(57)【要約】【課題】フレーム部材又は体重測定部材と電極部材との距離を短く設定して装置を薄型化しても、寄生容量の増大を抑えられ、装置の収納スペースを低減することができ、信頼性の高い生体データを得ることのできる生体測定装置を提供する。【解決手段】  接触した生体の生体データを測定する電極部材３０と、電極部材３０を保持するカバー部材２０と、カバー部材２０を支持する、金属を含むフレーム部材４０と、を備え、カバー部材２０には、孔部としての貫通孔２５が形成されている。接触した生体の生体データを測定する電極部材３０と、電極部材３０を保持するカバー部材２０と、カバー部材２０を支持するフレーム部材４０と、生体の重量を測定するロードセル６０と、を備え、ロードセル６０は、周囲に空隙を有する状態でフレーム部材４０に固定される構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触した生体の生体データを測定する電極部材と、
前記電極部材を保持するカバー部材と、
前記カバー部材を支持する、金属を含むフレーム部材と、を備え、
前記カバー部材には、孔部が形成されていること
を特徴とする生体測定装置。
【請求項２】
前記孔部は、貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の生体測定装置。
【請求項３】
前記生体の重量を測定する体重測定部材を有する構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生体測定装置。
【請求項４】
前記体重測定部材は、加重により歪みを生じる金属製の起歪体と、歪みゲージと、を有する構成としたことを特徴とする請求項３に記載の生体測定装置。
【請求項５】
前記カバー部材は、前記電極部材が配置される部位に前記孔部を有する構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１に記載の生体測定装置。
【請求項６】
前記体重測定部材は、周囲に空隙を有する状態で前記フレーム部材に固定される構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の生体測定装置。
【請求項７】
前記体重測定部材は、前記フレーム部材に設けられた凹部に固定される構成としたことを特徴とする請求項６に記載の生体測定装置。
【請求項８】
前記凹部は、前記フレーム部材の上面に設けられたことを特徴とする請求項７に記載の生体測定装置。
【請求項９】
前記体重測定部材が固定された前記凹部は、他の凹部及び／又は貫通部が隣接する構成としたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の生体測定装置。
【請求項１０】
接触した生体の生体データを測定する電極部材と、
前記電極部材を保持するカバー部材と、
前記カバー部材を支持する樹脂製のフレーム部材と、
前記生体の重量を測定する金属部材を含む体重測定部材と、を備え、
前記カバー部材は、少なくとも前記電極部材が配置される部位の一部に孔部を設けている構成としたこと
を特徴とする生体測定装置。
【請求項１１】
接触した生体の生体データを測定する電極部材と、
前記電極部材を保持するカバー部材と、
前記カバー部材を支持するフレーム部材と、
前記生体の重量を測定する体重測定部材と、を備え、
前記体重測定部材は、周囲に空隙を有する状態で前記フレーム部材に固定される構成としたこと
を特徴とする生体測定装置。
【請求項１２】
前記体重測定部材は、前記フレーム部材に設けられた凹部に固定される構成としたことを特徴とする請求項１１に記載の生体測定装置。
【請求項１３】
前記凹部は、前記フレーム部材の上面に設けられたことを特徴とする請求項１２に記載の生体測定装置。
【請求項１４】
前記体重測定部材は、加重により歪みを生じる金属製の起歪体と、ひずみゲージと、を備え、前記起歪体の一部が前記凹部に固定されるとともに、前記起歪体の他の部位には脚部が固定され、該脚部は、前記凹部に設けられた孔部に挿通されて前記フレーム部材の下面から突出して接地可能な構成としたことを特徴とする請求項１３に記載の生体測定装置。
【請求項１５】
前記体重測定部材が固定された前記凹部は、他の凹部及び／又は貫通部が隣接する構成としたことを特徴とする請求項１２乃至請求項１４に記載の生体測定装置。
【請求項１６】
前記他の凹部及び／又は貫通部は、前記電極部材と対向する部位に設けられる構成としたことを特徴とする請求項１５に記載の記載の生体測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体データを測定するための生体測定装置に関し、特に、使用者が電極部材に接触することにより得られる生体インピーダンスを用いて、使用者の生体データを測定する生体測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の生体測定装置として、樹脂製のカバー部材の上面に電極部材を配置し、カバー部材の下面を金属製のフレーム部材で支持したものがある。この生体測定装置において、電極部材は、通電電極と測定電極を二組備え、使用者の一方の足を対となった通電電極及び測定電極に載せ、他方の足を他の対の通電電極及び測定電極の上に載せて、生体データの測定を行う。また、生体測定装置には、使用者の体重を測定する体重測定部材が併置されることが多く、例えばロードセルを用いる場合には、フレーム部材の下面に固定される。
