(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の左足と右足とに対応させて各一つづつ配設され被検者の人体内部に電流を導通させるための一対の電流路形成電極、および被検者の左足と右足とに対応させて各一つづつ配設され前記電流によって生ずる人体の二点間の電位差を測定するための一対の電圧測定用電極からなり、両足を末端とする人体の生体インピーダンスを測定するための電極群と、
被検者が表面に足で載ることによって体重を測定することができ、該体重の測定に伴って変位を生ずる測定台が設けられた本体とを備え、
足で載ることによって、体重を測定できるとともに、足の裏側を前記電極群に接触させることによって前記生体インピーダンスを測定できるようにされている、体重計付き体脂肪計であって、
前記測定台から分離されており、前記本体における筐体をなすいずれかの部分と一体をなし、前記電極の少なくとも一つが表面に配設される電極用固定支持部が設けられ、前記電極用固定支持部は、該電極用固定支持部に配設される電極が前記測定台の前方に位置するように設けられ、かつ、その表面が前記測定台の表面と略同一の位置又は低い位置となるように設けられていることを特徴とする、体重計付き体脂肪計。
【請求項２】
前記電極用固定支持部は、その表面が前記測定台の表面より低い位置となるように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の体重計付き体脂肪計。
【請求項３】
被検者の足の左右に対応させて一対の前記電極用固定支持部が配設され、該左右の足に対応する電極用固定支持部の各々に少なくとも一つの電極が配設されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の体重計付き体脂肪計。
【請求項４】
前記電極用固定支持部に配設される電極に、電圧測定用電極が含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の体重計付き体脂肪計。
【請求項５】
前記一対の電圧測定用電極が、ともに前記一対の電極用固定支持部に設けられることを特徴とする請求項３に記載の体重計付き体脂肪計。
【請求項６】
前記電極群に含まれる四つの電極の全てが、前記一対の電極用固定支持部に設けられることを特徴とする請求項５に記載の体重計付き体脂肪計。
【請求項７】
前記電極用固定支持部に配設される電極が、操作キーと兼用されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の体重計付き体脂肪計。
【請求項８】
前記電極を用いて、前記被検者の体重測定および体脂肪測定に必要な操作を行えるように構成されている、請求項７に記載の体重計付き体脂肪計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、体重計と一体に組み込まれた、体重計付き体脂肪計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より健康維持の観点から体内の脂肪率が注目されている。体脂肪率が増加すると成人病等を引き起こすおそれがあるが、体脂肪率を測定することにより成人病の予防を図ることができる。
【０００３】
この体脂肪率を測定するための体脂肪計として、体重計と一体に組み込まれた体重計付き体脂肪計がある。図７は、この体重計付き体脂肪計の一例として、特公平５−４９０５０に記載されたものを示している。この図７に示される体重計付き体脂肪計５０は、被検者の体重を測定するための測定台５１の表面に、四つの電極５２が配設されている。
【０００４】
この四つの電極は、両足を末端として被検者の生体インピーダンスを測定するための電極であり、人体の内部に電流を導通させるための一対の電流路形成電極と、前記電流によって生ずる電位差を測定するための一対の電圧測定用電極とからなっている。
【０００５】
また、体重計付き体脂肪計５０には、体脂肪率を求める上で前記生体インピーダンスとともに必要である被検者の個人データ（例えば、身長や性別等）を入力するための操作部や、体脂肪率や体重値等を表示するための表示部が設けられる。その他、前記個人データや生体インピーダンスに基づいて体脂肪率の演算を行うための演算部等を内部に備えている。
【０００６】
そして、被検者が測定台５１に乗ると、体重が測定できるとともに、被検者の足の裏面が前記電極５２に接触することによって生体インピーダンスの測定も行われる。そして、被検者が操作部の操作を介して個人データを入力すると、測定結果としての体脂肪率が表示部に表示される。
