腰围计算装置和身体组成确定装置的制作方法

文档序号:6610779阅读:416来源:国知局
专利名称:腰围计算装置和身体组成确定装置的制作方法
技术领域
本发明涉及用于计算人体的腰围的腰围计算装置,本发明还涉及包 括该腰围计算装置的身体组成确定装置。
背景技术
在医疗、美容和保健领域中,已广泛地将腰围用作与人的体格或体 形有关的指标之一。随着例如由肥胖导致的与生活方式有关的疾病目前 得到更多关注,由于腰围被认为是反映内脏脂肪量的指标,所以将其用 作用于诊断新陈代谢综合症的数据,故而腰围颇受关注。通常使用带尺来测量腰围。此外,日本特开平11-113870号公报(1999 年公开)公开了一种带状测量装置,该装置能够以类似于带尺的方式缠 绕在人体的腹部,来测量腰围以及腹部的阻抗。然而,难以将带尺或带状装置精确地定位在腹部的适当位置处。例 如,将带尺放置在期望高度处是非常困难和麻烦的操作,这是因为带尺 可能移动,尤其是在人体站立的时候。此外,在不绷紧待测部位的情况下难以保持带尺的位置。即使将带 尺放置在适当位置处,绷紧待测部位也会导致该部位变形,从而引起测 量误差。发明内容因此,本发明提供了一种能够以高度可再现的方式计算人体的腰围 的腰围计算装置,以及一种包括该腰围计算装置的身体组成确定装置。根据本发明的一方面,提供了一种腰围计算装置,该腰围计算装置 包括腹部宽度确定器,用于确定人体的腹部宽度值;存储器,用于存 储人的腹部宽度值与腰围之间的相关式;和腰围计算器,其基于由所述
腹部宽度确定器确定的所述腹部宽度值和存储在所述存储器中的所述相 关式,来计算所述人体的腰围。采用这种结构,可以高度可再现地计算 人体的腰围。优选的是,所述相关式由下面的回归公式表示Y=aX+b其中,"Y"是人的腰围,"X"是人的腹部宽度值,并且"a"和"b"是 常数。所述腰围计算装置还可包括测量单元,该测量单元包括至少一个非 接触式测距传感器,所述传感器发光、接收从该传感器前方某物反射的 光、并产生与从该传感器到该传感器前方某物的距离相对应的信号,其 中,所述腹部宽度确定器基于由所述传感器产生的信号来确定所述腹部 宽度值。在该实施方式中,可以以非接触方式(例如,不会使人体的腹 部变形)测量腹部宽度值。所述腰围计算装置还可包括可以布置在人体附近的支承件,其中, 所述测量单元包括支承在所述支承件上的至少一对所述非接触式测距传 感器,所述一对非接触式测距传感器包括排列在所述支承件内在所述人 体的相对两侧的第一传感器和第二传感器,所述第一传感器测量其与所 述人体上在第一测量线上的第一对象位置之间的第一间距,所述第二传 感器测量其与所述人体上在第二测量线上的第二对象位置之间的第二间 距,所述第二测量线与所述第一测量线平行或相同,所述测量单元测量 距在多条平行的第一测量线上的多个第一对象位置的多个第一间距,并 且测量距在多条平行的第二测量线上的多个第二对象位置的多个第二间 距,所述多条第二测量线处于与所述多条第一测量线所处平面相同的平 面上,并且所述腹部宽度确定器还包括距离计算器,其基于所述多个 第一间距和所述多个第二间距来计算多个对象宽度候选,每个对象宽度 候选是所述多个第一对象位置之一与所述多个第二对象位置之一之间的 距离;和最大值选择器,用于从所述多个对象宽度候选之中选择最大对 象宽度作为所述腹部宽度值。所述腰围计算装置还可包括驱动机构,所述驱动机构分别用于使所
述第一传感器和第二传感器相对于所述支承件移动,其中,所述第一传 感器测量距在多条第一平行测量线上的多个第一对象位置的多个第一间 距,每个第一间距在所述第一传感器的传感器位置与所述人体上的第一 对象位置之间,并且所述第二传感器测量距在多条第二平行测量线上的 多个第二对象位置的多个第二间距,每个第二间距在所述第二传感器的 传感器位置与所述人体上的第二对象位置之间。在该实施方式中,每个 传感器可以测量多个间距。在一实施方式中,所述测量单元包括多对非接触式测距传感器,其 中每对都包括固定支承在所述支承件上的第一传感器和第二传感器,其 中每个第一传感器测量对应的第一传感器与所述人体上在第一测量线上 的第一对象位置之间的第一间距,并且每个第二传感器测量对应的第二 传感器与所述人体上在第二测量线上的第二对象位置之间的第二间距, 第二测量线与第一测量线平行或相同。在该实施方式中,因为将所述传 感器固定到所述支承件,所以可以容易地制造该装置。所述腰围计算装置还可包括可以布置在人体附近的支承件,其中所 述至少一个非接触式测距传感器支承在所述支承件上,所述测量单元测 量所述传感器与在和所述人体的前后方向平行的多条测量线上的多个测 量位置之间的多个间距,并且所述腹部宽度确定器还可包括端部检测 器,其基于所述多个间距中的每一个的量来检测所述人体的第一端部和 第二端部;和距离计算器,用于计算所述第一端部和所述第二端部之间 的距离作为所述腹部宽度值。所述腰围计算装置还可包括驱动机构,该驱动机构用于使所述传感 器相对于所述支承件移动,其中所述传感器测量距在多条平行测量线上 的多个测量位置的多个间距。在该实施方式中,单个传感器可以测量多 个间距。在一实施方式中,所述测量单元包括固定支承在所述支承件上的多 个所述传感器,多个所述传感器用于分别测量距在多条平行测量线上的 多个测量位置的多个间距。在该实施方式中,因为将所述传感器固定到 所述支承件,所以可以容易地制造该装置。 在一实施方式中,所述支承件具有凹部,该凹部具有可装在所述人 体的腹部的前表面上的弯曲形状。在该实施方式中,可以减少人体的腹 部的变形。所述腰围计算装置还可包括布置在所述支承件上的肚脐位置指示 器,该肚脐位置指示器用于指示所述人体的肚脐应处于的基准位置。在 该实施方式中,可以辅助对装置进行部署,即定位。在一实施方式中,所述支承件是形状为一边开放的框,并且可将该 支承件布置成围绕所述人体。因为所述支承件的一边是开放的,所以可 以容易地将该装置定位成围绕所述人体。在对年迈卧床者或身体残疾者 进行测量时,该特性尤为有利。所述腰围计算装置还可包括杆,所述杆按照使所述支承件可沿人体 的中线滑动的方式支承所述支承件。在该实施方式中,可以容易地调节 所述装置沿着人体的中线的位置。根据本发明的另一方面,提供了一种身体组成确定装置,该身体组 成确定装置包括根据本发明的上述实施方式的腰围计算装置;生物电 阻抗测量单元,用于测量人体的腹部的生物电阻抗;和身体组成计算器, 其基于由所述腰围计算装置计算出的腰围和由所述生物电阻抗测量单元 测得的所述生物电阻抗,来计算所述人体的身体组成的指标。因为上述 实施方式的腰围计算装置能够精确地计算腰围,所以该身体组成确定装 置基于所述腰围也能够确定精确的身体组成指标。


