專利名稱：身體組成測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種身體組成測量裝置，其用于測量用戶的身體組成，例如體脂肪、內(nèi)臟脂肪、體水分、肌肉、骨骼或基礎代謝。更具體的，本發(fā)明涉及一種身體組成測量裝置，其包括至少一對電流傳送電極，用于在用戶的兩個身體部分之間傳送電流；至少一對電壓測量電極，用于測量所述兩個身體部分之間的電位差；和主體單元，其具有一個在其上布置有這些電極使得它們相互絕緣的表面。
背景技術：
由于近年來健康保健意識的增加，已經(jīng)開發(fā)和實際使用了身體組成測量裝置，該裝置用于測量用戶的身體組成(下文中總體和簡單地稱為“身體組成”)，例如體脂肪、內(nèi)臟脂肪、體水分、肌肉、骨骼或基礎代謝。特別地，身體組成測量裝置包括至少一對電流傳送電極，用于在用戶的兩個身體部分之間傳送電流；至少一對電壓測量電極，用于測量所述兩個身體部分之間的電位差；和主體單元，其具有在其上布置有這些電極使得它們相互絕緣的表面(例如參見專利文獻1，2，3和4)，該測量裝置基于用戶的生物電阻來測量身體組成，并且由于其易于使用及其精確度而在市場上非常流行。
專利文獻1日本實用新型文獻第2514259號專利文獻2日本專利待審文獻第2001-78978號專利文獻3日本專利待審文獻第2001-228013號專利文獻4
美國專利第6473643號在上面的傳統(tǒng)身體組成測量裝置中，電流傳送電極和電壓測量電極成對地與諸如腳底和手掌的身體部分相接觸，并且當接觸位置移動時，測量結(jié)果顯著地變化。認為測量中的變化歸因于身體部分和電流傳送電極和/或測量電極之間的接觸面積的變化。即，例如，在專利文獻1中描述的裝置中，當用戶站在平臺上接近平臺前側(cè)時(即，與用戶站在正常位置時相比，腳底覆蓋較少用于腳跟側(cè)的電極部分)，與當用戶站立在接近平臺后側(cè)時相比(即，與用戶站在正常位置時相比，腳底覆蓋較少用于腳趾側(cè)的電極部分)，腳底與用于腳趾側(cè)的電極之間的接觸面積相對大于腳底與用于腳跟側(cè)的電極之間的接觸面積。假設接觸面積的變化影響包括身體部分和電極之間的接觸電阻的生物電阻，從而引起身體組成測量的最終結(jié)果的變化。
因此，為了抑制測量中的變化，在專利文獻1至3中描述的裝置中，在電極周圍或上面形成用于控制電極與腳底和/或手掌之間的接觸位置的導向體(guide)、凹坑、凸起(projection)等。但是，盡管形成了導向體、凹坑、凸起，在使用裝置時要注意腳底或手掌與電極之間的接觸位置對于用戶來說是很麻煩的。此外，在諸如專利文獻4中描述的裝置的情形中，該裝置甚至沒有在其上形成的導向體、凹坑、凸起，并且僅僅在其使用手冊等等中包含一個有關腳底和電極之間的接觸位置的簡單的警告提示，用戶每次測量都必須檢查他/她自己的接觸位置的準確性。換句話說，極大地削弱了使用生物電阻的裝置最大的優(yōu)點，即易于使用，從而會打擊為了更好的健康保健而想要不定期使用身體組成測量裝置的用戶的感覺。
在使電極與腳底接觸的裝置的情況下，如上所述的不方便尤其強烈。原因在于在使電極與腳底接觸的裝置的情況下，站在裝置的上表面上的用戶必須檢查其腳的位置，因此與允許用戶將手掌與其眼前的電極接觸的裝置相比難以檢查腳與電極的接觸情況。
而且，如果上述測量中的變化是由身體部分與電極之間的接觸面積的變化引起的，則即使通過如在專利文獻1至3中公開的所述導向體、凹坑或凸起來控制身體部分與電極之間的接觸位置，測量結(jié)果仍然根據(jù)身體部分與電極接觸的大小而變化。更具體的說，例如，在專利文獻1中描述的裝置的情況下，當具有較大腳尺寸的用戶A和具有較小腳尺寸的用戶B通過使用腳跟導向體在適當?shù)恼玖⑽恢眠M行測量時，用于腳跟側(cè)的電極與用戶A和用戶B的腳底之間的接觸面積差別不大，而用于腳趾側(cè)的電極與用戶A的腳底之間的接觸面積大于與用戶B的腳底之間的接觸面積，這會影響身體組成測量的最終結(jié)果，并造成對于任一用戶的測量準確性降低。