【０００７】
このような体重計付き体脂肪計によると、被検者が測定台５１に乗ることにより、体重を測定できるとともに、生体インピーダンスを測定することもでき、これらの測定結果から、体脂肪率を求めることもでき、便利である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、前記生体インピーダンスを測定するにあたり、前記測定台５１の表面に設けられる四つの電極を介して、数１０ＫＨｚ以上の交流信号が導通される。そして、これらの電極として、人体の皮膚との間での接触抵抗を低減するべく、広い面積のものが用いられる。従って、これら電極と、各支持構造をなす導体部分等のうち電極と対向する関係にある部分との間で、いわゆるストレイキャパシティと呼ばれる静電容量が形成されることになる。
【０００９】
このストレイキャパシティと、電極周辺の構造との関係について説明する。測定台に設けられる電極と、電極周辺の固定された導体部分との対向面積および距離の平均をそれぞれＳ、Ｄ、真空の誘電率をε0、周囲に存在する例えば、樹脂や空気の総合的な比誘電率をεS とすると、ストレイキャパシティＣSは、（１）式のように表される。
【００１０】
ＣS ＝（ε0・εS・Ｓ）／Ｄ                              （１）
一方、前記測定台５１は、内部のロードセル弾性体に直接に取り付けられて支持されたり、一旦レバーに取り付けられ、レバーを介してコイルバネで支持される構造となっている。そして、被検者が測定台５１に乗ると、これらロードセル弾性体やコイルバネが測定台５１とともに変位することによって、体重が測定される。かかる測定台５１が変位する動きとして、被検者の体重の付加による上下方向の変位の他、測定台５１上の被検者の直立姿勢時のふらつきによって生ずる弾性体の捻れによる、左右の揺れや回転変位をも生ずる。
【００１１】
従って、測定台５１の上に乗って生体インピーダンスの測定を行うと、前記測定台５１の変位に伴うストレイキャパシティの変化を生じ、その変化が生体インピーダンスの測定に影響を与える。そして、このストレイキャパシティの変化は、上記（１）式より分かるように、上記Ｄに対する測定台の変位によって決まる。
【００１２】
そして、この体重計付き体脂肪計は可能な限り薄型に設計されるが、今後より薄型とされる傾向が強まると考えられ、生体インピーダンスの測定に対する前記ストレイキャパシティの変化がより強く影響することになると考えられる。
【００１３】
さらに、日常の生活様式を考慮すると、このような体重計付き体脂肪計が測定にとって好ましい状態に管理されることは稀であり、前記測定台の表面が濡れたり汚れたりすることが多い。特に、人間にとって足の裏の管理は容易でないが、従来の構造では、常時広い面積で濡れたり汚れた足の裏が接触することになり、生体インピーダンスの測定に対する誤差を生じ易い。
【００１４】
そこで、本発明は、生体インピーダンスの測定を安定して行うことができ、測定精度の向上が図られた、体重計付き体脂肪計を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる体重計付き体脂肪計は、被検者の左足と右足とに対応させて各一つづつ配設され被検者の人体内部に電流を導通させるための一対の電流路形成電極、および被検者の左足と右足とに対応させて各一つづつ配設され前記電流によって生ずる人体の二点間の電位差を測定するための一対の電圧測定用電極からなり、両足を末端とする人体の生体インピーダンスを測定するための電極群と、被検者が表面に足で載ることによって体重を測定することができ、該体重の測定に伴って変位を生ずる測定台が設けられた本体とを備え、足で載ることによって、体重を測定できるとともに、足の裏側を前記電極群に接触させることによって前記生体インピーダンスを測定できるようにされており、前記測定台から分離されており、前記本体における筐体をなすいずれかの部分と一体をなし、前記電極の少なくとも一つが表面に配設される電極用固定支持部が設けられている。
【００１６】
本発明の体重計付き体脂肪計は、前記生体インピーダンスの測定のための電極群に含まれる四つ電極のうち、少なくとも一つが前記電極用固定支持部に配設されている。そして、この電極用固定支持部は、前記本体における測定台以外の筐体をなすいずれかの部分と一体をなすように設けられている。従って、電極用固定支持部は、本体の筐体部分に固定されているので、体重の測定に伴い前記測定台の変位を生じても、該測定台の変位する動きと無関係である。これにより、電極用固定支持部に配設される電極については、ストレイキャパシティの変化を生ずることがないので、該ストレイキャパシティの変化に伴う生体インピーダンスの測定の不安定を低減させることができ、該測定の精度を高めることができる。