在下文中将参照附图来描述本发明的各种实施方式。在附图中 图1是根据本发明第一实施方式的身体组成确定装置的立体图; 图2是相对于人体而放置的图1中的身体组成确定装置的前视图; 图3是正在测量距离的图1中的身体组成确定装置的前视图; 图4是示出了图1中的身体组成确定装置的部件的框图; 图5是示出了人的腹部宽度值与腰围之间的统计相关式的曲线图; 图6是示出了图1中的身体组成确定装置的使用和操作的流程图7是示出了身体组成确定装置在图6的步骤S9中的操作的流程图;图8是根据本发明第二实施方式的腰围计算装置的立体图; 图9是图8中的腰围计算装置的仰视图;图IO是相对于人体而放置的图8中的腰围计算装置的前视图; 图11是在与图10的情况不同的情况下的图8中的腰围计算装置的 前视图;图12是示出了图8中的腰围计算装置的部件的框图; 图13A和图13B形成示出了图8中的腰围计算装置的使用和操作的 流程图;图14是相对于人体而放置的根据第二实施方式的变型例的腰围计 算装置的前视图;图15是根据本发明第三实施方式的腰围计算装置的立体图;图16是图15中的腰围计算装置的支承件的立体图;图17是人体进入其中的图16的支承件的俯视图;图18是示出了图15中的腰围计算装置的部件的框图;图19是示出了图15中的腰围计算装置的使用和操作的流程图;以及图20是根据第三实施方式的变型例的腰围计算装置的立体图。
具体实施方式
第一实施方式根据本发明第一实施方式的身体组成确定装置包括腰围计算装置。 该腰围计算装置测量躺下的人体的腹部宽度值,并基于先前存储的人的 腹部宽度值与腰围之间的相关式来计算该对象的腰围。该相关式是用如 下公式来表示的,即,该公式是基于对使用CT(计算机化轴向断层摄影)测得的人的腰围与人的腹部宽度值之间的关系的统计而确定的。该身体 组成确定装置还包括用于测量人体的腹部的生物电阻抗(生物阻抗)的 腹部生物电阻抗测量单元,并且该身体组成确定装置基于计算出的腰围
和测得的生物电阻抗来确定身体组成指标。
如图1至图3所示,根据本实施方式的身体组成确定装置包括便携
式支承件14。该支承件14是大体为矩形而其中一个边开放的框。更具体 地说,支承件14具有垂直立在地板或床30上的一对平行支腿3a和3b、 以及两端与支腿3a和3b相接的连接部2。如图2和图3所示,将身体组 成确定装置1布置为使连接部2与背朝下躺在床30上的人体20的腹部 的前表面相对。依靠支承件14的开放边,可将装置1容易地绕人体放置。 当人体20是年迈卧床者或者身体残疾者时,此特性尤为有利。
身体组成确定装置1的控制台设置在连接部2上。该控制台包括 显示器4,用于向操作者显示操作指导、测量结果、或其他信息;和手动 接口5,其包括至少一个按钮和开关,操作者可通过其向所述装置提供例 如用于通电或开始测量的命令。在连接部2内部,设置有用于控制身体 组成确定装置1的电路,稍后将对其进行描述。
身体组成确定装置1包括用于测量人体20的腹部的生物电阻抗的生 物电阻抗测量单元。如图1所示,生物电阻抗测量单元包括电极15, 用于测量人体20的生物电阻抗;和电极支承部16,用于支承电极15以 使电极15可与人体20的腹部的前表面接触。电极15以本领域技术人员 公知的方式布置在电极支承部16上。更具体地说,如图2所示,电极15 包括一对电压测量电极15a以及布置在该对电压测量电极15a之间的一 对电流供应电极15b。电极15与连接部2内的电路电连接。基于通过人 体20在电流供应电极15b之间流过的电流以及电压测量电极15a之间的 电势差,来确定生物电阻抗。更具体地说,生物电阻抗为电压测量电极 15a之间的电势差与在电流供应电极15b之间通过的电流的比。
电极支承部16在其中心处具有通孔17。在测量生物电阻抗之前, 如图2所示,将电极支承部16布置在腹部的前表面上,以使得能够通过 通孔17看到人体20的肚脐N。这样,通过使用肚脐N作为基准位置, 可以将电极15定位在人体20的腹部的预定部位。
如图2和图3所示,身体组成确定装置1包括肚脐位置指示器18(图 1中未示出),该肚脐位置指示器18用于指示定位人体20的肚脐N的基
准位置。肚脐位置指示器18布置在连接部2上在支腿3a和3b之间的中 央处。在本实施方式中,肚脐位置指示器18是(但不限于)用于将基准 光射到人体20上的发光器(例如,发出窄光束的激光指向器)。将支承 件14按照如下方式布置在人体20上方,即,使得人体20的肚脐N定位 在肚脐位置指示器18所指示的基准位置处(使基准光射到肚脐N上)。 将电极支承部16布置在人体20上,以使从肚脐位置指示器18发出的基 准光通过通孔17。按此方式将支承件14相对于人体20进行定位使得能 够精确地测量腹部宽度值,而不会有由误定位而引起的误差。
身体组成确定装置1还包括测量单元,该测量单元用于测量人体20 的腹部的多个宽度W,如图2所示。该测量单元包括一对非接触式测距 传感器,即,分别支承在支承件14的支腿3a和3b上的第一传感器6a 和第二传感器6b。第一传感器6a和第二传感器6b排列在支承件14内在 人体20的相对两侧。每个传感器都是光学距离传感器,其具有发光器, 用于水平地发射光束(例如但不限于,红外光束);和光接收器,用于接 收从传感器前方某物(例如,人体20)反射的光并且用于产生与从对应 传感器到该传感器前方某物的距离相对应的信号。这样,各传感器测量 对应传感器与该传感器前方某物之间的间距。
在图1和图2中,箭头LA和LB表示从传感器6a和6b水平发射的 光束。在图2所示的状态下,第一传感器6a测量其与人体20上的和第 一水平测量线(来自传感器6a的光束的路径)相交的第一对象位置之间 的第一间距DA,而第二传感器6b测量其与人体20上的和第二水平测量 线(来自传感器6b的光束的路径)相交的第二对象位置之间的第二间距 DB。如图1和图2所示,第一测量线和第二测量线是相同的。
驱动机构7a和7b分别位于支腿3a和3b处,分别用于使第一非接 触式测距传感器6a和第二非接触式测距传感器6b相对于框14在一范围 内垂直地移动。例如,各驱动机构包括在由旋转装置(例如,步进电机) 驱动的滑轮上拖动的环带,并且将对应的传感器6a或6b附着于该环带。 也可使用本领域技术人员公知的其他合适的驱动机构。借助于驱动机构 7a和7b,将第一传感器6a和第二传感器6b在同一垂直平面内沿支腿3a
和3b同步地升降,如图3中的虚线所示。
在第一传感器6a垂直移动期间,第一传感器6a测量距在同一垂直 平面上的多条第一平行水平测量线上的多个第一 (左)对象位置的多个 第一间距DA1至DA4,每个第一间距位于第一传感器6a的传感器位置 与人体20上的第一 (左)对象位置之间。在第二传感器6b垂直移动的 同时,第二传感器6b测量距在多条第二平行水平测量线(其在与第一测 量线所处的垂直平面相同的垂直平面上)上的多个第二 (右)对象位置 的多个第二间距DB1至DB4,每个第二间距位于第二传感器6b的传感 器位置与人体20上的第二 (右)对象位置之间。因此,尽管测量单元仅 有两个传感器,但是各单个传感器能够在多个平行水平线上测量距人体 20上的多个对象位置的多个间距。在图3中,作为示例示出了第一间距 DA1至DA4以及第二间距DB1至DB4;然而,应该理解,间距的数量 不限于所示出的实施方式中的数量。