【０００３】
この生体測定装置では、通電電極に印加した電流値と測定電極で測定した電圧値に基づいて生体インピーダンスが算出されると同時に、体重測定部材により使用者の体重が計測される。こうして得られた生体インピーダンス及び体重から、使用者の体脂肪率、体水分率その他の生体データを算出することができる。
【０００４】
また、生体測定装置では、使用者がカバー部材上に載ることで生じる負荷により破損してしまうことを防止するために、剛性の高い金属をフレーム部材に用いている。これにより、破損の防止とともに、電極及び体重測定部材にかかる負荷を常に安定したものとすることができ、信頼性の高い測定を実現することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、生体測定装置においては、一層の薄型化が望まれており、これを実現するために電極部材を保持するカバー部材から、フレーム部材又はロードセルまでの間隔を短くすることが検討されている。
【０００７】
しかしながら、フレーム部材を金属で構成し、又は、金属の起歪体を含む体重測定部材を採用した場合は、フレーム部材又は体重測定部材と電極部材との間で寄生容量が発生しており、装置を薄型化するために、フレーム部材又は体重測定部材と電極部材との距離を短く設定すると、寄生容量が増大してしまうという問題がある。
【０００８】
この寄生容量が大きくなると、生体測定で得られた生体インピーダンスに上乗せされる寄生容量が無視できなくなり、算出される生体データに誤差が生じて測定結果の信頼性の低下につながるおそれがあった。そのため、寄生容量の増大を抑えるために、フレーム部材又体重測定部材と電極部材との距離をある程度長く設定せざるを得ず、装置の薄型化が困難であった。
【０００９】
寄生容量の変動の抑制に関しては、例えば特許文献１において、使用者が生体測定装置上に載ったときの電極部材、フレーム部材その他の部材の変形によって生じる寄生容量の変動を抑制する手段が開示されているものの、生体測定装置自体の薄型化によって生ずる寄生容量の増大を抑制するための手段は何ら開示されていない。
【００１０】
そこで本発明は、発生する寄生容量の増大を抑えつつ、装置の薄型化を実現することのできる生体測定装置を提供することを目的とする。また、本発明の目的は、収納スペースを低減することができ、かつ、信頼性の高い生体データを得ることのできる生体測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の生体測定装置においては、接触した生体の生体データを測定する電極部材と、前記電極部材を保持するカバー部材と、前記カバー部材を支持する、金属を含むフレーム部材と、を備え、前記カバー部材には、孔部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の生体測定装置において、前記孔部は、貫通孔であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の生体測定装置において、前記生体の重量を測定する体重測定部材を有する構成としたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の生体測定装置において、前記体重測定部材は、加重により歪みを生じる金属製の起歪体と、歪みゲージと、を有する構成としたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の生体測定装置において、前記カバー部材は、前記電極部材が配置される部位に前記孔部を有する構成としたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の生体測定装置において、前記体重測定部材は、周囲に空隙を有する状態で前記フレーム部材に固定される構成としたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の生体測定装置において、前記体重測定部材は、前記フレーム部材に設けられた凹部に固定される構成としたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の生体測定装置において、前記凹部は、前記フレーム部材の上面に設けられたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の生体測定装置