专利名称：身体组成测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种身体组成测量装置，其用于测量用户的身体组成，例如体脂肪、内脏脂肪、体水分、肌肉、骨骼或基础代谢。更具体的，本发明涉及一种身体组成测量装置，其包括至少一对电流传送电极，用于在用户的两个身体部分之间传送电流；至少一对电压测量电极，用于测量所述两个身体部分之间的电位差；和主体单元，其具有一个在其上布置有这些电极使得它们相互绝缘的表面。
背景技术：
由于近年来健康保健意识的增加，已经开发和实际使用了身体组成测量装置，该装置用于测量用户的身体组成(下文中总体和简单地称为“身体组成”)，例如体脂肪、内脏脂肪、体水分、肌肉、骨骼或基础代谢。特别地，身体组成测量装置包括至少一对电流传送电极，用于在用户的两个身体部分之间传送电流；至少一对电压测量电极，用于测量所述两个身体部分之间的电位差；和主体单元，其具有在其上布置有这些电极使得它们相互绝缘的表面(例如参见专利文献1，2，3和4)，该测量装置基于用户的生物电阻来测量身体组成，并且由于其易于使用及其精确度而在市场上非常流行。
专利文献1日本实用新型文献第2514259号专利文献2日本专利待审文献第2001-78978号专利文献3日本专利待审文献第2001-228013号专利文献4
美国专利第6473643号在上面的传统身体组成测量装置中，电流传送电极和电压测量电极成对地与诸如脚底和手掌的身体部分相接触，并且当接触位置移动时，测量结果显著地变化。认为测量中的变化归因于身体部分和电流传送电极和/或测量电极之间的接触面积的变化。即，例如，在专利文献1中描述的装置中，当用户站在平台上接近平台前侧时(即，与用户站在正常位置时相比，脚底覆盖较少用于脚跟侧的电极部分)，与当用户站立在接近平台后侧时相比(即，与用户站在正常位置时相比，脚底覆盖较少用于脚趾侧的电极部分)，脚底与用于脚趾侧的电极之间的接触面积相对大于脚底与用于脚跟侧的电极之间的接触面积。假设接触面积的变化影响包括身体部分和电极之间的接触电阻的生物电阻，从而引起身体组成测量的最终结果的变化。
因此，为了抑制测量中的变化，在专利文献1至3中描述的装置中，在电极周围或上面形成用于控制电极与脚底和/或手掌之间的接触位置的导向体(guide)、凹坑、凸起(projection)等。但是，尽管形成了导向体、凹坑、凸起，在使用装置时要注意脚底或手掌与电极之间的接触位置对于用户来说是很麻烦的。此外，在诸如专利文献4中描述的装置的情形中，该装置甚至没有在其上形成的导向体、凹坑、凸起，并且仅仅在其使用手册等等中包含一个有关脚底和电极之间的接触位置的简单的警告提示，用户每次测量都必须检查他/她自己的接触位置的准确性。换句话说，极大地削弱了使用生物电阻的装置最大的优点，即易于使用，从而会打击为了更好的健康保健而想要不定期使用身体组成测量装置的用户的感觉。
在使电极与脚底接触的装置的情况下，如上所述的不方便尤其强烈。原因在于在使电极与脚底接触的装置的情况下，站在装置的上表面上的用户必须检查其脚的位置，因此与允许用户将手掌与其眼前的电极接触的装置相比难以检查脚与电极的接触情况。
而且，如果上述测量中的变化是由身体部分与电极之间的接触面积的变化引起的，则即使通过如在专利文献1至3中公开的所述导向体、凹坑或凸起来控制身体部分与电极之间的接触位置，测量结果仍然根据身体部分与电极接触的大小而变化。更具体的说，例如，在专利文献1中描述的装置的情况下，当具有较大脚尺寸的用户A和具有较小脚尺寸的用户B通过使用脚跟导向体在适当的站立位置进行测量时，用于脚跟侧的电极与用户A和用户B的脚底之间的接触面积差别不大，而用于脚趾侧的电极与用户A的脚底之间的接触面积大于与用户B的脚底之间的接触面积，这会影响身体组成测量的最终结果，并造成对于任一用户的测量准确性降低。
此外，在专利文献1至3中公开的导向体、凹坑和凸起还有另一个问题损害包括电极的整个装置的设计和设计的灵活性。例如，如在专利文献3中描述的装置中那样，当将透明电极薄膜布置在透明平台上时，如果在电极上形成用于确定站立位置的凸起则会损害整个装置的设计。