尽管移动了传感器6a和6b,但是由于支承支腿3a和3b是平行的, 所以传感器6a和6b之间在平行于第一测量线和第二测量线的水平方向 上的水平距离间隔INT保持不变。这样,可以基于多个第一间距DA和 第二间距DB以及恒定间隔INT来估计多个对象宽度候选W,其为腹部 宽度值Wsbj (即,对象宽度候选W中的最大值)的候选项。例如,当间 距DA1和DB1位于同一高度时,对象宽度候选等于INT减去DA1再减 去DB1。类似的是,另一对象宽度候选等于INT减去DA2再减去DB2。 第三对象宽度候选等于INT减去DA3再减去DB3,而第四对象宽度候选 等于INT减去DA4再减去DB4。如根据图3可以理解,各对象宽度候选 W是第一 (左)对象位置之一与第二 (右)对象位置之一之间的距离。
真实腹部宽度值近似等于上述多个对象宽度候选W之中的最大值。 当减小水平测量线的垂直距离间隔以及增加测量的间距的数量时,会提 高腹部宽度值Wsbj的估计精度。
参照图4的框图,将描述身体组成确定装置1的电结构。上述的连 接部2内的电路包括微型计算机8,该微型计算机8与以下部件相连接-显示器4、手动接口5、传感器6a和6b、驱动机构7a和7b、电极15、 以及肚脐位置指示器18。微型计算机8由电源13驱动,并且包括存储器 12以及包括控制器9、计算器IO、和确定器ll的处理器。控制器9、计 算器10以及确定器11的功能是由软件实现的。
控制器9 (即,控制装置)执行对身体组成确定装置1的总体控制。 该总体控制包括控制传感器6a和6b来测量间距DA和DB;以及控制 驱动机构7a和7b来移动传感器6a和6b。
计算器10用作距离计算器,即距离计算装置,用于基于由传感器 6a和6b测得的多个第一间距DA和多个第二间距DB来计算多个对象宽 度候选W。
确定器ll用作最大值选择器,即最大值选择装置,用于将多个对象 宽度候选W之中的最大值选作人体20的腹部宽度值。这样,距离计算 器(计算器IO)和最大值选择器(确定器ll)协作以用作用于确定人体 20的腹部宽度值Wsbj的腹部宽度确定器。
确定器ll还用作界限检测器,即界限检测装置,用于确定第一传感 器6a和第二传感器6b中的至少一个是否已到达对应传感器的移动界限。 在本实施方式中,确定器11针对各传感器6a和6b进行这种界限检测。 如果确定器11检测到一传感器已到达移动界限,则控制器9用作测量终 止器,即测量终止装置,用于终止对应传感器测量对应间距。
存储器12预先存储各种数据,例如缺省值、系统设置和算术表达式。 将确定器11确定的腹部宽度值Wsbj也存储在存储器12中。
此外,存储器12存储有人的腹部宽度值与腰围之间的上述相关式。 计算器10不仅用作距离计算器,而且还用作腰围计算器,即腰围计算装 置,用于基于存储在存储器12中的该相关式来计算人体20的与所确定 的腹部宽度Wsbj相对应的腰围。
该相关式是预先根据多个人体的测得数据而统计地估计出的。例如 以基于多人的用CT测得的腹部宽度值和腰围的测量结果(其在图5中示 出)而确定的回归公式来表示该相关式,但不限于此。下面是表示图5 所示的直线的示例性回归公式。
Y=aX+b
其中,"Y"是人的腰围,"X"是人的腹部宽度,"a"和"b"是常数。 常数"a"和"b"优选地分别为3.01和-10.2,但是它们不限于此。优选 的是,常数"a"大于2.3且小于3.14,而常数"b"是根据常数"a"来 选择的。例如,常数"a"可以是2.49,常数"b"可以是10.5。
此外,存储器12存储有基于生物电阻抗和腰围来计算人体的各种身 体组成指标的身体组成指标公式。计算器10还用作身体组成计算器,即 身体组成计算装置,用于基于身体组成指标公式来计算人体20的与用电 极15测得的生物电阻抗和由腰围计算器计算出的腰围相对应的身体组成 指标。身体组成指标公式例如可以是本领域公知的用于计算作为身体组 成指标的内脏脂肪指标的公式。
控制器9、计算器10和确定器11可以通过多个中央处理单元在物理 上加以实现。另选的是,可以通过由单个中央处理单元执行的计算机程 序而在功能上实现它们。
参照图6所示的流程图,将更详细地描述身体组成确定装置1的使 用和操作。存储器12永久地存储用于控制身体组成确定装置1的计算机 程序。微型计算机8根据该计算机程序而进行工作。在该流程图的操作 中由微型计算机8执行的步骤对应于该计算机程序或该计算机程序的元 素。在本实施方式中,将存储器12用作用于存储计算机程序或程序元素 的存储介质,但是可将另一存储器或存储装置用作这种存储介质。为此 可采用半导体存储器、硬盘、光盘、数字多功能盘、软盘或其他合适的 存储介质。
在操纵手动接口 5的电源开关来通电之后,在步骤S1,操作者按照 使框14位于人体20上方的方式将身体组成确定装置1放置在床30上。 以下操作是微型计算机8根据程序执行的步骤。
在步骤S2,微型计算机8确定是否已按下手动接口 5的测量开始开 关。如果已按下,则处理进行到步骤S3,在步骤S3微型计算机8对整个 系统进行初始化。例如,微型计算机8对传感器6a和6b的位置以及存 储器12中的数据进行初始化。
在系统初始化之后,在步骤S4,微型计算机8用作控制器9以控制
驱动机构7a和7b同步地移动传感器6a和6b,并且用来起动传感器6a 和6b来测量(采样)第一间距DA和第二间距DB的一个对。
从该流程图可以理解,每当处理返回到步骤S4时,传感器6a和6b 就被同步移动并被起动以测量第一间距和第二间距的下一个对,从而以 一定的采样时间间隔扫描人体20。各个驱动机构7a和7b在控制器9的 控制下以相同的速度移动传感器6a和6b,以使得在这种移动和测量期间 传感器6a和6b保持在同一高度。釆样周期间隔乘以传感器6a和6b的 移动速度,得到采样距离间隔(水平测量线的距离间隔)。例如,当采样 距离间隔是1微米并且采样周期间隔是50毫秒时,速度将是0.02米/秒。
在步骤S5,微型计算机8用作计算器10,用于基于上述水平距离间 隔INT和传感器6a和6b上次测得的第一间距DA和第二间距DB的对 来计算最新的对象宽度候选W。
在步骤S6,微型计算机8用作确定器11,用于确定该最新的对象宽 度候选W是否是被测截面中的当前最大值。在本实施方式中,将当前最 大对象宽度的值存储在存储器12中,并且确定器11确定该最新的对象 宽度候选W是否大于已存储在存储器12中的当前最大对象宽度。存储 器12中的最大对象宽度的缺省值是零。
如果该最新的对象宽度候选W更大,则处理进行到步骤S7,在步 骤S7,确定器11擦除先前存储在存储器12中的最大对象宽度,并在存 储器12中将该最新的对象宽度候选W存储为新的最大对象宽度。艮P, 确定器11更新存储器12中的最大对象宽度。然后,处理进行到步骤S8。 反之,如果该最新的对象宽度候选W并不更大,则处理直接进行到步骤 S8,而不更新存储器12中的最大对象宽度。
