重量测定装置的制作方法

专利名称：重量测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测定待测对象重量的重量测定装置，尤其涉及一种在未 使用时进行零点更新的重量测定装置。
背景技术：
以往提出过各种测定待测对象重量的重量测定装置，特别是使用用于测 定被测定者的体重的体重计。作为这种重量测定装置的体重计， 一般在本体 内具有重量测定部，并采用具有形变体(起歪体)和附在形变体上的应变仪 (传感器)的负载传感器作为重量测定部，该形变体是由加载负荷后根据负 荷而变形的金属部件形成的。如果由被测定者载到本体上面时的负荷而引起 形变体发生变形，与此对应，应变仪进行伸縮，则将与应变仪的伸縮相对应 的电阻值(输出值)的电阻变化作为负荷信号输出的变化来计算被测定者的 体重。
使用这样的体重计时，需要将体重计呈水平地进行设置，将被测定者未 载到本体上的无负载时的负载传感器的输出值作为零点，进行所谓的零点更 新。这是由于被测定者的体重是通过根据被测定者载到体重计的本体上时的 负载传感器的输出值和无负荷时的负载传感器的输出值的差来计算而测定 的。
进而，在具备也可以测定被测定者的体重以外的生物信息的功能的多功 能型的体重计(例如，带有脂肪计的体重计、带有体组成计的体重计)的情 况下， 一般除所述重量测定部以外，将用于测定被测定者的生物阻抗的电极 部件配置于本体的上面。若使用从该电极部件通过被测定者的脚底等向人体 内流入微弱的恒流而测定的生物阻抗，则能够计算脂肪率等各种生物信息并
能够作为推定值而取得，这些生物信息中的多数是以被测定者的体重作为参 数而计算的，所以为了取得正确的生物信息，恰当地进行上述的零点更新是 很重要的(专利文献l)。
这样的以往的体重计， 一般按测定开始开关(开始按钮)后进行零点更 新，在零点更新结束以前处于不能开始测定的状态，所以对于被测定者而言， 想要测定体重及其它的等生物信息时，不能立刻载到本体上开始测定，不方 便。因此，为了能在被测定者想要测定生物信息时立刻开始生物信息的测定，
提出了所谓的加速(step on)型体重计，该体重计能够在未使用体重计时以 预定的时间间隔结束零点更新，检测到被测定者载到体重计上了并启动体重 计，立即开始生物信息的测定。
专利文献1:特开2001 —104273号公报

发明内容
然而，重量测定装置，例如在不使用时立靠在墙边、或者在装卸作为电 源供给源的电池时翻过来等那样地变化重量测定装置的姿势，并不是始终处 于固定的设置状态，此外，使用重量测定装置的环境也各有不同，也会发生 例如周边温度的变化或重量测定装置自身的经时性变化等。由于根据这样的 重量测定装置的设置状态的变化或使用环境的变化等，零点会发生变动，所 以将产生取得的体重及其它的等生物信息的测定结果不同的情况。为了防止 这样的问题，优选对应于设置状态、使用环境的变化、经时性变化，事先更 新以使无负载时的负载传感器的输出值为零点，以作为刚要测定前的时间性 最新的数据。
因此，在加速型的体重计中，如果从事先取得刚要测定前的最新的零点 的观点考虑，希望较短地设定未使用体重计时进行的零点更新的更新时间间 隔。但是，在未出现体重计的设置状态、使用环境的变化、经时性变化这些
现象之前，始终以较短的时间间隔进行零点更新将增加无用的电力消耗，因 此不被优选。
因此，本发明的目的在于提供一种能与设置状态、使用环境的变化、经 时性变化等对应地进行零点更新，同时也能实现电力消耗的降低的重量测定 装置。
用于解决上述问题的本发明的重量测定装置为在未使用时进行无负载 状态下的负荷信号的输出值为零点的更新的重量测定装置，其特征在于，该 装置包括重量测定部，该重量测定部用于测定加到本体上的负荷并输出负 荷信号；以及控制单元，该控制单元在无负载状态下以更新时间间隔接收来
自所述重量测定部的负荷信号，进行所述重量测定部的零点更新，该控制单 元根据前次的零点更新时的负荷信号的输出值和本次的零点更新时的负荷 信号的输出值的差，变更到下次的零点更新为止的更新时间间隔。 此外，在本发明的重量测定装置中，其特征在于，所述控制单元在所述