【００１７】
前記電極群に含まれる電極のうち、電極用固定支持部に配設される電極以外の電極については測定台に配設される。
【００１８】
また、電極用固定支持部は測定台から分離されるので、被検者が体重を測定するべく測定台に乗っても、電極用固定支持部に配設された電極（以下、「固定電極」ともいう）には足の裏側を接触しないようにできる。
【００１９】
これにより、固定電極については、生体インピーダンスを測定する時に限って足の裏を接触させるようにすればよいので、長時間にわたって固定電極に足の裏を接触させる必要がない。従って、被検者の足の裏が汚れていたり濡れていても、固定電極については、足の裏を長時間にわたって接触させることに伴う濡らしたり汚したりすることを低減することができる。これにより、生体インピーダンスの測定誤差を低減することができる。
【００２０】
そして、前記電極用固定支持部について、該電極用固定支持部に配設される電極を前記測定台の前方に位置するように設け、かつ、その表面が前記測定台の表面と略同一の位置又は低い位置となるように設けることができる（請求項１）。
【００２１】
これにより、被検者は、生体インピーダンスの測定を行うにあたり、測定台の前方の電極用固定支持部に配設された電極への足の裏側の接触を、足の指の裏側の接触によることができる。そして、固定電極については、該電極に対応する足の指の裏側を接触させるか接触させないかを、かかる足の指を必要に応じて伸ばしたり折り曲げたり反らせたりすることによって、容易に選択することができる。
【００２２】
しかも、測定台に乗って体重を測定する通常の姿勢を維持したまま、生体インピーダンスを測定したい時に、前記足の指を接触させるようにすればよい。
【００２３】
そして、測定台の前方に固定電極を設けるようにすることにより、該固定電極と測定台に配設される電極との沿面距離を長くすることができるので、かかる電極間に不要な静電容量や低インピーダンス回路が形成されることを防ぐことができる。これにより、生体インピーダンスの測定を安定にすることもできる。
【００２４】
そして、前記電極用固定支持部を、その表面が前記測定台の表面より低い位置となるように設けることもできる（請求項２）。この場合には、生体インピーダンスを測定するにあたり、固定電極に対応する足の指を下方に折り曲げるようにすることによって、該足の指の裏側を固定電極に接触させることができる。
【００２５】
また、被検者の足の左右に対応させて一対の前記電極用固定支持部を配設し、該左右の足に対応する電極用固定支持部の各々に少なくとも一つの電極を配設することもできる（請求項３）。これにより、電極用固定支持部の左右の足の各々に対応する部分に配設される電極の各々に、左右の足の指の裏側を接触させて生体インピーダンスを測定することができる。
【００２６】
また、前記電極用固定支持部に配設される電極に、電圧測定用電極を含める構成とすることができる（請求項４）。生体インピーダンスの測定するにあたり、前記電圧測定用電極に接続される人体の電位差を測定するための回路は、一般にインピーダンスが高い。そのため、電圧測定用電極に対するストレイキャパシティは、生体インピーダンスの測定により影響を与え易い。従って、電圧測定用電極を電極用固定支持部に配設して固定して支持することにより、そのストレイキャパシティの変化に伴う生体インピーダンスの測定に対する影響を防ぐことができる。そして、前記一対の電圧測定用電極を、ともに前記一対の電極用固定支持部に設けると（請求項５）、より生体インピーダンスの測定を安定にすることができる。
【００２７】
また、前記電極群に含まれる四つの電極の全てを前記一対の電極用固定支持部に設けるようにすると（請求項６）、全ての電極について、ストレイキャパシティが変化することによる影響を防ぐことができる。
【００２８】
また、前記電極用固定支持部が測定台の前方に設けられる場合について、前記電極用固定支持部に配設される電極を、操作キーと兼用することもできる（請求項７）。この場合には、電極用固定支持部に配設される電極は、被検者が測定台に乗った通常の姿勢で、足の指を接触させることができる。そして、該電極を操作キーと兼用することにより、該電極を足の指で操作できるので、被検者は測定台に乗った通常の姿勢を維持しつつ、操作を進めることが可能になる。
例えば、前記電極を用いて、前記被検者の体重測定および体脂肪測定に必要な操作を行ってもよい（請求項８）。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１乃至図６に基づいて説明する。