在步骤S8,微型计算机8用作确定器11,用于确定第一传感器6a 和第二传感器6b是否到达其移动界限6L (见图3)。例如,基于传感器 6a和6b的行进速度以及从开始位置到移动界限6L的长度,来计算传感 器6a和6b到达移动界限6L所需的时长。将该必要时长存储在存储器12 中,并且微型计算机8具有定时器,该定时器用于对自传感器6a和6b 开始行进起经过的时间进行计数。当经过的时间达到所述必要时长时,
确定器11确定传感器已到达界限6L。
如果传感器尚未到达界限6L,则处理返回到步骤S4,在步骤S4, 测量下一第一间距和下一第二间距。如果传感器到达界限6L,则处理进 行到步骤S9。将最后存储在存储器12中的最大对象宽度确定为腹部宽度 值Wsbj。在步骤S9,微型计算机8执行用于计算人体20的腰围和身体 组成指标的子例程。然后,在步骤SIO,微型计算机8充当显示器控制器, 用于使显示器4显示在步骤S9计算出的腰围的值和身体组成指标。微型 计算机8控制显示器4以使显示器将所显示的腰围和身体组成指标保持
一段时间。因为显示器至少暂时保持了所显示的值,所以在完成测量之 后操作者可以容易地确认所显示的值,并且即使完成测量之后传感器意
外地移动了,也可以避免改变所显示的图像。在步骤S10之后,处理结 束。
参照图7所示的流程图,将更详细地描述身体组成确定装置1在图 6所示的步骤S9中的操作。在步骤Sll,微型计算机8从存储器12中读 取表示腹部宽度值与腰围之间的相关式的回归公式。
在步骤S12,微型计算机8用作计算器10 (腰围计算器),用于基于 该回归公式和所确定的腹部宽度来计算人体20的腰围Y。
在步骤S13,微型计算机8按本领域公知的方式基于从电极15提供 的信号来测量生物电阻抗。然后,在步骤S14,微型计算机8读取用于计 算身体组成指标的身体组成指标公式。在步骤S15,微型计算机8用作计 算器10,用于基于该身体组成指标公式来计算人体20的与测得的生物电 阻抗和计算出的腰围相对应的身体组成指标(例如,关于内脏脂肪的指 标)。可以按在日本特开2006-288735号公报(2006年公开)中公开的方 式来计算身体组成指标。通过引用将其公开的全部内容并入于此。身体 组成指标例如包括但不限于皮下脂肪面积、皮下脂肪厚度、腹部的总脂 肪面积、内脏脂肪面积、躯干部分的脂肪比、整个身体的脂肪比以及腹 部肌肉厚度。在计算了身体组成指标之后,处理进行到图6所示的主例 程中的步骤SIO。
上述身体组成确定装置1基于人体20的腰围来计算身体组成指标。
然而,如在日本特开2005-288023号公报(2005年公开)中所公开的, 可以基于由测量单元(传感器6a和6b)测得的人体20的腹部宽度值来 计算身体组成指标。通过引用将其公开的全部内容并入于此。
在上述第一实施方式中,驱动机构7a和7b被同步驱动以同时移动 传感器6a和6b。然而,本发明并非要限于本实施方式。在一另选实施方 式中,控制器9可以分立地对驱动机构7a和7b进行驱动,以在不同时 间移动传感器6a和6b,但是传感器6a的釆样距离间隔和采样开始高度 要与传感器6b的采样距离间隔和采样开始高度相同,以使传感器6a的 第一平行水平测量线与传感器6b的第二平行水平测量线重合。微型计算 机8可将所有测得的第一间距DA和第二间距DB连续地存储在存储器 12中。在该另选实施方式中,计算器10可以基于存储在存储器12中的 第一间距DA和第二间距DB连续地计算所有的对象宽度候选W,其中, 每个对象宽度候选W都是基于上述水平距离间隔INT以及同一高度上的 第一间距DA和第二间距DB而计算出的,并且确定器11可将所有计算 出的候选项之中的最大值选作腹部宽度值Wsbj 。
第二实施方式
参照图8至图14,将描述根据本发明第二实施方式的腰围计算装置 101。与根据第一实施方式的身体组成确定装置l不同,装置101不测量 生物电阻抗或计算身体组成指标。
如图8至图11所示,腰围计算装置101包括的是便携式支承件114, 而不是第一实施方式中的支承件14。如图10和图ll所示,将支承件114 水平地放置在人体20的前表面上。支承件114设置有水平调节辅助单元 119 (例如,水平仪或角度传感器),用于辅助操作者将支承件114调节 成水平的(即,与地板或床30的表面平行)。
支承件114具有接触部120。接触部120是可以装在人体20的腹部 的前表面上的弯曲形状的凹部。接触部120使支承件114 (腰围计算装置 101)能够稳定地定位在该前表面上。此外,依靠接触部120,减少了支 承件114与人体20的相对位置的改变。虽然放置支承件114会使该前表 面变形,但是以发明人的经验来看,该腹部变形对腰围的影响要小于呼
吸所引起的对腰围的影响。因此,即使将支承件114直接放置在腹部上, 也可高度可再现地对腰围进行精确测量。
此外,支承件114具有用于指示人体20的肚脐N所处的基准位置的 肚脐位置指示器118。肚脐位置指示器118是(但不限于)形成在支承件 114的中央处的通 L。按照使得通过肚脐位置指示器118可以看到肚脐N 的方式来相对于人体20定位支承件114。按此方式定位支承件114使得 能够精确地测量腹部宽度值Wsbj,而不会有由误定位引起的误差。这样, 肚脐位置指示器118、水平调节辅助单元119以及接触部120辅助操作者 将腰围计算装置101精确地定位在可以高度可再现地测量腰围的位置处, 该位置在肚脐N所处的外周围上。
腰围计算装置101还包括用于测量图10所示的腹部宽度值Wsbj的 测量单元。本实施方式的测量单元包括可移动地支承在支承件114上的 单个非接触式测距传感器6c。所采用的传感器的类型与第一实施方式中 的类型相同。因此,传感器6c具有发光器,用于沿与地板或床30的 表面垂直的方向向下发射光束(例如但不限于,红外光束);和光接收器, 用于接收从传感器6c前方某物(例如,人体20或床30)反射的光并且 用于产生与从传感器6c到传感器6c前方某物的距离相对应的信号。由 此,传感器6c测量其与在垂直延伸的测量线上的测量位置之间的间距。 在图10和图11中,箭头LC表示从传感器6c向下发射的光束。
如图9所示,驱动机构7c布置在支承件114上,用于将传感器6c 相对于支承件114在一范围内移动。所釆用的驱动机构的类型与第一实 施方式中的类型相同。借助于驱动机构7c,使传感器6c沿支承件114(即, 沿与地板或床30平行的方向)水平移动,如图10和图11中的虚线所示。 在传感器6c水平移动期间,单个的传感器6c测量距在同一垂直平 面上的多个平行垂直测量线上的多个测量位置的多个间距DC,每个间距 位于传感器6c的传感器位置与床30或人体20上的测量位置之间。
在图IO所示的状态下,传感器6c测量其与和垂直测量线(来自传 感器6c的光束的路径)相交的床30之间的间距DC。在此状态下的间距 DC几乎等于传感器6c的基准高度ELE, ELE是传感器6c与支腿3a和
3b的底部之间的垂直距离。另一方面,在图11所示的状态下,传感器
