンス測定用電極Ｅ１，Ｅ２と、性別、年齢、身長および体重からなる個人データをキーＫ２，Ｋ３，Ｋ４で入力するデータ入力手段１２０と、前記電極より人体に微弱電流を流すときに生ずる人体インピーダンスと、前記データ入力手段１２０により入力した個人データとに基づいて、実際の体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段１３０と、目標の体脂肪率を設定する目標体脂肪率設定手段１４０と、目標の体脂肪率を達成するまでの期間を設定する管理期間設定手段１６０と、管理期間の1日当たりに消費すべきカロリーに相応する１日当りの目標の健康歩数を計算する１日当り健康歩数を計算する１日当り健康歩数計算手段１９０と、
を有し、歩数、体脂肪率及び１日当り健康歩数を前記表示部Ｄに表示するものであればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の健康歩数管理装置は、歩数計測手段を内蔵し、表示部を有する携帯可能な筐体の表面に配備した１組の人体インピーダンス測定用電極と、データ入力手段と、体脂肪率算出手段とを有して歩数の他に体脂肪率を表示部に表示する。
従って、本発明によれば、体脂肪率によって歩行運動の成果が目に見えるので、目的意識が高まり、取組みが意欲的になって肥満解消効果を発揮すると共に、健康管理に対する興味を長く持続させることができる。
また、１日に消費すべきカロリーを消化するのに必要な１日当り健康歩数を計算する１日当り健康歩数計算手段を有し、実際の歩数のほかに１日当り健康歩数を表示するので、両者を比較して、体脂肪率が目標どおりに減少するのにあと何歩歩けばよいかなど、一日の歩数が充分か不足しているかを直ちに判定できるという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明の健康歩数管理装置は、性別、年齢、身長及び体重からなる個人データをキーで入力するデータ入力手段を有するので、個人データを身長計や体重計などの測定手段から受け取る必要がない。よって、測定手段のないところでも、多人数のデータを入力でき、装置を共有できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した健康歩数管理装置の全体図である。
【図２】本発明を実施した健康歩数管理装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明を実施した人体インピーダンス測定回路のブロック図である。
【符号の説明】
１          健康歩数管理装置
１１０      人体インピーダンス測定手段
１２０      データ入力手段
１３０      体脂肪率算出手段
１４０      目標体脂肪率設定手段
１５０      目標消費カロリー計算手段
１６０      管理期間設定手段
１７０      １日当り健康消費カロリー計算手段
１８０      １分当り歩行カロリー計算手段
１９０      １日当り健康歩数計算手段
２００      歩数計測手段
２１０      １日当り消費カロリー計算手段
２２０      １日当り健康歩数修正手段
２          人体インピーダンス測定回路
２１        発振器
２２        駆動回路
２３        切換スイッチ
２４        帯域フィルタ
２５        整流回路
２６        増幅器
２７        Ａ／Ｄ変換器
２８        切換ユニット２８
２９        切換制御回路
４          ＣＰＵ
６          Ｉ／Ｏインタフェース
Ｃ          筐体
Ｄ          表示部
Ｅ１        給電側電極
Ｅ２        検出側電極
Ｋ１        測定キー
Ｋ２        アップキー
K３        ダウンキー
K４        切換キー
Ｒ１、Ｒ２  ダミー抵抗
T            取付部T
Ｔ１、Ｔ２  トランス
【図１】
0003647836.tif 000002
【図２】
0003647836.tif 000003
【図３】
0003647836.tif 000004