【００３０】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る体重計付き体脂肪計１０を上方より眺めた平面図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＩ−Ｉ線矢視図である。体重計付き体脂肪計１０は、体重計を含んでなる本体１に、体脂肪計として機能する各種の部材が一体に組み込まれた構成とされている。
【００３１】
本体１は、体重を測定するための測定台２を備えている。そして、本体１の内部には、図１に図示されないロードセルが設けられており、測定台２の表面の上に載置された物の重量を検出できるようになっている。そして、被検者が測定台２の表面に両足で載ると、被検者の体重に応じて測定台２の変位を生ずるとともに、ロードセルの変位を生じて体重を測定できる。また、測定台２の表面には、後に説明する電極５、６が配設されている。
【００３２】
また、本体１には、操作部７及び表示部８が配設されている。操作部７は、これを操作することによって、体脂肪率を求める上で必要な被検者の個人データを入力できるようになっており、個人データの入力に必要な多くの操作キーを備えている。この個人データには被検者の身長データや性別や年齢等がある。なお、この個人データのうち、被検者の体重データについては、この本体１によって測定されたものが用いられるようにされている。
【００３３】
そして、操作部７には、操作キーとして、個人データの項目の選択を行うための選択キーや数値データを入力するための数値キー等も備わっている。また、操作部７に備わる操作キーの操作によって、体脂肪計１０の電源オン（ＯＮ）やオフ（ＯＦＦ）の他、体重の測定と生体インピーダンスの測定を切り替えたり、生体インピーダンスの測定を開始することもできるようになっている。
【００３４】
表示部８には、前記操作部７を介して入力された各種のデータが表示され、また最終的な測定結果としての体脂肪率の他、本体１によって測定された体重も表示される。
【００３５】
また、電極を配設するための一対の電極用固定支持部１３、１４が、測定台２に対する前方における左右に設けられている。そして、電極用固定支持部１３には電極３が配設されており、電極用固定支持部１４には電極４が配設されている。
【００３６】
電極用固定支持部１３、１４は、本体１における筐体の一部をなすベース金具１１に、一体をなすように取り付けられている。そして、電極用固定支持部１３、１４は、上記体重測定に伴う測定台２の変位に関わらず、常に固定して支持される。
【００３７】
また、電極用固定支持部１３、１４は、その表面が測定台２の表面より低い位置となるように設けられている。これにより、電極用固定支持部１３、１４に設けられる電極３、４の表面が、測定台２の表面より低い位置となるようにされている。
【００３８】
そして、前記電極３、４、５、６からなる電極群は、これらに被検者の人体を接触させることによって被検者の生体インピーダンスを測定するためのものである。これら電極群は、人体の内部に電流を導通させるための一対の電流路形成電極と、該電流によって生ずる電位差を測定するための一対の電圧測定用電極とからなっている。
【００３９】
この体脂肪計１０にあっては、被検者が測定台２の上に乗ることによって体重を測定できるとともに、前記電極３、５を左足の裏に接触させ、前記電極４、６を右足の裏に接触させることにより、両足を末端とする生体インピーダンスを測定することもできる。
【００４０】
そして、電極５、６については、図１に示されるように、左足の踵部分および右足の踵部分に安定して接触させ得るように配設されている。また、電極３、４については、足の指を折り曲げるようにすることによって（図１（ｂ）、矢印２０参照）、足の指の裏側を接触させることができる。即ち、電極３、４が配設される電極用固定支持部１３、１４の表面は測定台２の表面より低い位置にあるので、足の指を伸ばした通常の状態で測定台２の上に乗っても、電極３、４に足の指の裏を接触させることはできない。これにより、被検者の足の裏が濡れていたり汚れている場合に、体重の測定に伴って足の裏が電極に接触したままとなることによって生ずる電極が濡れたり汚れたりすることを、電極３、４やその周辺については低減することができる。
【００４１】