此外，在專利文獻1至3中公開的導向體、凹坑和凸起還有另一個問題損害包括電極的整個裝置的設計和設計的靈活性。例如，如在專利文獻3中描述的裝置中那樣，當將透明電極薄膜布置在透明平臺上時，如果在電極上形成用于確定站立位置的凸起則會損害整個裝置的設計。
本發(fā)明的一個目的是提供一種身體組成測量裝置，其能夠解決如上所述的、認為將由身體部分和電極之間的接觸位置和接觸面積引起的各種問題，抑制測量中的變化，使用戶不感到麻煩并允許設計上的高度靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的身體組成測量裝置包括至少一對電流傳送電極，用于在用戶的兩個身體部分之間傳送電流；至少一對電壓測量電極，用于測量所述兩個身體部分之間的電位差；和主體單元，其具有在其上布置這些電極使得它們相互絕緣的表面，其中所述電極布置在主體單元的表面上，使得每個電流傳送電極在將電壓測量電極與身體之間的接觸點夾入中間的多個點與身體接觸，并且每個電壓測量電極在將電流傳送電極與身體之間的接觸點夾入中間的多個點與身體接觸。
上述電流傳送電極和上述電壓測量電極可以成對地布置在主體單元的上表面上，使得它們與用戶的左腳和右腳底部相接觸以便在兩只腳之間傳送電流并測量兩只腳之間的電位差。
此外，上述成對地與用戶腳底接觸的電流傳送電極和電壓測量電極的每一個從上方觀看形成為梳齒形式，并且可以布置為使得它們的齒相互嚙合。
或者，上述成對地與用戶腳底接觸的電流傳送電極和電壓測量電極的每一個從上方觀看形成為小片形式，并且可以布置為交替放置用于傳送電流的小電極片和用于測量電壓的小電極片。
此外，當從上方觀看時，上述小電極片可以是圓形或條形的。
在本發(fā)明的身體組成測量裝置中，電流傳送電極和電壓測量電極安置在主體單元的表面上使得它們嚙合相對的電極。使用這樣安置的電極，即使電極和身體部分之間的接觸位置有些移動，電極和身體之間總的接觸面積也不會顯著地變化。因此，不管電極與身體部分之間的接觸位置如何，本發(fā)明的身體組成測量裝置可以減少電極和身體部分之間的接觸面積的變化，并抑制由接觸面積的變化引起的測量的變化。結(jié)果，不需要嚴格地控制電極與身體部分之間的接觸位置，使用戶不會感到麻煩，并且可以除去用于控制接觸位置的導向體、凹坑或凸起，以便改善裝置設計的靈活性。
此外，在本發(fā)明的身體組成測量裝置中，上述電流傳送電極和上述電壓測量電極可以成對地安置在上述主體單元的上表面上，使得它們與用戶的左腳和右腳的底部接觸，從而在兩只腳之間傳送電流并測量兩只腳之間的電位差。使用上述的電極結(jié)構(gòu)，可以消除使用傳統(tǒng)身體組成測量裝置的麻煩，該傳統(tǒng)身體組成測量裝置是這樣一種類型其用接觸腳底的電極并給用戶帶來了特別大的麻煩。
此外，上述電流傳送電極和上述測量電極可以采用各種設計。例如，它們每一個從上方觀看為梳齒形式，并且布置為使得它們的齒相互嚙合，或者它們每一個從上方觀看形成為小的圓形或條形片形式，并且布置為交替放置那些用于傳送電流的小電極片和用于測量電壓的小電極片。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的身體組成測量裝置1的示意性外部視圖。
圖2是示出在身體組成測量裝置1中包含的電路結(jié)構(gòu)的總體描述的方框圖。
圖3是用于圖解說明在使用身體組成測量裝置1時用戶所站立的位置的圖。
圖4是用于圖解說明本發(fā)明的各個實施方式的圖。