6c测量其与人体20的和另一垂直测量线(来自传感器6c的光束的路径) 相交的对象位置之间的另一间距DC。
从图IO可以理解,当传感器6c不处于人体20上方时,测得的间距 DC非常大。反之,如图11所示,当传感器6c位于人体20上方时,测 得的间距DC较小。因此,可以基于对间距DC的大小与至少一个阈值的 比较来检测人体20的两个端部SE和TE,并且可以估计位于人体20的 两个端部SE和TE之间的人体20的腹部宽度值Wsbj。这是装置101实 现腹部宽度测量的一般原理。当减小垂直测量线的水平距离间隔并且增 加测量的间距的数量时,会提高对腹部宽度值Wsbj的估计精度。
参照图12的框图,将描述腰围计算装置101的电结构。图12中的 框图与第一实施方式的图4相类似,但是在图12中,与微型计算机8电 连接的是传感器6c和驱动机构7c,而不是传感器6a和6b以及驱动机构 7a和7b。此外,没有使用电极15和肚脐位置指示器18。
代替控制传感器6a和6b用于测距以及控制驱动机构7a和7b用于 移动传感器6a和6b,控制器9控制传感器6c用于测量距离DC并且控 制驱动机构7c用于移动传感器6c。
计算器10用作距离计算器,即距离计算装置,用于计算两个端部 (即,人体20的第一端部和第二端部)之间的腹部宽度值Wsbj。
确定器11用作端部检测器,即端部检测装置,用于基于多个间距 DC中的每一个的量来检测人体20的第一端部和第二端部。
存储器12预先存储各种数据,例如,缺省值、系统设置和算术表达 式。例如,本实施方式的存储器12预先存储用于确定人体20的第一端 部SE和第二端部TE的阈值。此外,存储器12预先存储有上面结合图5 所描述的腹部宽度值与腰围之间的相关式。如在第一实施方式中所描述 的,该相关式由下面的回归公式来表示。 Y=aX+b
参照图13A和图13B所示的流程图,将更详细地描述腰围计算装置 101的使用和操作。在该流程图的操作中由微型计算机8执行的步骤对应
于存储在存储器12或另一存储器或存储装置中的计算机程序或计算机程
序的元素。通电之后的步骤S51、 S52和S53与第一实施方式的图6中的 步骤S1、S2和S3相同,因此不对它们进行详细描述。然而,在步骤S53, 微型计算机8对传感器6c的位置而不是对传感器6a和6b的位置进行初 始化。此外,在微型计算机8中功能性地或物理地设置有计数器,用于 对在传感器6c位于人体20上方时对间距DC进行采样的次数进行计数。 在步骤S53,为了进行系统初始化,将计数器值"i"重置为零(缺省值)。 在步骤S54,微型计算机8用作控制器9以起动传感器6c,从而传 感器6c测量其与床30之间的初始垂直间距。微型计算机8由此获得该 初始垂直间距并将其存储在存储器12中作为传感器6c的基准初始高度 ELE。
在步骤S55,微型计算机8用作控制器9以控制驱动机构7c按恒定 速度移动传感器6c。结果,传感器6c测量(采样)间距DC之一。根据 该流程图可以理解,每当处理返回到步骤S55时,传感器6c就被移动并 被起动以测量下一个间距DC,从而以一定的釆样时间间隔来扫描人体 20。
在步骤S56,计算器10计算最后测量的间距与基准初始高度ELE之 间的差。在步骤S57,微型计算机8用作确定器11,用于确定传感器6c 的垂直测量线是否位于人体20上方。该确定是通过确定上述计数器数值 "i"是否等于或大于1来实现的。
如果"i"小于1 (传感器6c不在人体20上方),则处理进行到步骤 S58,在步骤S58,确定器11用作端部检测器,用于确定传感器6c的测 量线是否到达人体20的第一端部(开始端部)SE。该确定是通过比较在 步骤S56中计算出的差与存储在存储器12中的阈值P而实现的。如果该 差大于P,则传感器6c的测量线已到达开始端部SE。该确定与以下确定 相同当传感器6c测量到小于另一阈值的间距DC时,确定器ll确定传 感器6c已到达人体20的开始端部SE。
如果在步骤S58中的确定是否定的(该差不大于P),则处理返回到 步骤S55,在步骤S55,对下一间距DC进行采样。如果在步骤S58中的
确定是肯定的(该差大于P),则处理进行到步骤S59,在步骤S59,微 型计算机8将计数器值"i"递增1。
如果计数器数值"i"等于或大于1,则在步骤S57中的确定是肯定 的,并且处理直接进行到步骤S59 (不经过步骤S58),因为系统己经知 道传感器6c正在人体20上方行进。
在步骤S60,确定器11用作端部检测器,用于确定传感器6c的测量 线是否到达人体20的第二端部(终止端部)TE。该确定是通过比较在步 骤S56中计算出的差与存储在存储器12中的阈值Q来实现的。阈值Q 可以与上述阈值P相同或不同。如果该差等于或小于Q,则传感器6c的 测量线已到达终止端部TE。该确定与以下确定相同当传感器6c测量 到大于另一阈值的间距DC时,确定器11确定传感器6c已到达人体20 的终止端部TE。
如果在步骤S60中的确定是否定的(该差大于Q),则处理返回到步 骤S55,在步骤S55,对下一间距DC进行采样,因为传感器6c仍在人 体20上方行进。
如果在步骤S60中的确定是肯定的(该差不大于Q),则处理进行到 步骤S61,在步骤S61,控制器9用作测量终止器(即,测量终止装置) 并且终止传感器6c测量间距以及终止驱动机构7c移动传感器6c。此外, 微型计算机8保持采样计数器的当前数值"i",然后基于该数值,计算器 10用作距离计算器并计算检测到第一端部SE的传感器位置与检测到第 二端部TE的传感器位置之间的间隔长度Lint (在图11中)。该间隔长度 Lint等于第一端部SE与第二端部TE之间的腹部宽度值Wsbj。通过将采 样距离间隔乘以计数器数值"i"来实现对间隔长度Lint的计算,其中采 样距离间隔是釆样周期间隔与传感器6c的行进速度的乘积。计算器10 将腹部宽度值Wsbj (Lint)存储在存储器12中。
在步骤S62,微型计算机8从存储器12中读取上述回归公式(即, 腹部宽度值与腰围之间的相关式)。
在步骤S63,微型计算机8用作计算器10 (腰围计算器),用于基于 该回归公式和计算出的人体20的腹部宽度值Wsbj (回归公式中的X)来计算人体20的腰围Y。计算器10将腰围Y存储在存储器12中。在步骤 S64,微型计算机8充当显示器控制器,用于使显示器4显示存储在存储 器12中的腰围。在步骤S64之后,用于计算腰围的处理结束。
在上述第二实施方式中,示出了杆形的支承件114。然而,支承件 114的形状不限于此。例如,代替第二实施方式中的支承件114,可以采 用与第一实施方式中的支承件14相似的大体为矩形而其中一个边开放的 框。
在上述第二实施方式中,基于釆样计数器数值"i"来计算间隔长度 Lint。然而,并未旨在将本发明限于本实施方式。在一另选实施方式中, 可在驱动机构7c中并入距离编码器(未示出)来测量间隔长度Lint。当 确定器11向该距离编码器通知传感器6c已到达第一端部SE时,该编码 器开始测量所述长度。当确定器11向该距离编码器通知传感器6c已到 达第二端部TE时,该编码器终止测量长度Lim。