本发明的一个目的是提供一种身体组成测量装置，其能够解决如上所述的、认为将由身体部分和电极之间的接触位置和接触面积引起的各种问题，抑制测量中的变化，使用户不感到麻烦并允许设计上的高度灵活性。
发明内容
本发明的身体组成测量装置包括至少一对电流传送电极，用于在用户的两个身体部分之间传送电流；至少一对电压测量电极，用于测量所述两个身体部分之间的电位差；和主体单元，其具有在其上布置这些电极使得它们相互绝缘的表面，其中所述电极布置在主体单元的表面上，使得每个电流传送电极在将电压测量电极与身体之间的接触点夹入中间的多个点与身体接触，并且每个电压测量电极在将电流传送电极与身体之间的接触点夹入中间的多个点与身体接触。
上述电流传送电极和上述电压测量电极可以成对地布置在主体单元的上表面上，使得它们与用户的左脚和右脚底部相接触以便在两只脚之间传送电流并测量两只脚之间的电位差。
此外，上述成对地与用户脚底接触的电流传送电极和电压测量电极的每一个从上方观看形成为梳齿形式，并且可以布置为使得它们的齿相互啮合。
或者，上述成对地与用户脚底接触的电流传送电极和电压测量电极的每一个从上方观看形成为小片形式，并且可以布置为交替放置用于传送电流的小电极片和用于测量电压的小电极片。
此外，当从上方观看时，上述小电极片可以是圆形或条形的。
在本发明的身体组成测量装置中，电流传送电极和电压测量电极安置在主体单元的表面上使得它们啮合相对的电极。使用这样安置的电极，即使电极和身体部分之间的接触位置有些移动，电极和身体之间总的接触面积也不会显著地变化。因此，不管电极与身体部分之间的接触位置如何，本发明的身体组成测量装置可以减少电极和身体部分之间的接触面积的变化，并抑制由接触面积的变化引起的测量的变化。结果，不需要严格地控制电极与身体部分之间的接触位置，使用户不会感到麻烦，并且可以除去用于控制接触位置的导向体、凹坑或凸起，以便改善装置设计的灵活性。
此外，在本发明的身体组成测量装置中，上述电流传送电极和上述电压测量电极可以成对地安置在上述主体单元的上表面上，使得它们与用户的左脚和右脚的底部接触，从而在两只脚之间传送电流并测量两只脚之间的电位差。使用上述的电极结构，可以消除使用传统身体组成测量装置的麻烦，该传统身体组成测量装置是这样一种类型其用接触脚底的电极并给用户带来了特别大的麻烦。
此外，上述电流传送电极和上述测量电极可以采用各种设计。例如，它们每一个从上方观看为梳齿形式，并且布置为使得它们的齿相互啮合，或者它们每一个从上方观看形成为小的圆形或条形片形式，并且布置为交替放置那些用于传送电流的小电极片和用于测量电压的小电极片。
图1是根据本发明的身体组成测量装置1的示意性外部视图。
图2是示出在身体组成测量装置1中包含的电路结构的总体描述的方框图。
图3是用于图解说明在使用身体组成测量装置1时用户所站立的位置的图。
图4是用于图解说明本发明的各个实施方式的图。
图5是用于图解说明本发明的各个实施方式的另一个图。
图6是在用于证实本发明的效果的比较测试中使用的传统身体组成测量装置1’的示意性外部视图。
具体实施例方式
本发明的身体组成测量装置包括至少一对电流传送电极，用于在用户的两个身体部分之间传送电流，至少一对电压测量电极，用于测量所述两个身体部分之间的电位差，和主体单元，其具有在其上布置这些电极使得它们相互绝缘的表面，其中所述电极布置在主体单元的表面上，使得每个电流传送电极在将电压测量电极与身体之间的接触点夹入中间的多个点与身体接触，并且每个电压测量电极在将电流传送电极与身体之间的接触点夹入中间的多个点与身体接触。
上述电流传送电极和上述电压测量电极可以成对地布置在主体单元的上表面上，使得它们与用户的左脚和右脚的底部接触以便在两只脚之间传送电流并测量两只脚之间的电位差。
此外，上述成对地与用户脚底接触的电流传送电极和电压测量电极的每一个从上方观看形成为梳齿形式，并且可以布置为使得它们的齿相互啮合。
可选地，上述成对地与用户的脚底接触的电流传送电极和电压测量电极的每一个从上方观看形成为小片形式，并且可以布置为交替放置用于传送电流的小电极片和用于测量电压的小电极片。
此外，当从上方观看时，上述小电极片可以为圆形或条形。