圖5是用于圖解說明本發(fā)明的各個實施方式的另一個圖。
圖6是在用于證實本發(fā)明的效果的比較測試中使用的傳統(tǒng)身體組成測量裝置1’的示意性外部視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的身體組成測量裝置包括至少一對電流傳送電極，用于在用戶的兩個身體部分之間傳送電流，至少一對電壓測量電極，用于測量所述兩個身體部分之間的電位差，和主體單元，其具有在其上布置這些電極使得它們相互絕緣的表面，其中所述電極布置在主體單元的表面上，使得每個電流傳送電極在將電壓測量電極與身體之間的接觸點夾入中間的多個點與身體接觸，并且每個電壓測量電極在將電流傳送電極與身體之間的接觸點夾入中間的多個點與身體接觸。
上述電流傳送電極和上述電壓測量電極可以成對地布置在主體單元的上表面上，使得它們與用戶的左腳和右腳的底部接觸以便在兩只腳之間傳送電流并測量兩只腳之間的電位差。
此外，上述成對地與用戶腳底接觸的電流傳送電極和電壓測量電極的每一個從上方觀看形成為梳齒形式，并且可以布置為使得它們的齒相互嚙合。
可選地，上述成對地與用戶的腳底接觸的電流傳送電極和電壓測量電極的每一個從上方觀看形成為小片形式，并且可以布置為交替放置用于傳送電流的小電極片和用于測量電壓的小電極片。
此外，當從上方觀看時，上述小電極片可以為圓形或條形。
在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的適當實施方式。圖1是根據(jù)本發(fā)明的身體組成測量裝置1的示意性外部視圖。圖2是示出在身體組成測量裝置1中包含的電路結(jié)構(gòu)的總體描述的方框圖。圖3是用于圖解說明在使用身體組成測量裝置1時用戶所站立的位置的圖。圖4和5是用于圖解說明本發(fā)明的各個實施方式的圖。圖6是在用于證實本發(fā)明的效果的比較測試中使用的傳統(tǒng)身體組成測量裝置1’的示意性外部視圖。
如圖1所示，身體組成測量裝置1包括一個包含基底2a和平臺2b的主體單元2。平臺2b安裝在基底2a上。在平臺2b的上表面2c上，配備有電流傳送電極3a和3b，用于在作為用戶的兩個身體部分的左腳和右腳的底部之間傳送交變電流；電壓測量電極4a和4b，用于測量由于電流傳送而在左腳和右腳的底部之間產(chǎn)生的電壓(電位差)；顯示器5，其用于(例如)顯示由身體組成測量裝置1測量的身體組成，并且包括一個公知的液晶顯示屏；以及輸入設備6，其由用戶用來輸入諸如性別、年齡和體重等個人數(shù)據(jù)。平臺2b的上表面2c由樹脂形成，并且電流傳送電極3a和3b以及電壓測量電極4a和4b在上表面2c上相互絕緣。輸入設備6包括選擇鍵6a和6b，其用于(例如)選擇要輸入的數(shù)據(jù)；和設定鍵6c，其用于(例如)鍵入要輸入的數(shù)據(jù)。此外，在主體單元2的側(cè)面配備有個人鍵7和電源鍵8，所述個人鍵7包括四個鍵7a、7b、7c和7d，用于檢索已經(jīng)輸入的個人數(shù)據(jù)。
此外，如圖2所示，在身體組成測量裝置1的主體單元2中，配備有連接到上述的電流傳送電極3a和3b的電流提供電路9，連接到上述電壓測量電極4a和4b的電壓測量電路10，通過輸出對應于負載的電壓來測量用戶體重的重量傳感器11，數(shù)字化來自電壓測量電路10和重量傳感器11的電壓信號的A/D轉(zhuǎn)換器12，連接到上述顯示器5和輸入設備6的輸入/輸出電路13，存儲輸入的個人數(shù)據(jù)、測量的體重和測量的身體組成的存儲單元14，包含有電池的電源單元15，以及電連接到這些電流提供電路9、A/D轉(zhuǎn)換器12、輸入/輸出電路13、存儲單元14和電源單元15的控制單元16。