因为基准初始高度ELE是传感器6c与支腿3a和3b的底部之间的垂 直距离,所以在实践中不必测量上述初始垂直间距。因此,可预先将基 准初始高度ELE存储在存储器12中。
在上述第二实施方式中,第一端部和第二端部是基于测得的间距DC 而确定的。然而,在一另选实施方式中,确定器11 (端部检测器)可以 在传感器6c输出误差信号时确定传感器6c己到达第一端部SE,并在传 感器6c再次输出误差信号时确定传感器6c已到达第二端部TE。该另选 实施方式在以下情况下是有利的在传感器6c的可移动范围内在人体20 的每一侧都没有可以测量从传感器到其的初始垂直间距的适合的基准水 平面。根据该另选实施方式,可以不使用基准初始高度ELE和所述阈值。
在另一另选实施方式(未示出)中,操作者可以在传感器6c以一定 的采样距离间隔对间距DC进行采样的同时手动地将传感器6c相对于框 14进行移动。
在图14所示的另一另选实施方式中,腰围计算装置101A的测量单 元包括固定支承在支承件114上的多个非接触式测距传感器6c。这些传 感器6c彼此等距地隔开,并且分别测量距在多条垂直平行测量线上的多
个测量位置的多个间距DC。在该实施方式中,因为传感器6c被固定到 支承件114从而不需要上述驱动机构7c,所以可以容易地制造该装置。 此外,因为不需要自动或手动地移动传感器6c,所以简化了对该装置的 使用。当传感器的数量增加时,会提高对腹部宽度值Wsbj的估计精度。 第三实施方式
参照图15到图19,将描述根据本发明第三实施方式的腰围计算装 置201。与第一实施方式不同,腰围计算装置201计算站立的人体20的 腰围,并且不测量生物电阻抗或计算身体组成指标。
如图15所示,腰围计算装置201包括底板190,人体20站于其 上;杆(即,柱)192,其垂直竖立在底板190上;以及支承件214,其 被杆192所支承。在底板190的上表面上画有基准线196,应将人体20 的足尖对齐在该基准线196上。
支承件214具有一对水平延伸的平行臂203a和203b、以及两个端部 连接到臂203a和203b的连接部202。因为支承件214是大体为矩形且其 中一个边开放的框,所以可以容易地将支承件214布置成围绕人体20(即, 人体20可以容易地进入由支承件214限定的内部区域)。因此,本实施 方式中的支承件214能够容易且快速地进行测量。
支承件214还包括绕杆192布置的附接部194,该附接部194用于 将支承件214附接到杆192。在附接部194内部布置有驱动单元(即,驱 动装置)238,用于使支承件214相对于杆192垂直移动。例如,驱动单 元238包括移动部(例如,滚珠丝杠或环带)和用于驱动该移动部的驱 动机构(例如,电机)。由此,支承件214可沿站立人体20的中线自动 滑动。
如图15所示,在杆192的顶端布置有控制台220。控制台220在其 上表面包括作为输入装置的手动接口 22。人体20或另一操作者可通过操 纵手动接口 22向腰围计算装置201提供命令。手动接口 22包括开/关键 221、固定键222、上移键223以及下移键224。此外,控制台220包括 用于向操作者显示操作指导、测量结果或其他信息的显示器204。
腰围计算装置201包括用于测量图17中的腹部宽度值Wsbj的测量
单元。如图16和图17所示,本实施方式的测量单元包括布置在同一水
平面中的多对(四对)非接触式测距传感器26。每一对都包括第一传感 器26a和第二传感器26b。所采用的传感器的类型与第一实施方式中的类 型相同。传感器的对数不限于所例示的实施方式中的数量。
第一传感器26a (26al至26a4)固定地支承在臂203a上并且沿着人 体20的前后方向以一定的距离间隔排列。类似的是,第二传感器26b(26bl 至26b4)固定地支承在臂203b上并且沿着前后方向以一定的距离间隔排 列。如图17所示,第一传感器26a和第二传感器26b排列在支承件2M 内在人体20的腹部的相对两侧。由此,第一传感器26a和第二传感器26b 关于人体的前后线对称布置。即,同一对的第一传感器26a和第二传感 器26b位于与人体20的横向方向平行的同一水平线上。第一传感器26a 与第二传感器26b之间的距离是图17中的INT。
各个第一传感器26al至26a4测量对应的第一传感器与人体20上的 和第一水平测量线(来自传感器26a的光束的路径)相交的第一对象位 置之间的第一间距DA(DA1至DA4中的一个)。第一传感器26al至26a4 分别产生并输出与第一间距DA1至DA4相对应的信号。各个第二传感 器26bl至26b4测量对应的第二传感器与人体20上的和第二水平测量线 (来自传感器26b的光束的路径)相交的第二对象位置之间的第二间距 DB (DB1至DB4中的一个)。第二传感器26bl至26b4分别产生并输出 与第二间距DB1至DB4相对应的信号。第二测量线和第一测量线平行于 站立在底板190上的人体20的横向方向。
如图16和图17所示,腰围计算装置201包括肚脐位置指示器(即, 肚脐位置指示装置)218。肚脐位置指示器218布置于传感器26 (26a、 26b)所处的水平面中在连接部202上在臂203a和203b之间的中央处。 与第一实施方式的肚脐位置指示器18相类似,肚脐位置指示器218例如 是(但不限于)将基准光射到人体20上的发光器(例如,发出窄光束的 激光指向器)。调节支承件214相对于人体20的高度,以使人体20的肚 脐N位于肚脐位置指示器218所指示的基准位置处(使基准光射到肚脐 N上)。按此方式将支承件214相对于人体20进行定位使得能够精确地
测量腹部宽度值,而不会有由误定位而引起的误差。
在控制台220内部,设置有用于控制腰围计算装置201的电路。如 图18所示,该电路包括选择器230、 A/D (模数)转换器232、 CPU (中 央处理单元)234、 ROM (只读存储器)227以及存储器228。选择器230 将来自传感器26的信号按顺序逐个输出到A/D转换器232。 A/D转换器 232将从选择器230提供的信号转换成数字信号。将该数字信号提供给 CPU 234。从而,将与来自传感器26的输出信号相对应的数字信号提供 给CPU 234。各个数字信号表示对应传感器26与人体20上的对象位置 之间的间距(DA或DB)。 CPU234将由数字信号表示的距离数据存储在 存储器228中。存储器228例如是(但不限于)易失性存储装置,并且 存储器228被CPU 234用作工作区。
CPU 234用作控制器(即,控制装置),用于通过执行存储在ROM 227 中的计算机程序或计算机程序的元素来控制驱动单元238、肚脐位置指示 器218和显示器204。此外,CPU234执行与从包括上述开/关键221、固 定键222、上移键223以及下移键224的手动接口 205提供的信号相对应 的操作。