において、前記体重測定部材が固定された前記凹部は、他の凹部及び／又は貫通部が隣接する構成としたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の生体測定装置においては、接触した生体の生体データを測定する電極部材と、前記電極部材を保持するカバー部材と、前記カバー部材を支持する樹脂製のフレーム部材と、前記生体の重量を測定する金属部材を含む体重測定部材と、を備え、前記カバー部材は、少なくとも前記電極部材が配置される部位の一部に孔部を設けている構成としたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の生体測定装置においては、接触した生体の生体データを測定する電極部材と、前記電極部材を保持するカバー部材と、前記カバー部材を支持するフレーム部材と、前記生体の重量を測定する体重測定部材と、を備え、前記体重測定部材は、周囲に空隙を有する状態で前記フレーム部材に固定される構成としたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の生体測定装置において、前記体重測定部材は、前記フレーム部材に設けられた凹部に固定される構成としたことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の生体測定装置において、前記凹部は、前記フレーム部材の上面に設けられたことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の生体測定装置において、前記体重測定部材は、加重により歪みを生じる金属製の起歪体と、ひずみゲージと、を備え、前記起歪体の一部が前記凹部に固定されるとともに、前記起歪体の他の部位には脚部が固定され、該脚部は、前記凹部に設けられた孔部に挿通されて前記フレーム部材の下面から突出して接地可能な構成としたことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の生体測定装置において、前記体重測定部材が固定された前記凹部は、他の凹部及び／又は貫通部が隣接する構成としたことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の生体測定装置において、前記他の凹部及び／又は貫通部は、前記電極部材と対向する部位に設けられる構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、電極部材と、金属を含むフレーム部材又は金属部材を含む体重測定部材と、の間により多くの空気を介在させることができるので、装置を薄型化したとしても、発生する寄生容量が増大することを防ぐことができ、装置の収納スペースを低減できるとともに、寄生容量による誤差の少ない信頼性の高い生体データを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態に係る生体測定装置１０について、図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る生体測定装置１０の構成を示す分解斜視図、図２は、生体測定装置１０の制御系統の構成を示すブロック図、図３は、カバー部材２０の下面の構成を示す斜視図である。
【００２９】
図１に示すように、生体測定装置１０は、カバー部材２０、電極部材３０、フレーム部材４０、底板部材５０、及びロードセル６０（体重測定部材）を備えるものであって、電極部材３０を用いた生体インピーダンスの測定及びロードセル６０による体重測定を同時に行うことができるものである。生体測定装置１０は、ロードセル６０が固定されたフレーム部材４０を底板部材５０上に載置し、さらに、このフレーム部材４０上に、電極部材３０が保持されたカバー部材２０を載置している。以下に、前記各部材の詳細な構成について説明する。
【００３０】
カバー部材２０は、樹脂（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））を成形してなる略矩形板状部材であって、その上面２０ａに電極部材３０を保持している。なお、電極部材３０を保持する構造は適宜採択可能であるが、例えば、電極部材３０を嵌め込み可能な凹部（図に示さず）をカバー部材２０の上面２０ａに形成し、電極部材３０と上面２０ａが面一となるようにはめ込んで保持するようにすればよい（図１参照）。上面２０ａには、電極部材３０のほかに、表示部２１、及び操作部２２が備えられている。また、カバー部材２０の側面には、複数のスイッチからなるフットスイッチ２３が配置されている。表示部２１としては、例えば、液晶を用いたものを採用する。操作部２２としては、例えば、ボタン式、タッチセンサ式、ダイヤル式などを用いることができる。
【００３１】