在這樣的構(gòu)造中，控制單元16包括公知的計算器件(CPU)，并執(zhí)行事先存儲在存儲單元14中的控制程序以進行各種控制處理，例如控制向電流傳送電極3a和3b提供交變電流，控制基于該電流值和通過電壓測量電極4a和4b檢測的電壓值來計算用戶的生物電阻，控制基于該生物電阻、通過輸入設備6輸入的用戶的個人數(shù)據(jù)、和通過重量傳感器11測量的用戶的體重來計算用戶的身體組成，以及控制在顯示器5上顯示輸入的個人數(shù)據(jù)、測量的體重、和計算的身體組成并將這些數(shù)據(jù)存儲在存儲單元14中從而測量用戶的身體組成。由于這些控制處理與用于傳統(tǒng)的公知身體組成測量裝置的那些處理相同，因此省略對這些控制處理的進一步的描述。
作為本發(fā)明的實施方式的身體組成測量裝置的特有構(gòu)造在于其電極的結(jié)構(gòu)。首先，電流傳送電極3a和電壓測量電極4a成對安置在主體單元2的上表面2c上，使得它們與用戶的左腳底部接觸。而且，這些電極3a和4a的每一個從上方觀看形成為梳齒形式，并且將它們布置為使得它們的齒31a、32a、41a、42a和43a(參見圖3)相互嚙合。類似地，電流傳送電極3b和電壓測量電極4b成對安置在主體單元2的上表面2c上，使得它們與用戶的右腳底部接觸，而且這些電極3b和4b的每一個從上方觀看形成為梳齒形式，并且將它們布置為使得它們的齒相互嚙合。
用戶站立在主體單元2的上表面2c上，左腳和右腳的底部與如上所述安置的電極3a、4a、3b和4b接觸以測量身體組成。對于每一次測量，用戶站立的位置可以與圖3中所示的不同。在圖3中，通過虛線繪制的橢圓示意性地示出了放置用戶的左腳的區(qū)域。電極3a和4a的每一個與該橢圓內(nèi)的用戶左腳底部相接觸。也就是說，圖3(a)顯示用戶的左腳放置在幾乎是成對電極的中心的位置，圖3(b)顯示站立位置在腳趾方向上離開圖3(a)中所示的橢圓，圖3(c)顯示站立位置在腳跟方向上離開圖3(a)所示的橢圓。
在圖3(a)到3(c)中的任意一種情況下，電流傳送電極3a通過齒31a和齒32a與腳底接觸，其中齒42a夾在所述齒31a和齒32a之間。齒42a包括電壓測量電極4a與腳底之間的接觸點。即，可以說在圖3(a)到3(c)中的任意一種情況下，電流傳送電極3a和腳底之間的接觸面積幾乎相同。
同時，電壓測量電極4a在圖3(a)的情況下通過齒41a的一部分、齒42a和齒43a的一部分與腳底接觸；在圖3(b)的情況下通過齒41a的大部分和齒42a與腳底接觸；在圖3(c)的情況下通過齒42a和齒43a的大部分與腳底接觸。即，可以說在圖3(a)到3(c)中的任意一種情況下，電壓測量電極4a和腳底之間的接觸面積幾乎相同。將齒41a和齒42a布置為在它們之間夾入齒31a，該齒31a包括電流傳送電極3a和腳底之間的接觸點，并且將齒42a和齒43a布置為在它們之間夾入齒32a，該齒32a包括電流傳送電極3a和腳底之間的接觸點。
上述電流傳送電極3a和電壓測量電極4a的結(jié)構(gòu)也可以應用到與右腳底部接觸的電流傳送電極3b和電壓測量電極4b。
如上所述，該身體組成測量裝置1包括電流傳送電極3a和3b，用于在作為兩個身體部分的兩只腳的底部之間傳送電流；電壓測量電極4a和4b，用于測量兩只腳之間的電位差；以及主體單元2，其具有在其上這些電極3a、3b、4a和4b相互絕緣的上表面2c。這些電極3a、3b、4a和4b布置在主體單元2的上表面2c上，使得上述電流傳送電極3a和3b中的每一個在將電壓測量電極與腳底之間的接觸點(例如包括在齒42a中的點)夾在中間的多個點(例如包括在齒31a中的點和包括在齒32a中的點)與腳底接觸，并且上述電壓測量電極4a和4b中的每一個在將電流傳送電極與腳底之間的接觸點(例如包括在齒31a中的點或包括在齒32a中的點)夾在中間的多個點(例如包括在齒41a中的點和包括在齒42a中的點或者包括在齒42a中的點和包括在齒43a中的點)與腳底接觸。因此，即使腳底的接觸位置從圖3(a)所示的位置偏移到圖3(b)或3(c)所示的位置，每個電極與腳底之間的整個接觸面積不會顯著改變，并且減少了接觸面積的變化。