在下文中，将参考附图描述本发明的适当实施方式。图1是根据本发明的身体组成测量装置1的示意性外部视图。图2是示出在身体组成测量装置1中包含的电路结构的总体描述的方框图。图3是用于图解说明在使用身体组成测量装置1时用户所站立的位置的图。图4和5是用于图解说明本发明的各个实施方式的图。图6是在用于证实本发明的效果的比较测试中使用的传统身体组成测量装置1’的示意性外部视图。
如图1所示，身体组成测量装置1包括一个包含基底2a和平台2b的主体单元2。平台2b安装在基底2a上。在平台2b的上表面2c上，配备有电流传送电极3a和3b，用于在作为用户的两个身体部分的左脚和右脚的底部之间传送交变电流；电压测量电极4a和4b，用于测量由于电流传送而在左脚和右脚的底部之间产生的电压(电位差)；显示器5，其用于(例如)显示由身体组成测量装置1测量的身体组成，并且包括一个公知的液晶显示屏；以及输入设备6，其由用户用来输入诸如性别、年龄和体重等个人数据。平台2b的上表面2c由树脂形成，并且电流传送电极3a和3b以及电压测量电极4a和4b在上表面2c上相互绝缘。输入设备6包括选择键6a和6b，其用于(例如)选择要输入的数据；和设定键6c，其用于(例如)键入要输入的数据。此外，在主体单元2的侧面配备有个人键7和电源键8，所述个人键7包括四个键7a、7b、7c和7d，用于检索已经输入的个人数据。
此外，如图2所示，在身体组成测量装置1的主体单元2中，配备有连接到上述的电流传送电极3a和3b的电流提供电路9，连接到上述电压测量电极4a和4b的电压测量电路10，通过输出对应于负载的电压来测量用户体重的重量传感器11，数字化来自电压测量电路10和重量传感器11的电压信号的A/D转换器12，连接到上述显示器5和输入设备6的输入/输出电路13，存储输入的个人数据、测量的体重和测量的身体组成的存储单元14，包含有电池的电源单元15，以及电连接到这些电流提供电路9、A/D转换器12、输入/输出电路13、存储单元14和电源单元15的控制单元16。
在这样的构造中，控制单元16包括公知的计算器件(CPU)，并执行事先存储在存储单元14中的控制程序以进行各种控制处理，例如控制向电流传送电极3a和3b提供交变电流，控制基于该电流值和通过电压测量电极4a和4b检测的电压值来计算用户的生物电阻，控制基于该生物电阻、通过输入设备6输入的用户的个人数据、和通过重量传感器11测量的用户的体重来计算用户的身体组成，以及控制在显示器5上显示输入的个人数据、测量的体重、和计算的身体组成并将这些数据存储在存储单元14中从而测量用户的身体组成。由于这些控制处理与用于传统的公知身体组成测量装置的那些处理相同，因此省略对这些控制处理的进一步的描述。
作为本发明的实施方式的身体组成测量装置的特有构造在于其电极的结构。首先，电流传送电极3a和电压测量电极4a成对安置在主体单元2的上表面2c上，使得它们与用户的左脚底部接触。而且，这些电极3a和4a的每一个从上方观看形成为梳齿形式，并且将它们布置为使得它们的齿31a、32a、41a、42a和43a(参见图3)相互啮合。类似地，电流传送电极3b和电压测量电极4b成对安置在主体单元2的上表面2c上，使得它们与用户的右脚底部接触，而且这些电极3b和4b的每一个从上方观看形成为梳齿形式，并且将它们布置为使得它们的齿相互啮合。
用户站立在主体单元2的上表面2c上，左脚和右脚的底部与如上所述安置的电极3a、4a、3b和4b接触以测量身体组成。对于每一次测量，用户站立的位置可以与图3中所示的不同。在图3中，通过虚线绘制的椭圆示意性地示出了放置用户的左脚的区域。电极3a和4a的每一个与该椭圆内的用户左脚底部相接触。也就是说，图3(a)显示用户的左脚放置在几乎是成对电极的中心的位置，图3(b)显示站立位置在脚趾方向上离开图3(a)中所示的椭圆，图3(c)显示站立位置在脚跟方向上离开图3(a)所示的椭圆。
在图3(a)到3(c)中的任意一种情况下，电流传送电极3a通过齿31a和齿32a与脚底接触，其中齿42a夹在所述齿31a和齿32a之间。齿42a包括电压测量电极4a与脚底之间的接触点。即，可以说在图3(a)到3(c)中的任意一种情况下，电流传送电极3a和脚底之间的接触面积几乎相同。