図２に示すように、表示部２１、操作部２２、フットスイッチ２３、電極部材３０、及びロードセル６０は、制御部（制御回路）１２に接続されている。制御部１２には、電源部（電源回路）１３、及び記憶部（例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））１４が接続されている。生体測定装置１０の使用者は、操作部２２を操作することにより、例えば、自己のデータ（例えば、身長、性別、年齢）を入力して、記憶部１４に記憶させることができる。フットスイッチ２３を操作すると、例えば、複数のフットスイッチ２３のうちの操作したフットスイッチ２３に対応したデータを記憶部１４から読み出して表示部２１に表示させたり、記憶部１４にあらかじめ記憶させた測定モードを選択したり、測定結果を順次表示させることができる。なお、制御部１２及び記憶部１４は、図２以外では図示を省略しているが、生体測定装置１０の任意の位置、例えば、カバー部材２０の下面や、フレーム部材４０の上面や、又は、表示部２１若しくは操作部２２と一体化して、適宜配置することができる。
【００３２】
電極部材３０は、通電電極３１ａ、３２ａ、及び測定電極３１ｂ、３２ｂを備えるものであって、接触した生体（使用者）の生体データの測定に用いられる。通電電極３１ａ及び測定電極３１ｂ、並びに、通電電極３２ａ及び測定電極３２ｂは、それぞれ対をなすように配置されており、測定は、使用者が左足を通電電極３１ａ及び測定電極３１ｂの対の上に載せ、さらに右足を通電電極３２ａ及び測定電極３２ｂの対の上に載せることにより開始されるようになっている。
【００３３】
なお、生体インピーダンスは、本実施形態のように２対の通電電極及び測定電極を用いるもの以外の形態で測定することもできる。例えば、抵抗値が既知で且つ異なる複数の基準抵抗を、使用者の身体に対して直列又は並列となるように制御部１２中に配設しておき、各基準抵抗に起因して生じる電位差を両足間に生じる電位差と共に取得し、取得された各電位差と基準抵抗の抵抗値との比率に基づいて被測定者の生体インピーダンスを算出することもできる。この場合は身体に供給される電流値が不明であってもインピーダンスデータを取得することができる。
【００３４】
図３に示すように、カバー部材２０は、電極部材３０が配置される部位が、貫通孔２５が多数設けられていることによって貫通している。この電極部材３０が配置される部位とは、図１においては、電極部材３０の直下に位置して、電極部材３０と重ねられているカバー部材２０の部分である。この貫通孔２５は、任意の形状・大きさで、少なくとも１つ以上形成する。図３においては、本発明の一例として、小さい円形の貫通した貫通孔２５を多数配置させた構成を示しているが、電極部材３０を保持でき、電極部材３０の下面側における樹脂（カバー部材２０）の存在比率を小さくし、空気をより多く介在させることができる構成であれば、貫通孔２５の形状・大きさ・個数は特に限定されず、電極部材３０が配置される部位の少なくとも一部が貫通している構成であればよい。また、貫通孔２５のようにカバー部材２０を貫通するものに代えて、又は、貫通孔２５とともに、カバー部材２０のいずれかの面から内方へ向かって穿設した有底の孔部（例えば図６の凹溝１２５）や、カバー部材２０の内部に設けた中空の孔部（例えば図７の中空部２２５）を用いることもでき、これらの構成によっても、カバー部材２０の樹脂部分の割合を小さくすることができる。ここで、図６及び図７は、カバー部材２０の変形例を示す、図５に対応する位置における断面図である。
【００３５】
図３に示すように、カバー部材２０の下面２０ｂ（フレーム部材４０及びロードセル６０側に配置される面）には、複数のリブ２７が設けられている。
【００３６】
次に、図１及び図４を参照してフレーム部材４０について説明する。図４は、フレーム部材４０の上面の構成を示す斜視図である。
【００３７】
図１及び図４に示すように、フレーム部材４０は、カバー部材２０に対応した形状の板状部材であり、例えば金属（アルミニウムなど）のように強度の高い材料を成型してなる。フレーム部材４０の上面４０ａ（カバー部材２０側の面）の四隅には、ロードセル６０を収容するための凹部としての取付凹部４１がそれぞれ形成されている。取付凹部４１には、ロードセル６０を支持する脚部６５が挿入される孔部としての円形孔部４２が、それぞれ設けられている。取付凹部４１は、ロードセル６０の周囲に空隙を有する状態で固定可能な大きさに設定されていればよい。また、フレーム部材４０は、生体測定装置１０の仕様上、使用者が載ったときの体重等による負荷に対して十分な強度を確保できれば、金属以外の材料（例えばＡＢＳ樹脂）で構成することもできる。
【００３８】
なお、取付凹部４１及び円形孔部４２は、体重測定を精度良く、かつ確実に行えるように、フレーム部材４０の上面４０ａ上でバランス良く配置できれば、四隅以外の位置に配置することもできる。例えば、カバー部材２０と重ね合わせたときに電極部材３０と対向しない位置に取付凹部４１及び円形孔部４２を配置してもよい。
【００３９】