この図１では、より好ましい例として電極用固定支持部１３、１４を測定台２より低い位置とする例を図示しているが、電極用固定支持部１３、１４の表面と測定台２とを略同一の高さとなるようにするのであっても構わない。この場合でも、測定台２に乗って体重を測定するに際して、足の指を上方に反らせるようにすることにより、電極３、４に足の指が接触しないようにできるからである。
【００４２】
このように、電極３、４やその周辺が濡れたり汚れたりすることを低減することによって、該電極３、４が濡れる等の状態となることに伴う生体インピーダンスの測定に対する誤差を低減し、生体インピーダンスの測定を安定化させ測定精度を高めることができる。
【００４３】
また、この体脂肪計１０では、電極用固定支持部１３に設けられる電極３と、電極用固定支持部１４に設けられる電極４とが左右に離間して設けられるので、電極３と４との沿面距離が長くなっている。また、電極３、４は、測定台２に設けられないので、測定台２に設けられる電極５、６との間で沿面距離が長くなっている。これにより、各電極間に不要なキャパシタンスが形成されにくくなっている。
【００４４】
また、電極用固定支持部１３、１４に配設する電極３、４として、後に説明するように、電圧測定用電極を優先するのが好ましい。
【００４５】
なお、この図１では、左足用の電極用支持部１３に電極３を設け、右足用の電極用固定支持部１４に電極４を設ける例を示したが、四つの電極のうちの一の電極を電極用固定支持部に設けるのであっても構わない。電極のいずれか一つでも固定して支持することにより、四つの電極の全てを測定台２に配設する場合に比べ、生体インピーダンスの測定を安定させ得るからである。
【００４６】
また、電極用固定支持部１３、１４に配置された電極３、４を、操作キーと兼用する構成とすることもできる。即ち、測定台２に対する前方の電極用固定支持部１３、１４に設けられる電極３、４を操作キーとしても用い得るようにし、該操作キーとしての電極３、４を足の指によって押圧操作できるようにするのである。これにより、被検者は、測定台２に立って体重を測定する通常の姿勢のままで、操作キーである電極３、４を足の指によって操作することができる。
【００４７】
この電極を操作キーと兼用するための構造として、例えば、電極用固定支持部１３、１４の内部に押し下げスイッチの機構を持つ部材を取り付け、その最上部分に電極３、４が位置する構成とすることができる。そして、かかるスイッチ機構を設けるにあたり、電極３、４とスイッチの接点金属面との距離を十分保つようにすると、電極３、４のストレイキャパシティの変化を抑えることができる。
【００４８】
図２は、電極３、４が操作キーと兼用される体重計付き体脂肪計の一構成例を示す図である。この図２に示される体重計付き体脂肪計３０にあっては、前記体重計付き体脂肪計１０における操作部７が設けられず、体重の測定や体脂肪の測定に必要な操作を、電極３、４に対する操作によって行えるようにされている。
【００４９】
次に、電極３、４を操作キーと兼用する場合の、操作の構成の一例について以下に説明する。電極３、４が操作されない状態では、体重測定表示モードとし、表示部８には体重値が表示されるようにする。そして、その後も電極３、４が操作されない場合には、表示部８には体重値が表示されるようにする。そして、この体重測定表示モードでは、最新の安定した体重値が常に定期的に、後に説明するメモリ２５内のレジスタに自動的にストアされ更新されるようにし、被検者が測定台２に乗って静止すると、自動的に体重値がメモリ２５に記憶されるようにする。
【００５０】
次に、両足の指により電極３、４を同時に押し下げると、表示部８の表示が体脂肪率の表示に変更され固定されるようにする。また、いずれか一方の電極を足の指で押して行くと、表示内容の切り替えと表示桁指定ができるようにする。例えば、設定年齢、性別、肥満度、体重、体脂肪率と切り替え表示を循環的にできるようにする。そして、年齢表示になったときは、最初の指定が１０の桁にあり、続いて押すと１の桁の指定に替わり、さらに押すと次の表示項目設定、例えば、１桁で表される性別に変わるようにする。
【００５１】
一方、設定値の変更については、他方の足の指を使い、対応する方の電極を順に押して行くと、指定された桁の数字が０から１、２、・・・と順に９まで上がり０へ戻るようにする。
【００５２】
このように、電極３、４と操作キーとを兼用する構成を採用することにより、被検者は、体重を測定するために測定台２に通常に立つ姿勢を特に変えることなく、電極３、４にこれと対応する左右の足の指を重ねて立ち、該足の指による操作により、必要なデータ設定と、表示内容の切り替えと、体重の測定と、体脂肪の測定のための動作を実施できる。これにより、手の指によってデータ設定したり、表示項目を設定する等する必要がなく、操作性の向上を図ることができる。