圖4和5示意性地示出了本發(fā)明的各種實施方式。
與上述身體組成測量裝置1中的情形相同，圖4(a)中的身體組成測量裝置101使用從上方觀看形成為梳齒形式的電流傳送電極301a和301b以及電壓測量電極401a和401b。但是，裝置101的這些電極比身體組成測量裝置1的電極具有更多的齒。齒數(shù)目的增加使得可以更加有效地吸收接觸位置的移動，以便抑制接觸面積的變化。
圖4(b)中的身體組成測量裝置102具有電流傳送電極302a和302b以及電壓測量電極402a和402b，這些電極形成為在腳的縱向方向上的梳齒形式。在用腳底接觸電極類型的身體組成測量裝置的情況下，假設站立位置常常在腳的縱向方向上移動。因此，使用具有在腳的縱向方向上伸展的齒的梳齒形狀的電極，可以更加有效地吸收由于站立位置的移動而引起的接觸位置的移動，從而抑制接觸面積的變化。
圖5(a)中的身體組成測量裝置103具有電流傳送電極303a和303b以及電壓測量電極403a和403b，它們作為多個小的獨立條形電極片布置在主體單元的上表面上，使得每一片電極303a和403a交替放置，并且每一片電極303b和403b也交替放置。當然，與圖2中的電流傳送電極3a和3b的情形相同，作為電流傳送電極303a和303b的小電極片分別在主體單元中相互電連接，并且連接到電流提供電路。而且，與圖2中的電壓測量電極4a和4b的情形相同，作為電壓測量電極403a和403b的小電極片也分別在主體單元中相互電連接，并且連接到電壓測量電路。
圖5(b)中的身體組成測量裝置104具有電流傳送電極304a和304b(在圖中顯示為白色的中空圓圈)以及電壓測量電極404a和404b(在圖中顯示為黑色的實心圓圈)，它們作為多個小的獨立圓形電極片布置在主體單元的上表面上，使得每一片電極304a和404a交替放置，并且每一片電極304b和404b也交替放置。當然，與圖2中的電流傳送電極3a和3b的情形相同，作為電流傳送電極304a和304b的小電極片分別在主體單元中相互電連接，并且連接到電流提供電路。而且，與圖2中的電壓測量電極4a和4b的情形相同，作為電壓測量電極404a和404b的小電極片也分別在主體單元中相互電連接，并且連接到電壓測量電路。為了方便起見使用圖中的白色和黑色圓圈，因而不需要使用不同的顏色。
當通過如圖5(a)和5(b)中的小電極片構(gòu)成電極時，可以更加有效地吸收接觸位置的移動，以便抑制接觸面積的變化。
為了證實本發(fā)明的效果，本申請人通過使用身體組成測量裝置101和傳統(tǒng)的公知身體組成測量裝置1’，對3個具有不同年齡、身高、體重、和腳尺寸的用戶A、B和C的體脂肪百分比測量中的變化進行了比較測試，所述身體組成測量裝置101具有包含有多個齒的梳齒形狀的電極301a、301b、401a和401b，如圖4(a)所示；所述身體組成測量裝置1’具有置于腳趾側(cè)的電流傳送電極3a’和3b’以及置于腳跟側(cè)的測量電極4a’和4b’，如圖6所示。