また、フレーム部材４０の上面４０ａには、複数のリブ４３、４５が設けられており、これらのリブ４３、４５によって区画されて、他の凹部４４や貫通部４６が適宜形成されている。なお、フレーム部材４０の上面４０ａには、凹部４４のみ、又は、貫通部４６のみで形成することもできる。ここで、電極部材４０の大きさに対して取付凹部４１の開口面積が小さい場合には、取付凹部４１の周囲に他の凹部４４や貫通部４６が隣接するように形成するのが好適である。
【００４０】
底板部材５０は、金属（例えばアルミニウム）からなる平面視略正方形状部材であって、その四隅に、脚部６５が挿通される孔部５２が穿設されている。また、底板部材５０は、金属以外の材質で形成してもよく、例えば樹脂を採択することも可能である。
【００４１】
本発明による生体測定装置１０が組み立てられた状態において、フレーム部材４０のリブ４３、４５は、カバー部材２０の下面２０ｂのリブ２７や貫通孔２５の周囲の樹脂部分に当接するようになっており、使用者の体重（負荷）がカバー部材２０からフレーム部材４０へ伝達されるようになっている。なお、前記体重（負荷）の伝達が他の手段により確保されていれば、リブ４３、４５を設けずに、フレーム部材４１の周縁部等にのみリブを設けるなどして、電極部材３０との間により多くの空気の層を確保する構成としてもよい。
【００４２】
次に、図１、図４、及び図５を参照して、本実施形態における生体測定装置１０に用いられる体重測定部材としてのロードセル６０について説明する。図５は、組み上げられた状態の生体測定装置１０の構成を示す、図１のＶ−Ｖ線における断面図であり、起歪体６１のうち取付部６１ａの部分を縦に切断した断面図である。
【００４３】
図１及び図４に示すように、ロードセル６０は、加重により歪みを生じる金属製の起歪体６１と、起歪体６１上に配置される歪み測定部（歪みゲージ）６３と、を備える。
【００４４】
起歪体６１は金属（例えば、鋼、アルミニウム）を成形した板状部材であって、図４に示すように、略Ｖ字状の取付部６１ａ、略Ｍ字状の負荷受容部６１ｃ、及び、取付部６１ａと負荷受容部６１ｃとを連結する中央連結部６１ｂを備える。歪み測定部６３は、中央連結部６１ｂの上面に配置される。歪み測定部６３は、例えば、一対の歪みゲージからなり、ホイートストンブリッジの一部を構成する。
【００４５】
図１に示すように、取付部６１ａは、別体のスペーサ６９を介して、ねじ６７によって、フレーム部材４０の取付凹部４１に固定される。これにより、ロードセル６０は、取付凹部４１内に収容されるとともに上面４０ａに固定され、撓みばりを構成する。なお、本実施形態ではスペーサ６９を別体で構成したものを説明したが、取付部６１ａの下面に一体形成することもできる。
【００４６】
負荷受容部６１ｃは、その下面に、ねじ６９により、弾性部材（例えばゴム）からなる脚部６５が固定される。脚部６５の上面には負荷受容部６１ｃ側に突出するスペーサ６５ａが形成されており、負荷受容部６１ｃは、スペーサ６５ａを介して脚部６５の上面に取り付けられる。図５に示すように、脚部６５は、円形孔部４２内に挿通されてフレーム部材４０の下面から下方へ突出し、さらに底板部材５０の孔部５２に挿通されて底板部材５０の下面からも下方へ突出して、脚部６５の先端が装置外部で接地可能になっている。なお、図５においては、ねじ６７及びねじ６９の図示を省略している。なお、本実施形態ではスペーサ６５ａは脚部６５と一体の構成のものを説明したが、別体として形成して、脚部６５の上面と負荷受容部６１ｃとの間に配置するようにしてもよい。
【００４７】
なお、体重測定部材としては、起歪体を用いたロードセル６０に限らず、例えば圧電結晶を用いた圧力センサ等の測定部を採用することもできる。
【００４８】
次に、本発明に係る上記実施形態による生体測定装置１０の作用について説明する。
【００４９】
使用者が、左足裏を通電電極３１ａ及び測定電極３１ｂに、右足裏を通電電極３２ａ及び測定電極３２ｂに、それぞれ接触させつつカバー部材２０の上面２０ａ上に立つと、制御部１２による制御のもと、通電電極３１ａ及び測定電極３１ｂを介して、電源部１３から左右の足裏に交流電流が供給される。供給された電流は、測定電極３１ｂ、３２ｂを介して、左右の足裏間の電圧（電位差）として、測定される。制御部１２においては、記憶部１４にあらかじめ保存されたプログラムに従って、供給された電流値と測定された電圧値とから使用者の両足間の生体インピーダンス（生体電気インピーダンス）を算出する。
【００５０】
また、使用者がカバー部材２０の上面２０ａ上に載ると、カバー部材２０の下面２０ｂ及びフレーム部材４０のリブ４３、４５を介してその負荷が伝達され、フレーム部材４０及びその取付凹部４１に固定された取付部６１ａが、脚部６５に支持された負荷受容部６１ｃに対して、相対的に下がり、起歪体６１全体として撓みが生じる。この撓みにより、例えば、歪み測定部６３のうちの一方の歪みゲージが圧縮されてその抵抗値が減少するとともに、他方の歪みゲージが伸張してその抵抗値が増大する。このような抵抗値の変化に基づいて、制御部１２において、記憶部１４にあらかじめ保存された算出プログラムによって使用者の体重が算出される。