输出值的差不足预定值时，延长所述更新时间间隔；在所述输出值的差在预 定值以上时，縮短所述更新时间间隔。
进而，在本发明的重量测定装置中，其特征在于，所述控制单元，检测 前次的零点更新时的负荷信号的输出值和本次的零点更新时的负荷信号的 输出值的差，以一定间隔变更到下次的零点更新为止的更新时间间隔。
此外，在本发明的重量测定装置中，其特征在于，所述控制单元随着所 述输出值的差增大，縮短所述更新时间间隔。
此外，在本发明的重量测定装置中，其特征在于，所述控制单元随着所 述输出值的差减小，延长所述更新时间间隔。
此外，在本发明的重量测定装置中，其特征在于，所述控制单元根据所 述输出值的差的逐步变化来变更所述更新时间间隔。
根据本发明的重量测定装置，能够对应于前次设定的零点与新取得的零
点的差的大小，来变更到进行下次的零点更新为止的更新时间间隔。因此， 在发生设置状态、或使用环境的变化、经时性变化的情况下，能够縮短更新 时间间隔、与该设置状态等的变化对应地进行零点更新，能够较高地维持重 量的测定精度。此外，在未出现设置状态等的大的变化的情况下，通过延长 到下次的零点更新为止的时间间隔，能够通过减少零点更新的次数，而大幅 降低重量测定装置的电力消费。


图1是本发明的实施方式的带有体脂肪计的体重计的立体图； 图2是图1的带有体脂肪计的体重计的模块图3是表示图1的带有体脂肪计的体重计的零点更新的处理的流程图。
附图标记说明
1 带有体脂肪计的体重计(重量测定装置)
3 本体
3a 覆盖部件
3b 底板部件
21 显示部
22 操作部 25 存储部
29 控制部(控制单元)
47 体重测定部(重量测定部)
48 生物阻抗测定部
具体实施例方式
以下，参照

将本发明的重量测定装置应用于所谓的加速型的带 有体脂肪计的体重计的实施方式。图1是实施方式中的带有体脂肪计的体重
计1的立体图，图2是图1的带有体脂肪计的体重计的模块图，图3是关于 图1的带有体脂肪计的体重计的零点更新的处理的流程图。另外，图3中示 出了在本体3的内部配置的控制部(控制单元)29、存储部25、体重测定部 47，由于它们是内部结构，所以在图l中省略了图示。
如图1所示，实施方式的带有体脂肪计的体重计1 (以下称为体重计1) 具有形成为近箱形的本体3、设于本体3底面(裏面)侧并支撑本体3的垫 脚部(脚部)(图中未示出)。在本体3上设有电极部件30、生物阻抗测定部 48、体重测定部47 (重量测定部)、显示部21、操作部22、存储部25、控 制部29以及用于供应电力的电源(图中未示出)。以下，说明各个部件的详 细结构。
本体3是将树脂(例如ABS树脂(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物))等 成型而成的覆盖部件3a以及底板部件3b组合起来形成近箱状的。另外，考 虑体重计1作为产品的强度，也可以使覆盖部件3a为如上所述的树脂制， 使底板部件3b为金属制，将它们组合起来形成本体3。
此外，如图1所示，在本体3的覆盖部件3a的上面保持有4个薄板状 的电极部件30 (通电电极31a、 32a、测定电极31b、 32b)，它们互相间隔地 配置在覆盖部件3a的上表面。保持电极部件30的结构可以适当选择，但是 优选例如:在覆盖部件3a上形成可以嵌入电极部件30的凹部(图中未示出)， 使电极部件30和覆盖部件3a的上表面成为同一平面(面一)地嵌入并保持 (参照图l)。
进而，如图1所示，在本体3的覆盖部件3a上除了电极部件30之外， 还设有显示部21以及操作部22。显示部21是用于显示从控制部29送来的 数据的数据显示单元，主要进行被测定者的各种生物信息的显示和操作的引
导显示等。作为显示部21，作为一个例子，采用使用了全点阵(fiilldot)LCD (Liquid Crystal Display)等的液晶的显示部即可。此外，操作部22是用于 进行被测定者的生物信息(例如，性别、年龄、身高)的输入、体重计l的 各种设定的操作部分。在本实施方式中，作为一个例子，在显示部21前面 侧形成3个按钮式的操作部22，但对它们的个数 形状 操作方法没有特别 限制，可以适当选择触摸传感器式、度盘式等，在本体3的侧面也可以设置 被测定者用脚可以操作的脚踏开关。此外，也可以将显示部21和操作部22 作为例如具有触摸面板功能的液晶显示面板而一体地构成。输入的被测定者 的生物信息和设定事项存储在存储部25中、在显示部21上显示。