【００５３】
また、前記電極群に含まれる電極の全てを電極用固定支持部１３、１４に配設するようにしてもよい。即ち、図３に示されるように、左足に対応する電極３、５を電極用固定支持部１３に配設し、右足に対応する電極４、６を電極用固定支持部１４に配設することもできる。
【００５４】
図３（ａ）に示される場合については、測定台２に乗るとともに、左足の親指を電極３、５に接触させ、右足の親指を電極４、６に接触させることによって生体インピーダンスを測定することができる。また、図３（ｂ）に示される場合については、測定台２に乗るとともに、例えば、左足の親指を電極３に接触させ親指以外の指を電極５に接触させ、右足の親指を電極４に接触させ親指以外の指を電極６に接触させることにより、生体インピーダンスを測定することができる。
【００５５】
この図３に示されるように、四つの電極の全てを電極用固定支持部に設けると、全ての電極について、体重測定に伴う測定台２の動きに影響されなくできるので、生体インピーダンスの測定をより安定にすることができる。
【００５６】
また、四つの電極の全てを電極用固定支持部１３、１４に配置する場合において、これら電極を前記操作キーと兼用する構成としてもよい。この場合に、例えば、片足側の二つの電極のうち、親指側を表示切り替え用とし、小指側を体脂肪率測定用とするようにしてもよい。
【００５７】
次に、図４により、体脂肪計１０における、その操作に伴う信号処理のブロックについて説明する。体脂肪率を求めるための各種の演算は、ＣＰＵ２４とメモリ２５とによって行われる。メモリ２５には、操作部７に備わる操作キーの操作を介して入力された個人データが記憶され、図示されないロードセルにより出力された体重データも記憶されるようになっている。また、前記電極が操作キーと兼用される場合には、該電極からの操作入力は、操作キーによる入力として処理されるようにされている。
【００５８】
また、メモリ２５には、後に図５により説明する定電流回路より人体に供給される電流値が記憶されており、また、電位差測定回路により測定される人体の電圧値が記憶されるようにもなっている。なお、電位差測定回路により測定された電圧値がメモリ２５に記憶されるにあたり、Ａ／Ｄ変換器２７によってディジタルデータとされる。また、メモリ２５には、生体インピーダンスや個人データに基づく、体脂肪率を求めるために必要な各種の演算式や係数等も記憶されている。
【００５９】
そして、メモリ２５に記憶された上記各種のデータや測定値は表示部８に表示される。なお、上記各データや測定値をＣＰＵ２４やメモリ２５により処理するための入出力は、入出力装置（Ｉ／Ｏ）２６を介して行われる。
【００６０】
次に、本発明の体重計付き体脂肪計に備わる、生体インピーダンスを測定するための回路の例について、図５に基づいて説明する。図５において、Ｚは測定したい人体のインピーダンスを表している。また、ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＹ１、ＲＹ２は、各々、前記電極群の各電極と人体の皮膚表面との間の接触抵抗を表す。
【００６１】
図５に示される回路において、端子ＴＭ５、ＴＭ６（ＴＭ５、ＴＭ６に接続される各電極）を介して、ＡＭＰ２によって人体（インピーダンスＺ）に定電流を供給する部分が定電流回路を構成する。ＡＭＰ２は、人体（インピーダンスＺ）を経由して流れる電流をリファレンス抵抗ＲFへ流し、電圧の形で検出する。ＡＭＰ２の別の一端Ｐには一定電圧ＶP が与えられており、ＡＭＰ２は、ＺやＲＸ１、ＲＹ１等が変化しても、Ｐ点の電圧とＲF の両端の電圧ＶRFが常に等しくなるように出力電圧を制御する。これにより、人体に一定の電流Ｉ０を導通させ得るようになっている。ＡＭＰ２より出力される他の電流の部分Ｉ１については、後に、ストレイキャパシティＣSa2 の変化が出力電圧Ｖ0 に対して及ぼす影響に関する説明において説明する。
【００６２】
また、図５の回路において、ＡＭＰ１と、ＡＭＰ１に接続される抵抗Ｒ１、Ｒ２とを備え、端子ＴＭ３、ＴＭ４（ＴＭ３、ＴＭ４に接続される各電極）を介して人体の電位差を検出する部分が電位差測定回路を構成する。この電位差測定回路により、端子ＴＭ３、ＴＭ４間の電位差（インピーダンスＺによる電位差）が、ＡＭＰ１で増幅されＱ点の電圧値Ｖ0として出力される。
【００６３】