同时，电压测量电极4a在图3(a)的情况下通过齿41a的一部分、齿42a和齿43a的一部分与脚底接触；在图3(b)的情况下通过齿41a的大部分和齿42a与脚底接触；在图3(c)的情况下通过齿42a和齿43a的大部分与脚底接触。即，可以说在图3(a)到3(c)中的任意一种情况下，电压测量电极4a和脚底之间的接触面积几乎相同。将齿41a和齿42a布置为在它们之间夹入齿31a，该齿31a包括电流传送电极3a和脚底之间的接触点，并且将齿42a和齿43a布置为在它们之间夹入齿32a，该齿32a包括电流传送电极3a和脚底之间的接触点。
上述电流传送电极3a和电压测量电极4a的结构也可以应用到与右脚底部接触的电流传送电极3b和电压测量电极4b。
如上所述，该身体组成测量装置1包括电流传送电极3a和3b，用于在作为两个身体部分的两只脚的底部之间传送电流；电压测量电极4a和4b，用于测量两只脚之间的电位差；以及主体单元2，其具有在其上这些电极3a、3b、4a和4b相互绝缘的上表面2c。这些电极3a、3b、4a和4b布置在主体单元2的上表面2c上，使得上述电流传送电极3a和3b中的每一个在将电压测量电极与脚底之间的接触点(例如包括在齿42a中的点)夹在中间的多个点(例如包括在齿31a中的点和包括在齿32a中的点)与脚底接触，并且上述电压测量电极4a和4b中的每一个在将电流传送电极与脚底之间的接触点(例如包括在齿31a中的点或包括在齿32a中的点)夹在中间的多个点(例如包括在齿41a中的点和包括在齿42a中的点或者包括在齿42a中的点和包括在齿43a中的点)与脚底接触。因此，即使脚底的接触位置从图3(a)所示的位置偏移到图3(b)或3(c)所示的位置，每个电极与脚底之间的整个接触面积不会显著改变，并且减少了接触面积的变化。
图4和5示意性地示出了本发明的各种实施方式。
与上述身体组成测量装置1中的情形相同，图4(a)中的身体组成测量装置101使用从上方观看形成为梳齿形式的电流传送电极301a和301b以及电压测量电极401a和401b。但是，装置101的这些电极比身体组成测量装置1的电极具有更多的齿。齿数目的增加使得可以更加有效地吸收接触位置的移动，以便抑制接触面积的变化。
图4(b)中的身体组成测量装置102具有电流传送电极302a和302b以及电压测量电极402a和402b，这些电极形成为在脚的纵向方向上的梳齿形式。在用脚底接触电极类型的身体组成测量装置的情况下，假设站立位置常常在脚的纵向方向上移动。因此，使用具有在脚的纵向方向上伸展的齿的梳齿形状的电极，可以更加有效地吸收由于站立位置的移动而引起的接触位置的移动，从而抑制接触面积的变化。
图5(a)中的身体组成测量装置103具有电流传送电极303a和303b以及电压测量电极403a和403b，它们作为多个小的独立条形电极片布置在主体单元的上表面上，使得每一片电极303a和403a交替放置，并且每一片电极303b和403b也交替放置。当然，与图2中的电流传送电极3a和3b的情形相同，作为电流传送电极303a和303b的小电极片分别在主体单元中相互电连接，并且连接到电流提供电路。而且，与图2中的电压测量电极4a和4b的情形相同，作为电压测量电极403a和403b的小电极片也分别在主体单元中相互电连接，并且连接到电压测量电路。
图5(b)中的身体组成测量装置104具有电流传送电极304a和304b(在图中显示为白色的中空圆圈)以及电压测量电极404a和404b(在图中显示为黑色的实心圆圈)，它们作为多个小的独立圆形电极片布置在主体单元的上表面上，使得每一片电极304a和404a交替放置，并且每一片电极304b和404b也交替放置。当然，与图2中的电流传送电极3a和3b的情形相同，作为电流传送电极304a和304b的小电极片分别在主体单元中相互电连接，并且连接到电流提供电路。而且，与图2中的电压测量电极4a和4b的情形相同，作为电压测量电极404a和404b的小电极片也分别在主体单元中相互电连接，并且连接到电压测量电路。为了方便起见使用图中的白色和黑色圆圈，因而不需要使用不同的颜色。
当通过如图5(a)和5(b)中的小电极片构成电极时，可以更加有效地吸收接触位置的移动，以便抑制接触面积的变化。