【００５１】
ロードセル６０を用いて算出された体重、及び、電極部材３０を介して測定、算出された生体インピーダンスにより、制御部１２は、記憶部１４にあらかじめ保存されたプログラムに従って、生体データとして、例えば、体脂肪率、体水分率、筋肉量、基礎代謝量、骨量、内臓脂肪レベルを算出することができる。
【００５２】
ここで、電極部材３０と、フレーム部材４０及びロードセル６０（起歪体６１及び歪み測定部６３）と、は互いに対向する電極に相当するものであって、これらの間には容量（即ち、寄生容量）が発生する。この点、本発明に係る実施形態による生体測定装置１０では、図５に示すように、カバー部材２０には、電極部材３０が配置される部位に、カバー部材２０を貫通した貫通孔２５が形成されたことにより、電極部材３０とロードセル６０（起歪体６１及び歪み測定部６３）との間には、空気をより多く介在させることができる構成となっているため、電極部材３０と、フレーム部材４０及びロードセル６０と、の間に発生する寄生容量を低減させることができる。その理由は、以下の通りである。
【００５３】
寄生容量は、一般に、「Ｃｅ＝εＳ／ｄ」（式１）として表すことができる。ここで、Ｃｅは寄生容量、εは対向する電極間に存在する誘電体の誘電率、Ｓは電極面積、ｄは対向する電極間の距離である。ここで、本発明において、「対向する電極」は、電極部材３０と、フレーム部材３０又はロードセル６０と、が相当する。
【００５４】
前記式１から明らかなように、寄生容量は、互いに対向する電極間の距離ｄを小さくする程にその値が増大する。したがって、薄型化を図るために単純に電極部材３０と、フレーム部材４０及びロードセル６０と、の距離を小さくすると寄生容量が増大してしまう。増大した寄生容量は、電極部材３０によって測定した生体データに上乗せされてしまい、薄型化を進めるにつれて次第に無視できない値となり、算出される生体インピーダンスの信頼性を損なうおそれがある。
【００５５】
一方、本発明に係る生体測定装置１０の場合、電極部材３０に対向する電極としては、電極部材３０の平面上の位置によって、フレーム部材４０である場合と、ロードセル６０である場合とがある。なお、本発明において寄生容量を検討する上では、生体測定装置１０の上下方向（厚さ方向）にフレーム部材４０とロードセル６０の両方が存在する場合は、電極部材３０に近い方を電極部材３０に「対向する電極」として考慮する。
【００５６】
また、電極部材３０と、フレーム部材４０又はロードセル６０と、の間に存在する誘電体としては、（Ａ）空気層のみの場合、（Ｂ）カバー部材２０のみの場合、及び、（Ｃ）空気層及びカバー部材２０の両方がある場合、がある。
【００５７】
以上のように、生体測定装置１０においては、電極部材３０の平面上の位置によって、対向する電極に相当する部材が異なり、かつ、これらの電極に挟まれる誘電体の種類が異なる。したがって、生体測定装置１０で発生する寄生容量を算出するには、対向電極間の距離、及び、対向電極に挟まれる誘電体の構成がそれぞれ一様に定まるように、電極部材３０の平面を多数に分割した各部分の寄生容量を算出し、その後、総ての部分の寄生容量の和を算出することによって求めることができる。
【００５８】
上記（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれについて発生する寄生容量Ｃｅ１〜Ｃｅ３は、次の通りである。
（Ａ）空気層のみの場合の寄生容量：
Ｃｅ１＝εａ・Ｓｐ１／ｄ１
（Ｂ）カバー部材２０のみの場合の寄生容量：
Ｃｅ２＝εｃ・Ｓｐ２／ｄ２＝κｃ・εａ・Ｓｐ２／ｄ２
（Ｃ）空気層及びカバー部材２０の両方がある場合の寄生容量：
Ｃｅ３＝εａ・Ｓｐ３／[ｄ３−（１−１／κｃ）ｔ]
ここで、εａは空気の誘電率、Ｓｐ１〜Ｓｐ３は分割された部分の電極部材３０の面積（Ｓｐ１〜Ｓｐ３の総和は電極部材３０の全体の面積Ｓ）、ｄ１〜ｄ３は対向する電極間の距離、εｃはカバー部材２０の誘電率、κｃはεａとεｃとの比（κｃ＝εｃ／εａ）、ｔは（Ｃ）の場合のカバー部材２０の厚さ（０＜ｔ＜ｄ）である。
【００５９】
例えばカバー部材２０にＡＢＳ樹脂を用いた場合の比誘電率は２．４〜４．７５であり、空気（大気）の比誘電率は約１である。従って、κｃは１より大きい。よって、対向する電極間の誘電体が、カバー部材２０のみの場合（上記Ｂの場合）よりも空気層のみの場合（Ａの場合）の方が寄生容量は小さくなる。また、空気層中のカバー部材２０の厚さ（ｔ）が小さくなるほど、寄生容量が小さくなる。このため、生体測定装置１０において、カバー部材２０に貫通穴を設けることによって、対向する電極に相当する部材間のカバー部材２０を空気層に置き換え、又は、カバー部材２０の比率を下げて空気層の比率を上げることができることから、分割した各部分の寄生容量を減少させることができ、その結果、装置全体として発生する寄生容量を低減することができる。