Ｒ１、Ｒ２の抵抗値として、ＡＭＰ２より出力される電流の大部分がインピーダンスＺを経由してＲF へ流れ込むように、かつ、端子ＴＭ３による電圧の検出にあたって等価入力抵抗がほぼＲ１で一定となりＲＹ１、ＲＹ２の変化による影響を受けないように、Ｚに対して十分大きい抵抗値が選ばれる。このように、接触抵抗値の変化の影響を受けないように回路定数を選び、インピーダンスＺにほぼ一定電流が流れるようにするとともに、インピーダンスＺの両端の電位差をＴＭ３、ＴＭ４間の電位差とほぼ等しく測定できるようにされている。そして、電流値が一定であると、人体のインピーダンスＺの変化を、端子ＴＭ３、ＴＭ４間の電位差に比例する形にして、ＡＭＰ１の出力端である点Ｑにおける電圧値Ｖ0の変化として出力させることができる。
【００６４】
また、図５に示される回路において、ＣSa1 は端子ＴＭ５に接続される電極と対向するロードセル等の金属体との間のストレイキャパシティであり、ＣSa2 は端子ＴＭ３に接続される電極と対向する前記金属体との間のストレイキャパシティであり、ＣSb1 は端子ＴＭ６に接続される電極と対向する前記金属板との間のストレイキャパシティであり、ＣSb2は端子ＴＭ４に接続される電極と対向する前記金属板との間のストレイキャパシティである。
【００６５】
図５に示される回路において、定電流回路の端子ＴＭ５、ＴＭ６から見た対地インピーダンスは低く、電位差測定回路の端子ＴＭ３、ＴＭ４から見た対地インピーダンスは高い。そのため、端子ＴＭ３、ＴＭ４から見た回路に対するストレイキャパシティＣSa2、ＣSb2の変化に伴う影響は、端子ＴＭ５、ＴＭ６から見た回路に対するストレイキャパシティＣSa1、ＣSb1 の変化に対する影響よりも大きい。
【００６６】
例えば、端子ＴＭ６に接続される電極のストレイキャパシティＣSb1が変化しても、ＣSb1 の交流インピーダンスに比べてＲFが小さいので、ストレイキャパシティＣSb1の変化に伴う、生体インピーダンスの測定に対する影響は少ない。
【００６７】
従って、ストレイキャパシティが変化することによる生体インピーダンスの測定に対して及ぼす影響を少なくする観点から、電極用固定支持部１３、１４に配設する電極３、４として、端子ＴＭ３、ＴＭ４に接続される電圧測定用電極を優先するのが好ましい。
【００６８】
ここで、測定台２に電極を設けた場合につき、該電極が測定台２とともに変位することに伴うストレイキャパシティの変化による、ＡＭＰ１の出力電圧値Ｖ0 に対する影響について、以下に具体的な構造の例を与え、これに対する評価を行う。
【００６９】
図６は、測定台２の電極が設けられる部分の周辺について詳しく示す断面図である。図６において、Ｅは電極板であり、Ｆは絶縁樹脂フィルムであり、Ｇ１は測定台２の鉄板であり、Ｇ２は秤のロードセル等の金属体である。絶縁フィルムＦの厚みをｄ１、鉄板Ｇ１の厚みをｔ、鉄板Ｇ１と秤の固定部の金属体Ｇ２との間隙をｄ２とすると、電極板Ｅと金属体Ｇ２との間の静電容量Ｃは、（２）式で与えられる。
【００７０】
Ｃ＝（ε０・Ｓ）／（ｄ１／εｓ＋ｄ２）                （２）
（２）式において、ε０は、真空の誘電率であり、8.85×10-12である。εｓは樹脂フィルムの比誘電率であるが、一般的に樹脂フィルムとしてεｓが５程度のものが用いられる。また、（２）式において、Ｓは、電極Ｅと、これに対向するロードセル等の固定部の金属体Ｇ２の面積である。
【００７１】
樹脂フィルムＦは極めて薄いので、（２）式におけるｄ１／εｓは無視できる。
【００７２】
秤の超薄型化は今後ますます進むので秤に内蔵されているロードセル等固定部金属体Ｇ２と秤の測定台２の金属板Ｇ１とは極めて接近した設計となる傾向がある。この距離ｄ２は使用者の体重差によるロードセルの撓み量の大小によって異なる。仮に、体重の軽い人の場合についてｄ２＝０．８ｍｍ、体重の重い人の場合についてｄ２＝０．４ｍｍであるとする。
【００７３】
ｄ２＝０．８ｍｍである場合について、（２）式より求められる静電容量をＣ８とすると、Ｃ８＝１０ｐＦ（ピコファラッド）となる。また、ｄ２＝０．４ｍｍである場合について、（２）式より求められる静電容量をＣ４とすると、Ｃ４＝２０ｐＦ（ピコファラッド）となる。これらＣ８、Ｃ４は、ｄ２＝０．８ｍｍ、ｄ２＝０．４ｍｍである各々の場合の、ストレイキャパシティとなる。
【００７４】
次に、ストレイキャパシティが被検者の体重の違いや使用中のふらつきによって上記Ｃ４とＣ８との間で変化した場合に、Ｑ点の出力電圧Ｖ0 に生ずる影響について、図５の回路に基づいて検討する。図５の回路において、端子ＴＭ３に接続される電極が測定台２とともに変位したとし、これによってストレイキャパシティＣSa2が変化した場合を考える。
【００７５】