如图2的模块图所示，控制部29与显示部21、操作部22、体重测定部 47、以及生物阻抗测定部48电连接，掌管各动作。进而，在控制部29上连 接电源(图中未示出)、以及存储部(例如RAM (Random Access Memory, 随机存取存储器))25。
作为电源，可以利用用于供给使体重计1工作的电力的电池或外部电源。 本实施方式的体重计1在不使用体重计1进行测定的状态(以下，称为不使 用状态)下，停止了测定处理所需的电力的供给，仅供给后述的零点更新处 理以及被测定者是否载到体重计l上的判别处理所需的电力，另一方面，在 判别被测定者载到体重计1上后，即在使用体重计1进行测定的状态(以下， 称为使用状态)下，变为进行测定处理所需的电力的供给。因此，在不使用 状态下，例如由于不对显示部21进行通电，所以没有任何显示。
在本体3的内部设有用于测定由载在本体3上的被测定者带来的负荷 (体重、重量)的体重测定部47 (重量测定部)。更具体地说，体重测定部 47，例如采用由加载负荷时与负荷对应地变形的金属部件构成的形变体和附 在形变体上的应变仪构成的负载传感器即可，并且本体3支持在形变体的一 端，而形变体的另一端支持在垫脚部(图中未示出)上。由此，如果由被测
定者载在本体3的上表面时的负荷引起形变体偏转(撓tr)，则应变仪伸縮， 与应变仪的伸縮对应的电阻值(输出值)发生变化，将该电阻值变化作为负 荷信号输出的变化来测定体重。即，控制部29，根据未在本体3上加载负荷 时的体重测定部47的电阻值(输出值)(所谓的零点)与加载负荷时的电阻 值(输出值)的差通过运算求出体重，来测定被测定者的体重。这样取得的 被测定者的体重在存储部25中存储，同时在显示部21上显示。另外，如后 所述，为了零点的更新，根据控制部29给出的指示，将未在本体3上加载 负荷时的体重测定部47的电阻值(输出值)(所谓的零点)以预定的时间间 隔向控制部29输出。
生物阻抗测定部48具有恒流供给部(图中未示出)，连接在可以接触 被测定者的脚底(足裏)(脚尖)的通电电极31a、 32a并赋与预定的微弱的 恒流；以及电压测定部(图中未示出)，连接在可以接触被测定者的脚底(脚 后跟)的测定电极31b、 32b并用于测定人体的电位差。在本实施方式中， 配置使得通电电极31 a和测定电极3 lb这一对接触左脚脚底，而通电电极32a 和测定电极32b这一对接触右脚脚底。由此，在被测定者载到体重计1上时， 通过恒流供给部从通电电极31a、 32a向两脚的脚尖之间经由两腿部(下半 身)流过电流、并在脚后跟之间测定该电流路径上产生的电位差(电压)， 从测定的电压值以及施加的电流值求出被测定者的生物阻抗。这样求出的被 测定者的生物阻抗从生物阻抗测定部48向控制部29输出。
控制部29在判别被测定者载到体重计1的本体3上之后，立即进行指 示分别开始由体重测定部47进行的体重测定、以及、由生物阻抗测定部48 进行的生物阻抗测定。用于被测定者载到体重计1的本体3上的判别处理的 单元可以适当选择，作为一个例子，选择下述方法即可在控制部29中监 视不使用状态下的体重测定部47的输出值的变化，在出现输出值激烈变化 的时间点、或者、在超过预定的输出值的时间点，判断被测定者载到体重计 l上。
控制部29将由体重测定部47取得的体重、由生物阻抗测定部48取得 的生物阻抗、由操作部22输入的被测定者的生物信息(例如性别*年龄*身 高)等作为参数，应用于为了计算脂肪率及其它的生物信息而预先决定的回 归式来运算。作为由这样的运算而求出的生物信息，除脂肪率外，有内脏脂 肪水平、体水份量、肌肉量、基础代谢量、骨骼量、除脂肪量、体细胞量、 血压、内脏脂肪面积、BMI (Body Math Index,体重系数)、肥胖度、细胞 内液量、细胞外液量等各种信息，可以根据本发明涉及的重量测定装置的利 用目的而适当选择。通过运算取得的脂肪率等生物信息，在显示部21上显 示，保存至存储部25中。