【００６０】
従って、本発明に係る上記実施形態のように、カバー部材２０のうち、電極部材３０が配置される部位の少なくとも一部が貫通していれば（図３参照）、電極部材３０と、フレーム部材４０及びロードセル６０と、の距離を小さくして薄型化を進めた場合であっても、電極部材３０とロードセル６０（起歪体６１及び歪み測定部６３）との間に、空気をより多く介在させることができ（図５参照）、その結果、電極部材３０と、フレーム部材４０及びロードセル６０と、の間に発生する寄生容量の増大を抑えることができるので、生体測定装置１０の薄型化による収納スペースの低減と、信頼性の高い生体データの取得とを同時に達成することができる。
【００６１】
また、本実施形態によるフレーム部材４０の上面４０ａの四隅には、取付凹部（凹部）４１がそれぞれ形成されて、ロードセル６０の周囲に空隙を有する状態でロードセル６０を固定でき、さらに、取付凹部４１には、ロードセル６０を支持する脚部６５が挿入される円形孔部４２が、それぞれ設けられている。また、ロードセル６０は、起歪体６１と歪み測定部６３とから構成され、負荷受容部６１ｃを支持する脚部６５が円形孔部４２を挿通した状態でフレーム部材４０の下部に配置される。このような構成により、従来は、フレーム部材の下面に取り付けていたロードセル６０を、フレーム部材４０の厚さを増やすことなくフレーム部材４０の上面４０ａに配置できるため、生体測定装置１０全体の厚さを低減することができるとともに、ロードセル６０の周囲に取付凹部（凹部）４１内で空気の層が確保されるため（図５参照）、電極部材３０と、フレーム部材４０及びロードセル６０と、の間に発生する寄生容量の増大を抑えることができる。さらに、このような構成によれば、フレーム部材４０の厚さ、又は、カバー部材２０とフレーム部材４０との間隔を小さくして生体測定装置１０の薄型化を図る場合には、起歪体６１の厚さを小さくすることにより対応することができる。
【００６２】
生体測定装置１０は、幅広い年齢層の使用者に適合するように、足のサイズを考慮して電極部材３０の面積を大きく設定しておく必要がある。その一方で、電極部材３０の下側に配置されるロードセル６０を固定する取付凹部４１の開口面積よりも、電極部材３０の面積の方が大きくなってしまう場合も考えられる。その場合においても、取付凹部４１の開口面積を超えている電極部材３０の面積部分により生ずる寄生容量の増大も抑制する必要がある。この点、前記実施形態によれば、フレーム部材４０の上面４０ａに、複数のリブ４３、４５が設けられ、これらのリブ４３、４５によって区画された凹部４４や貫通部４６が、取付凹部４１に隣接して適宜形成されている。これらの凹部４４、貫通部４６の存在によって、取付凹部４１の開口面積を超えている電極部材３０の面積部分との関係でも、空気の割合を増やすことができるため、寄生容量の低減を図ることができ、生体測定装置１０を薄型化しても寄生容量による誤差の少ない信頼性の高い生体データを測定することができる。なお、リブ４３、４５を設けずに、フレーム部材４１の周縁部等にのみリブを設ける構成とした場合には、さらに空気の割合を増やすことができ、更なる寄生容量の低減を図ることができる。
【００６３】
次に、図８乃至図１１を参照して上記実施形態の変形例について説明する。図８は、第１変形例に係るフレーム部材１４０を用いた場合の、図５に対応する断面図、図９は、第２変形例に係るカバー部材１２０の構成を示す斜視図、図１０は、第３変形例に係る生体測定装置の、図５に対応する断面図、図１１は、第４変形例に係る生体測定装置の、図５に対応する断面図である。なお、上記実施形態と実質的に同一の機能及び同一の構成を有するものについては同じ符号を付して説明し、同一の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００６４】
図８に示すように、第１変形例においては、フレーム部材４０に代えてフレーム部材１４０を用いる。このフレーム部材１４０は、フレーム部材４０と同様に金属を成形してなるものであるが、フレーム部材４０の取付凹部４１のようにロードセル６０を収容する凹部は形成しておらず、ロードセル６０の取付部６１ａをフレーム部材１４０の下面にねじ止めすることにより、起歪体６１をフレーム部材１４０に固定している。また、前記実施形態における底板部材５０に代えて底板部材１５０を採用し、この底板部材１５０は、ロードセル６０を収容可能な凹部１５１を有し、凹部１５１には、脚部６５が挿通可能な孔部１５２が穿設されている。なお、底板部材１５０の凹部１５１以外の部位は、フレーム部材１４０に密着又は接近するような面で構成し、装置全体として薄型の外観を呈するように構成するのがよい。
【００６５】