为了证实本发明的效果，本申请人通过使用身体组成测量装置101和传统的公知身体组成测量装置1’，对3个具有不同年龄、身高、体重、和脚尺寸的用户A、B和C的体脂肪百分比测量中的变化进行了比较测试，所述身体组成测量装置101具有包含有多个齿的梳齿形状的电极301a、301b、401a和401b，如图4(a)所示；所述身体组成测量装置1’具有置于脚趾侧的电流传送电极3a’和3b’以及置于脚跟侧的测量电极4a’和4b’，如图6所示。
在比较测试中，用户A、B和C在三个不同的站立位置(即位于安置的电极的几乎中心、前侧和后侧，如图3所示)使用每个身体组成测量装置来测量体脂肪百分比。在由用户A使用传统的公知身体组成测量装置1’测量的三个体脂肪百分比中，最大值是22.4％，最小值是21.4％，最大和最小值之间的差是1个点。与此同时，当用户A使用根据本发明的身体组成测量装置101时，最大和最小值之间的差是0.1个点。类似的，当用户B使用传统的公知身体组成测量装置1’时，最大和最小值之间的差是0.7个点，当用户B使用根据本发明的身体组成测量装置101时，最大和最小值之间的差是0.4个点。类似的，当用户C使用传统的公知身体组成测量装置1’时，最大和最小值之间的差是0.7个点，当用户B使用根据本发明的身体组成测量装置101时，最大和最小值之间的差是0.2个点。如从上面的描述所能够明白的，这证实了根据本发明的身体组成测量装置，即使由于站立位置的移动而使身体和电极之间的接触位置变化，也显著地抑制了测量结果的变化。
本发明不限于上面详细描述的实施方式，并且可以被修改为各种形式，只要具有在权利要求中描述的构造即可。也就是说，电极的形状和布置可以是除了图4和5中所示出的那些之外的形状和布置。而且，除了用用户的脚底接触电极类型的身体组成测量装置之外，本发明还可以应用于其他各种类型的身体组成测量装置，例如用手掌接触电极的类型、用手掌和脚底两者接触电极的类型、用除了手和脚之外的身体部分接触电极的类型。
权利要求
1.一种身体组成测量装置，包括至少一对电流传送电极，用于在用户的两个身体部分之间传送电流；至少一对电压测量电极，用于测量所述两个身体部分之间的电位差；和主体单元，其具有在其上布置这些电极使得它们相互绝缘的表面，其中，所述电极布置在主体单元的表面上，使得每个电流传送电极在将电压测量电极与身体之间的接触点夹在中间的多个点与身体接触，并且每个电压测量电极在将电流传送电极与身体之间的接触点夹在中间的多个点与身体接触。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述电流传送电极和电压测量电极成对地布置在主体单元的上表面上，使得它们与用户的左脚和右脚的底部接触，以便在两只脚之间传送电流并测量两只脚之间的电位差。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述成对地与用户的脚底接触的电流传送电极和电压测量电极中的每一个形成为在从上方观看时为梳齿的形式，并且布置为使得它们的齿相互啮合。
4.如权利要求2所述的装置，其中，所述成对地与用户的脚底接触的电流传送电极和电压测量电极的每一个形成为在从上方观看时为小片的形式，并且布置为交替放置用于传送电流的小电极片和用于测量电压的小电极片。
5.如权利要求4所述的装置，所述小电极片在从上方观看时是圆形的。
6.如权利要求4所述的装置，所述小电极片在从上方观看时是条形的。
全文摘要
一种身体组成测量装置，包括至少一对电流传送电极，用于在用户的两个身体部分之间传送电流；至少一对电压测量电极，用于测量所述两个身体部分之间的电位差；和主体单元，其具有在其上布置这些电极使得它们相互绝缘的表面；其中，所述电极布置在主体单元的表面上，使得每个电流传送电极在将电压测量电极与身体之间的接触点夹在中间的多个点与身体接触，并且每个电压测量电极在将电流传送电极与身体之间的接触点夹在中间的多个点与身体接触。
文档编号A61B5/053GK1682655SQ20051006517
公开日2005年10月19日 申请日期2005年4月13日 优先权日2004年4月13日
发明者小山一康 申请人:株式会社百利达