控制部29在体重计1处于不使用状态时，进行所谓的零点的更新处理。 控制部29，对体重测定部47进行指示，使得每隔更新时间间隔，输出本体 3的无负载状态下的输出值(零点)，保存至存储部25中。
以下，参照图3说明体重计1的零点更新的处理。另外，零点以及更新 时间间隔的初始值在产品出货时预先适当地设定即可，也可以在最初使用体 重计之际根据被测定者进行再设定。
首先，以体重计1的不使用状态为基准(步骤Sl)，由控制部29的计 时器计数从体重计1变为不使用状态的经过时间，由控制部29进行是否经 过了当前设定的更新时间间隔的判别处理(步骤S2)。经过更新时间间隔时， 控制部29读出保存在存储部25中的表示当前的零点的输出信号值(前次的 零点更新时的负荷信号的输出值)(步骤S3)，同时检测作为在本次的零点 更新中使用的体重测定部47的负载传感器的负荷信号输出值(本次的零点 更新时的负荷信号的输出值)(步骤S4)。
接下来，控制部29运算读出的表示当前的零点的负荷信号输出值和新 检测的负荷信号输出值的差(步骤S5)。通过与由控制部29运算的输出值
的差的大小对应地，将当前设定的更新时间间隔变更为新的更新时间间隔
(步骤S6)，同时将新检测的负荷信号输出值作为最新的零点数据存储至存 储部25中，进行零点更新(步骤S7)。在本实施方式中，在作为体重测定 部47的负载传感器的负荷信号的输出值的差在预定值以上的情况下，控制 部29比较前次的更新时间间隔，縮短到下次的零点检测为止的时间(更新 时间间隔)地进行设定。由于考虑这样的负荷信号输出值的差比较大时发生 以下问题的状况由体重计1的设置状态(姿势)的变化(例如从靠在墙边 等的状态变为水平放在地板上的情况、装卸作为电源供给源的电池之际翻过 来的情况等)、配置体重计1的场所的周边温度等的环境变化(例如由用于 负载传感器的形变体的温度特性带来的形变者的细微的不同)、经时性变化
(例如由冲击等带来的负载传感器对本体3的固定状态的细微的偏差等)引 起零点变动且负载传感器的输出值产生差，所以进行频繁的零点更新，成为 縮短更新时间间隔的结构，以使得能够进行使用了对应这些变化的最新的零 点的生物信息(特别是体重)的测定。
相对地，在负荷信号的输出值的差不足预定值的情况下，控制部29判 别体重计1的设置状态和使用环境等没有特别的变化，变更使到下次的零点 更新为止的更新时间间隔变得比前次更新时间间隔长(步骤S6)，将本次得 到的负荷信号输出值(本次的零点更新时的负荷信号的输出值)作为新的零 点进行更新(步骤S7)。考虑这样的负荷信号输出值的差比较小时，由于没 有体重计1的设置状态和使用环境等的变化，所以优选不需要频繁地进行零 点更新，设定延长更新时间间隔，从而可以节约由零点更新而消耗的电力。 对于新设定的更新时间间隔，(1)检测产生了负荷信号的输出值的差， 也可以设定始终仅延长或缩短一定的间隔，(2)可以随输出值的差变大设定 縮短更新时间间隔，随输出值的差变小设定延长更新时间间隔，即输出值的 差越大更新时间间隔越短，输出值的差越小更新时间间隔越长，以这种方式
针对每次的零点更新以不同的间隔延长或縮短。此外，(3)可将每次的零点 更新时运算的输出值的差作为数据保存至存储器25，根据输出值的差的变化 趋势(推移)变更更新时间间隔，这种情况下，例如在最近的几次的零点更 新时运算的输出值的差逐渐变大时可以设定縮短更新时间间隔，逐渐变小时 设定增长更新时间间隔即可。在(1)那样设定的情况下，可以使简化控制 部29中的处理作业的程序简单地进行，而且可实现生产成本的降低，此外， 在(2)以及(3)那样设定的情况下，可以更恰当地对应体重计l的设置状 态、使用环境的变化、经时性变化发生的情况或收敛的情况，从这一点来说 是优选的。
最后，在控制部29中进行被测定者是否载到本体3上的判别(步骤S8)。 如果判别被测定者载到本体3上了 (在步骤S8中为是)，则零点的更新处理 结束，体重计l变为使用状态。相反地，在通过控制部29判别被测定者未 载上本体3上的情况下(在步骤S8中为No)，返回上述的步骤S2，重复零 点更新处理(步骤S2 步骤S7)。