CPU234用作腹部宽度确定器(即,腹部宽度确定装置),用于基于 临时存储在存储器228中的距离数据来确定图17中的腹部宽度值Wsbj。 ROM (即,存储装置)227存储上面结合图5所描述的腹部宽度值与腰 围之间的相关式。CPU234还用作腰围计算器(即,腰围计算装置),用 于基于腹部宽度值Wsbj和存储在ROM 227中的相关式来计算人体20的 腰围。
参照图19所示的流程图,将更详细地描述腰围计算装置201的操作。 ROM 227存储有与该流程图相对应的计算机程序或程序元素。在本实施 方式中,ROM 227被用作用于存储计算机程序或程序元素的存储介质, 但是可以采用另一存储器或存储装置作为这种存储介质。为此可采用半 导体存储器、硬盘、光盘、数字多功能盘、软盘或其他合适的存储介质。
当按下开/关键221时,图19所示的操作开始。在步骤S71 , CPU 234 使显示器204显示指导消息(例如,"站在底板上并将您的足尖对齐在基
准线上。"),以提示人体20将足尖对齐在图15中的基准线196上。
在步骤S72, CPU 234使肚脐位置指示器218发出基准光。在步骤 S73, CPU234进行高度调节处理(acceptance)。在高度调节处理中,CPU 234使显示器204显示指导消息(例如,"操作上移键或下移键以使光照 射到您的肚脐上"),以提示人体20调节支承件214的位置。根据该指导 消息,人体20 (或其他操作者)操作上移键223或下移键224以使来自 肚脐位置指示器218的基准光照射到肚脐N上。更具体地说,CPU 234 在操作上移键223期间使驱动单元238将支承件214升起,并在操作下 移键224期间使驱动单元238将支承件214降下。
当按下固定键222时(步骤S74),高度调节处理结束。在高度调节 处理之后,CPU 234使肚脐位置指示器218停止发射并使显示器204显 示指导消息(例如,"测量进行中"),以指示正在进行对腰围的测量。此 外,不管操纵上移键223或下移键224与否,CPU 234都停止对驱动单 元238的控制。
在步骤S75, CPU234通过提供驱动命令信号来驱动传感器26 (26a 和26b)。响应于该命令信号,各传感器26输出与对应的传感器26和人 体20之间的间距相对应的信号。来自传感器26的各个信号被选择器230 连续地选择并被A/D转换器232转换成数字信号。CPU 234将与从A/D 转换器232提供的数字信号相对应的距离数据存储在存储器228中。由 此,CPU 234确定了传感器26与人体20之间的间距。
在步骤S76和S77, CPU 234用作腹部宽度确定器,用于基于存储 在存储器228中的距离数据来确定腹部宽度值Wsbj。更具体地说,在步 马秦S76, CPU234用作距离计算器,用于基于下面的表达式(1)至(4) 在步骤S76中计算四个对象宽度候选Wl至W4:
W1=INT-(DA1+DB1)
W2=INT-(DA2+DB2)…(2)
W3=INT-(DA3+DB3)…(3)
W4=INT-(DA4+DB4)…(4)
在步骤S77, CPU234用作最大值选择器,用于从对象宽度候选W1
至W4中选择最大宽度作为腹部宽度值Wsbj。根据以上描述可以理解, 当传感器26的数量增加时,会提高对腹部宽度值Wsbj的确定精度。
在步骤S78, CPU 234从ROM 227中读取表示腹部宽度值与腰围之 间的相关式的回归公式(Y=aX+b)。然后,在步骤S79, CPU234用作腰 围计算器,用于基于所述回归公式和在步骤S77中确定的腹部宽度值 Wsbj (回归公式中的X)来计算人体20的腰围Y。在步骤S80, CPU234 使显示器204显示在步骤S79中计算出的腰围,并结束图19所示的处理。
图20示出了上述第三实施方式的变型例。根据该变型例的腰围计算 装置201A在第三实施方式以外还包括用于测量人体20的高度的高度计 250。高度计250包括垂直竖立在底板190上的棒251,以及附于棒251 以沿棒251滑动的游标252。游标252可响应于从CPU 234提供的命令 而上移和下移。游标252的高度被发送到CPU 234并被显示器204显示。 根据该变型例,可以在测量腰围之前或之后测量站立在底板190上的人 体20的高度。
变型例
在上述第一实施方式中,传感器6a和6b由被控制器9所控制的驱 动机构7a和7b自动地致动。在一另选实施方式(未示出)中,可以在 各个传感器以一定的距离间隔对相应间距进行采样的同时,由操作者(例 如,人体20)手动地移动传感器6a和6b。类似的是,在上述第二实施 方式的变型例中,可由操作者手动地移动传感器6c。
在上述第二实施方式和第三实施方式中,没有进行对生物电阻抗的 测量以及对身体组成指标的计算。然而,在这些实施方式中,可以使用 在第一实施方式中示出的电极15和电极支承部16按与第一实施方式相 似的方式计算身体组成指标。由此,可将生物电阻抗测量单元(例如, 电极15)和身体组成计算器(例如,计算器IO)添加到第二实施方式和 第三实施方式。
尽管在上述实施方式中将显示器(4或204)用作输出测量结果的输 出装置,但是该装置可以按任何其他合适的方式输出测量结果。例如, 该装置可包括用于打印出测量结果的打印机。该装置可向外部装置发送
或存储或既发送又存储表示测量结果的测量结果信号。
在上述实施方式中,基于来自至少一个非接触式测距传感器的信号
来确定人体20的腹部宽度值Wsbj。然而,用于确定腹部宽度值Wsbj的 装置不限于此。例如,可将应用于人体20的腹部的测量工具(例如,游 标卡尺)用作用于测量腹部宽度值的测量单元。在一另选实施方式中, 可将由另一装置测得的腹部宽度值Wsbj例如通过手动接口 (5或205) 手动输入到腰围计算装置中。第一实施方式和第二实施方式中的微型计 算机8或者第三实施方式中的CPU 234基于所输入的值来确定腹部宽度 值Wsbj。由此,在本说明书以及所附权利要求书中的术语"确定腹部宽 度值"包括获取输入的腹部宽度值以及基于来自测量单元的信号确定腹 部宽度值。
可按与第二实施方式相同的方式将第二实施方式中的图8所示的接 触部120布置在第一实施方式的支承件14或第三实施方式的支承件214 上。
尽管已经参照本发明的优选实施方式具体示出和描述了本发明,但 本领域技术人员应该理解,在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和 范围的情况下,可以进行形式和细节上的各种改变。旨在将这种变型、 更改和修改包括在本发明的范围中。
权利要求
1、一种腰围计算装置(1、101、101A、201),该腰围计算装置包括腹部宽度确定器(10、11、234),用于确定人体(20)的腹部宽度值(Wsbj);存储器(12、227),用于存储人的腹部宽度值与腰围之间的相关式;以及腰围计算器(10、234),其基于由所述腹部宽度确定器确定的所述腹部宽度值和存储在所述存储器中的所述相关式,来计算所述人体的腰围。