図５の回路において、ＡＭＰ２より電流Ｉ０＋Ｉ１が出力され、Ｉ０が体内のインピーダンスＺへ流れ、Ｉ１がＲＸ１を経由してＡＭＰ１の入力点へ流れ込むとする。Ｉ０は大部分抵抗ＲF へ流れ込み、一定量になるようにＡＭＰ２で制御されるので、接触抵抗ＲＹ１の変化やストレイキャパシタＣSa2 の変化で影響されて増減するのはＩ１の成分である。
【００７６】
図５において、仮にＩ０＝０とし、Ｉ１がＲＹ１を通った後にＩ２とＩ４とに分流するとし、ＡＭＰ１のフィードバック電流をＩ３とすると、以下の関係式、（３）、（４）、（５）が成立する。
【００７７】
0004142816.tif 000002
各素子の交流インピーダンスについて、Ｚ０＝ＲＸ１＋ＲＹ１、Ｚ１＝Ｒ１、Ｚｃ＝１／ωＣ＝１／２πｆＣ、と表す（Ｃは（２）式のストレイキャパシティを表す、ｆは印加される交流の周波数を表す）。
【００７８】
ＡＭＰ１への電流Ｉ２は、（６）式のように表される。
【００７９】
Ｉ２＝［Ｚ２／｛Ｚ０・（Ｚ１＋Ｚ２）＋Ｚ１・Ｚ２｝］・Ｖｉ    （６）
ここで、Ｒ１＝１００ＫΩ、接触抵抗値Ｚ０＝ＲＸ１＋ＲＸ２＝１ＫΩ、交流周波数ｆ＝１００ＫＨｚとし、Ｃ８＝１０ｐＦ、Ｃ４＝２０ｐＦの各々の場合について、Ｉ２を（６）式より求める。Ｃ８＝１０ｐＦの場合についてＩ２＝9.84×１０-6Ｖｉとなり、Ｃ４＝２０ｐＦの場合についてＩ２＝9.78×１０-6Ｖｉとなる。なお、求められた電流Ｉ２の単位は、電圧Ｖｉの単位がＶ（ボルト）であれば、Ａ（アンペア）が対応する。
【００８０】
そして、ストレイキャパシティＣSa2が上記Ｃ８とＣ４との間で変化することに伴うＡＭＰ１への入力電流の変化する割合、即ち出力電圧Ｖ0 の変化する割合は、上記Ｉ２の変化の割合より、（9.84−9.78）／9.84＝１／１６４となる。この変化の割合は、被検者の体重やふらつきによる測定台２の変位によって変化し、体内インピーダンスの測定値を変化させることになる。
【００８１】
本発明にあっては、前記図１、図３に基づき説明したように、測定台２に配設される電極を少なくし、特に、前記ＴＭ３、ＴＭ４に接続される電極を優先的に電極用固定支持部１３、１４に配置するようにするので、測定台２の変位に伴うストレイキャパシティの変化による、体内インピーダンスの測定への影響を低減することができる。これにより、生体インピーダンスの測定を安定して精度良く行うことが可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明にかかる体重計付き体脂肪計によると、生体インピーダンスを測定するための電極に対するストレイキャパシティの変化に伴う、生体インピーダンスの測定に対する影響を低減することができる。また、電極が濡れたり、汚れたりすることを低減することもできる。これにより、生体インピーダンスの測定の安定を図ることができ、その測定精度を高めることができるという効果を奏する。
【００８３】
また、本発明の体重計付き体脂肪計によると、生体インピーダンスを測定するための電極が操作キーと兼用される構成であるので、体重の測定や体脂肪を測定するための操作について、手によることなく足の指によって行うこともでき、体重を測定するための通常に立った姿勢のままでの操作が可能であり、操作し易いという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明にかかる体重計付き体脂肪計の平面図である。
（ｂ）図１（ａ）における、Ｉ−Ｉ線矢視図である。
【図２】体重計付き体脂肪計の一構成例を示す平面図である。
【図３】電極用固定支持部に電極を配設する例を示す図である。
【図４】本発明にかかる体重計付き体脂肪計の信号処理に係るブロック図である。
【図５】生体インピーダンスを測定するための回路を示す回路図である。
【図６】電極が設けられた測定台の電極周辺の構造の例を示す図である。
【図７】従来の体重計付き体脂肪計の例を示す図である。
【符号の説明】
１      本体
２      測定台
３、４、５、６  （生体インピーダンスを測定するための）電極
７      操作部
８      表示部
１０      体重計付き体脂肪計
１３      電極用固定支持部（左足用）
１４      電極用固定支持部（右足用）
２４      ＣＰＵ
２５      メモリ
２６      入出力装置（Ｉ／Ｏ）
２７      Ａ／Ｄ変換器
３０      体重計付き体脂肪計
５０      （従来の）体重計付き体脂肪計
【図１】
0004142816.tif 000003
【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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