如上所述，本实施方式的体重计1构成为与体重计1的设置状态和使用 环境的变化、体重计1自身的经时性变化的有无对应地改变零点检测的更新 时间间隔，所以通过正确更新零点能够以高精度测定生物信息，同时能够实 现抑制电力消耗。
进而，也可以构成为当前次的零点更新时得到的负荷信号的输出值和本 次的零点更新时得到的负荷信号输出值的差在预定值以上时，将使体重测定 部的异常通知被测定者的消息表示在显示部上。
作为体重测定部的负载传感器的零点的变化大多数情况下是由负载传 感器(特别是形变体)的温度特性引起的。因此，也可以构成为在本实施方 式的体重计上设置温度传感器。在这样的结构的情况下，也可以为以下结构 预先取得温度与负载传感器的负荷信号输出值的关系(温度特性)，关于在
零点更新时得到的负荷信号的输出值，根据修正由温度变化引起的误差后的 值即输出值和表示前次的零点更新时更新的零点的负荷信号输出值的差，更 新、设定到下次的更新时间间隔。根据这种结构，能够排除产生零点的变化 的主要原因即温度变化的影响，所以能够减少縮短更新零点的更新时间间隔 的频率，能够进一步降低待机电力的消耗量。
此外，在上述实施方式中，说明了将本发明中涉及的重量测定装置应用 于带有体脂肪计的体重计的情况，本发明也可以应用于仅测定体重的体重 计，与之相反地也可以应用于能取得包括体脂肪的各种生物信息的带有体组 成计的体重计等。进而，本发明涉及的重量测定装置不只是将上述实施方式 所示的体重计那样的以生物作为测定对象的生物测定装置，也可以应用于质 量计(例如烹饪用秤)等测定、计测物体的重量的装置。作为这种情况的重
量测定部，与上述实施方式所示的体重计1中的体重测定部47—样，采用 由形变体和附在形变体上的应变仪构成的负载传感器即可。
本发明在不脱离其本质特性的情况下，可以具体化成多种形式。从而， 上述实施方式是特别说明的实施方式，本发明并不限定于此。
权利要求
1、一种重量测定装置，该装置在未使用时进行无负载状态下的负荷信号的输出值为零点的更新，其特征在于，该装置包括重量测定部，该重量测定部用于测定加到本体上的负荷并输出负荷信号；以及控制单元，该控制单元在无负载状态下以更新时间间隔接收来自所述重量测定部的负荷信号，进行所述重量测定部的零点更新，所述控制单元根据前次的零点更新时的负荷信号的输出值和本次的零点更新时的负荷信号的输出值的差，变更到下次的零点更新为止的更新时间间隔。
2、 根据权利要求1所述的重量测定装置，其特征在于，所述控制单元 在所述输出值的差不足预定值时，延长所述更新时间间隔；在所述输出值的 差在预定值以上时，縮短所述更新时间间隔。
3、 根据权利要求1所述的重量测定装置，其特征在于，所述控制单元 检测前次的零点更新时的负荷信号的输出值和本次的零点更新时的负荷信 号的输出值的差，以一定间隔变更到下次的零点更新为止的更新时间间隔。
4、 根据权利要求1所述的重量测定装置，其特征在于，所述控制单元 随着所述输出值的差增大，縮短所述更新时间间隔。
5、 根据权利要求1所述的重量测定装置，其特征在于，所述控制单元 随着所述输出值的差减小，延长所述更新时间间隔。
6、 根据权利要求1所述的重量测定装置，其特征在于，所述控制单元 根据所述输出值的差的变化趋势来变更所述更新时间间隔。
全文摘要
本发明提供根据设置状态、使用环境的变化、经时性变化等而确实地进行零点更新，同时还能实现电力消耗的降低的重量测定装置。该重量测定装置在未使用时进行无负载状态下的负荷信号的输出值为零点的更新，其中，该装置包括重量测定部，该重量测定部用于测定加到本体上的负荷并输出负荷信号；以及控制单元，该控制单元在无负载状态下以更新时间间隔接收来自所述重量测定部的负荷信号，进行所述重量测定部的零点更新，所述控制单元根据前次的零点更新时的负荷信号的输出值和本次的零点更新时的负荷信号的输出值的差，变更到下次的零点更新为止的更新时间间隔。
文档编号G01G19/44GK101387543SQ20081021186
公开日2009年3月18日 申请日期2008年9月11日 优先权日2007年9月13日
发明者井上幸辉 申请人:株式会社百利达