2、 根据权利要求1所述的腰围计算装置(1、 101、 IOIA、 201),其 中,所述相关式由下面的回归公式表示Y=aX+b其中,"Y"是人的腰围,"X"是人的腹部宽度值,"a"和"b"都 是常数。
3、 根据权利要求1所述的腰围计算装置(1、 101、 IOIA、 201),该 腰围计算装置还包括测量单元,该测量单元包括至少一个非接触式测距 传感器(6a、 6b、 6c、 26a、 26b),所述传感器发光、接收从该传感器前 方某物反射的光、并产生与从该传感器到该传感器前方某物的距离相对 应的信号,其中,所述腹部宽度确定器(10、 11、 234)基于由所述传感器产生 的信号来确定所述腹部宽度值(Wsbj)。
4、 根据权利要求3所述的腰围计算装置(1、 201),该腰围计算装 置还包括可以布置在人体(20)附近的支承件(14、 214),其中,所述测量单元包括支承在所述支承件处的至少一对所述非接 触式测距传感器(6a、 6b、 26a、 26b),所述至少一对非接触式测距传感 器包括排列在所述支承件内在所述人体的相对两侧的第一传感器和第二 传感器,所述第一传感器(6a、 26a)测量其与所述人体上在第一测量线 上的第一对象位置之间的第一间距(DA),所述第二传感器(6b、 26b)测量其与所述人体上在第二测量线上的第二对象位置之间的第二间距(DB),所述第二测量线与所述第一测量线平行或相同,所述测量单元 测量距在多条平行的第一测量线上的多个第一对象位置的多个第一间 距,并且测量距在多条平行的第二测量线上的多个第二对象位置的多个 第二间距,所述多条第二测量线处于与所述多条第一测量线所处平面相 同的平面上,并且其中,所述腹部宽度确定器(10、 11、 234)还包括距离计算器(10、 234),其基于所述多个第一间距和所述多个 第二间距来计算多个对象宽度候选(W),每个对象宽度候选是所述多个 第一对象位置之一与所述多个第二对象位置之一之间的距离;和最大值选择器(11、 234),用于从所述多个对象宽度候选之中 选择最大对象宽度作为所述腹部宽度值(Wsbj)。
5、 根据权利要求4所述的腰围计算装置(1),该腰围计算装置还包 括驱动机构(7a、 7b),该驱动机构分别用于使所述第一传感器(6a)和 所述第二传感器(6b)相对于所述支承件(14)移动,其中,所述第一传感器(6a)测量距在多条平行的第一测量线上的 多个第一对象位置的多个第一间距(DA),每个第一间距在所述第一传 感器的传感器位置与所述人体(20)上的第一对象位置之间,并且其中, 所述第二传感器(6b)测量距在多条平行的第二测量线上的多个第二对 象位置的多个第二间距(DB),每个第二间距在所述第二传感器的传感 器位置与所述人体上的第二对象位置之间。
6、 根据权利要求4所述的腰围计算装置(201),其中,所述测量单元包括多对所述非接触式测距传感器(26a、 26b), 每对包括固定支承在所述支承件(214)处的第一传感器和第二传感器,其中,各个所述第一传感器(26a)测量对应的第一传感器与所述人 体(20)上在第一测量线上的第一对象位置之间的第一间距(DA),并 且其中,各个所述第二传感器(26b)测量对应的第二传感器与所述人 体上在第二测量线上的第二对象位置之间的第二间距(DB),所述第二 测量线与所述第一测量线平行或相同。
7、 根据权利要求3所述的腰围计算装置(101、 101A),该腰围计算 装置还包括可以布置在人体(20)附近的支承件(114),其中,所述至少一个非接触式测距传感器(6c)支承在所述支承件 处,所述测量单元测量所述传感器与在和所述人体的前后方向平行的多 条测量线上的多个测量位置之间的多个间距(DC),并且 其中,所述腹部宽度确定器(10、 11)还包括-端部检测器(11),其基于所述多个间距中的每一个的量来检测 所述人体的第一端部(SE)和第二端部(TE);和距离计算器(10),用于计算所述第一端部和所述第二端部之间 的距离作为所述腹部宽度值(Wsbj)。
8、 根据权利要求7所述的腰围计算装置(101),该腰围计算装置还 包括驱动机构(7c),该驱动机构用于使所述传感器(6c)相对于所述支 承件(114)移动,其中,所述传感器测量距在多条平行测量线上的多个测量位置的多 个间距(DC)。
9、 根据权利要求7所述的腰围计算装置(101A),其中,所述测量单元包括固定支承在所述支承件(114)上的多个所 述传感器(6c),多个所述传感器用于分别测量距在多条平行测量线上的 多个测量位置的多个间距(DC)。
10、 根据权利要求4或7所述的腰围计算装置(1 、 101 、 101A、 201 ), 其中,所述支承件(14、 114、 214)具有凹部(120),该凹部具有可装在所述人体(20)的腹部的前表面上的弯曲形状。
11、 根据权利要求1所述的腰围计算装置(1、 101、 101A、 201), 该腰围计算装置还包括布置在所述支承件(14、 114、 214)上的肚脐位 置指示器(18、 118、 218),该肚脐位置指示器用于指示所述人体(20) 的肚脐(N)处于的基准位置。
12、 根据权利要求4或7所述的腰围计算装置(1 、 101、 101A、 201 ), 其中,所述支承件(14、 114、 214)是形状为一边开放的框,可将 该支承件布置成围绕所述人体(20)。
13、 根据权利要求4或7所述的腰围计算装置(1、 101、 IOIA、 201 ), 该腰围计算装置还包括杆(192),所述杆按照使所述支承件(14、 114、 214)可沿人体(20)的中线滑动的方式来支承所述支承件。
14、 一种身体组成确定装置(1),该身体组成确定装置包括 根据权利要求1所述的腰围计算装置(10、 11); 生物电阻抗测量单元(15),其用于测量所述人体(20)的腹部的生物电阻抗;以及身体组成计算器(10),其基于由所述腰围计算装置计算出的所述腰 围和由所述生物电阻抗测量单元测得的所述生物电阻抗,来计算所述人 体的身体组成的指标。
全文摘要
本发明提供了腰围计算装置和身体组成确定装置。腰围确定器确定人体的腹部宽度值。存储器存储人的腹部宽度值与腰围之间的相关式。腰围计算器基于由腹部宽度确定器确定的腹部宽度值和存储在存储器中的相关式来计算人体的腰围。存储在存储器中的相关式可以用下面的回归公式表示Y=aX+b,其中,“Y”是人的腰围,“X”是人的腹部宽度值,“a”和“b”都是常数。
文档编号G06F19/00GK101112310SQ200710126939
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月3日 优先权日2006年7月24日
发明者小野博和, 笠原靖弘, 辻浩司, 酒井良雄 申请人:株式会社百利达
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