在比較測試中，用戶A、B和C在三個不同的站立位置(即位于安置的電極的幾乎中心、前側(cè)和后側(cè)，如圖3所示)使用每個身體組成測量裝置來測量體脂肪百分比。在由用戶A使用傳統(tǒng)的公知身體組成測量裝置1’測量的三個體脂肪百分比中，最大值是22.4％，最小值是21.4％，最大和最小值之間的差是1個點。與此同時，當用戶A使用根據(jù)本發(fā)明的身體組成測量裝置101時，最大和最小值之間的差是0.1個點。類似的，當用戶B使用傳統(tǒng)的公知身體組成測量裝置1’時，最大和最小值之間的差是0.7個點，當用戶B使用根據(jù)本發(fā)明的身體組成測量裝置101時，最大和最小值之間的差是0.4個點。類似的，當用戶C使用傳統(tǒng)的公知身體組成測量裝置1’時，最大和最小值之間的差是0.7個點，當用戶B使用根據(jù)本發(fā)明的身體組成測量裝置101時，最大和最小值之間的差是0.2個點。如從上面的描述所能夠明白的，這證實了根據(jù)本發(fā)明的身體組成測量裝置，即使由于站立位置的移動而使身體和電極之間的接觸位置變化，也顯著地抑制了測量結(jié)果的變化。
本發(fā)明不限于上面詳細描述的實施方式，并且可以被修改為各種形式，只要具有在權(quán)利要求中描述的構(gòu)造即可。也就是說，電極的形狀和布置可以是除了圖4和5中所示出的那些之外的形狀和布置。而且，除了用用戶的腳底接觸電極類型的身體組成測量裝置之外，本發(fā)明還可以應用于其他各種類型的身體組成測量裝置，例如用手掌接觸電極的類型、用手掌和腳底兩者接觸電極的類型、用除了手和腳之外的身體部分接觸電極的類型。
權(quán)利要求
1.一種身體組成測量裝置，包括至少一對電流傳送電極，用于在用戶的兩個身體部分之間傳送電流；至少一對電壓測量電極，用于測量所述兩個身體部分之間的電位差；和主體單元，其具有在其上布置這些電極使得它們相互絕緣的表面，其中，所述電極布置在主體單元的表面上，使得每個電流傳送電極在將電壓測量電極與身體之間的接觸點夾在中間的多個點與身體接觸，并且每個電壓測量電極在將電流傳送電極與身體之間的接觸點夾在中間的多個點與身體接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電流傳送電極和電壓測量電極成對地布置在主體單元的上表面上，使得它們與用戶的左腳和右腳的底部接觸，以便在兩只腳之間傳送電流并測量兩只腳之間的電位差。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述成對地與用戶的腳底接觸的電流傳送電極和電壓測量電極中的每一個形成為在從上方觀看時為梳齒的形式，并且布置為使得它們的齒相互嚙合。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述成對地與用戶的腳底接觸的電流傳送電極和電壓測量電極的每一個形成為在從上方觀看時為小片的形式，并且布置為交替放置用于傳送電流的小電極片和用于測量電壓的小電極片。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，所述小電極片在從上方觀看時是圓形的。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，所述小電極片在從上方觀看時是條形的。
全文摘要
一種身體組成測量裝置，包括至少一對電流傳送電極，用于在用戶的兩個身體部分之間傳送電流；至少一對電壓測量電極，用于測量所述兩個身體部分之間的電位差；和主體單元，其具有在其上布置這些電極使得它們相互絕緣的表面；其中，所述電極布置在主體單元的表面上，使得每個電流傳送電極在將電壓測量電極與身體之間的接觸點夾在中間的多個點與身體接觸，并且每個電壓測量電極在將電流傳送電極與身體之間的接觸點夾在中間的多個點與身體接觸。
文檔編號A61B5/053GK1682655SQ20051006517
公開日2005年10月19日 申請日期2005年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者小山一康 申請人:株式會社百利達