上記実施形態におけるカバー部材２０によれば、貫通孔２５の存在によって、電極部材３０とロードセル６０（起歪体６１及び歪み測定部６３）との間に、空気をより多く介在させることができるため（図５参照）、取付凹部４１が設けられていないフレーム部材１４０を適用した場合にも、電極部材３０と、フレーム部材１４０及びロードセル６０と、の間に発生する寄生容量の増大を抑えることができ、得られるデータの信頼性を確保しつつ、電極部材３０と、フレーム部材１４０と、の距離を短く設定することによる生体測定装置１０を薄型化を図ることが可能である。
【００６６】
第２変形例では、上記実施形態のカバー部材２０に代えて、図９に示すカバー部材１２０を用いる。このカバー部材１２０もカバー部材２０と同様に樹脂で成形することができ、カバー部材２０における貫通孔２５は設けられておらず、下面１２０ａに複数のリブ１２７が設けられている。
【００６７】
上記実施形態におけるフレーム部材４０によれば、ロードセル６０の周囲に取付凹部（凹部）４１内で空気の層が確保されるため、貫通孔２５が設けられていないカバー部材１２０を適用した場合にも、電極部材３０と、フレーム部材４０及びロードセル６０と、の間で発生する寄生容量を低減することができ、生体測定装置１０を薄型化する場合に電極部材３０と、フレーム部材４０及びロードセル６０と、の距離を短く設定しても、寄生容量が増大することを抑えることができ、得られるデータの信頼性を確保することができる。
【００６８】
第３変形例及び第４変形例では、上記実施形態の底板部材５０に代えて、図１０及び図１１に示す底板部材２５０を採用し、この底板部材２５０は、底板部材５０、１５０のような孔部を設けず、底板部材２５０の内面（フレーム部材４０、１４０側）上に脚部６５の先端が接地するようになっており、その脚部６５の接地部分に対応する底板部材２５０の外面上には外付脚２５１が取り付けられている。なお、第３変形例に係る他の構成部材については、前記実施形態と同様であり（図５参照）、第４変形例に係る他の構成部材については、前記第１変形例と同様であるため（図８参照）、詳細な説明は省略する。
【００６９】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。例えば、上記実施形態では、底板部材５０を備えるものを説明したが、底板部材５０を設けずに、脚部６５が直接に接地する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係る生体測定装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る生体測定装置の制御系統の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るカバー部材の下面の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るフレーム部材の上面の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る生体測定装置が組み上げられた状態を示す、図１のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るカバー部材の変形例を示す、図５に対応する位置における断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るカバー部材の変形例を示す、図５に対応する位置における断面図である。
【図８】第１変形例に係るフレーム部材を用いた場合の、図５に対応する断面図である。
【図９】第２変形例に係るカバー部材の構成を示す斜視図である。
【図１０】第３変形例に係る生体測定装置の、図５に対応する断面図である。
【図１１】第４変形例に係る生体測定装置の、図５に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    生体測定装置
１２    制御部（制御回路）
２０    カバー部材
２１    表示部
２２    操作部
２５    貫通孔（孔部）
２７    リブ
３０    電極部材
３１ａ  通電電極
３１ｂ  測定電極
３２ａ  通電電極
３２ｂ  測定電極
４０    フレーム部材
４１    取付凹部（凹部）
４２    円形孔部（孔部）
４３    リブ
４４    凹部（他の凹部）
４５    リブ
４６    貫通部
５２    孔部
６０    ロードセル（体重測定部材）
６１    起歪体（金属部材）
６３    歪み測定部（歪みゲージ）
６５    脚部
６５ａ  スペーサ
６７    ねじ
６９    スペーサ
１２０    カバー部材
１２５    凹溝（孔部）
１４０    フレーム部材
１５０    底板部材
１５２    孔部
２２５    中空部（孔部）
２５０    底板部材
２５１    外付脚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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