体重計
【課題】被験者の身体の左右の荷重及び重心位置を正確に検出でき、被験者の身体の状態を判定できる体重計を提供する。
【解決手段】支持部材と、離間配置される第１及び第２載置部と、支持部材と第１載置部との間に配されて、第１載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第１ロードセル群と、支持部材と第２載置部との間に配されて、第２載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第２ロードセル群と、第１及び第２ロードセル群からの荷重データに基づいて、被験者が第１及び第２載置部に対してかけた荷重を演算する制御手段と、を有し、制御手段は、所定時間間隔ごとに、各ロードセルが検知した各荷重データを取得すると共に、第１及び第２載置部への荷重の重心位置を演算して、第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡を取得する。
【解決手段】支持部材と、離間配置される第１及び第２載置部と、支持部材と第１載置部との間に配されて、第１載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第１ロードセル群と、支持部材と第２載置部との間に配されて、第２載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第２ロードセル群と、第１及び第２ロードセル群からの荷重データに基づいて、被験者が第１及び第２載置部に対してかけた荷重を演算する制御手段と、を有し、制御手段は、所定時間間隔ごとに、各ロードセルが検知した各荷重データを取得すると共に、第１及び第２載置部への荷重の重心位置を演算して、第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡を取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体重計に関し、特に被験者の身体の左側及び右側の状態を判定できる体重計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被験者の脳や神経系の機能を検査するために多点式体重計が用いられている。従来の多点式体重計は、複数（例えば４つ）のロードセルを備え、被験者が立位の姿勢で載置部に載り、左右の足の荷重に基づき重心位置を検出し、左右の足の荷重差を検出する（特許文献１及び非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０５６０１０号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】大藤晃義、外３名、「重心動揺計における左右足の位置関係の検討」、日本カイロプラクティック徒手医学会誌、Ｖｏｌ．３（２００２）、ｐ．３−１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の多点式体重計では、総てのロードセルに対して単一の載置台が用いられる。そのため、例えば、左足側に大きい荷重がかけられると、載置部の左足接触側が沈むことにより、相対的に載置部の右足接触側が浮きがってしまい、右足側の荷重の正確な測定ができなくなる。これとは反対に、右足に大きい荷重がかけられると、左足側の荷重の正確な測定ができない。このように、総てのロードセルに対して単一の載置台を設けた従来の多点式体重計では、載置部に左足側の荷重及び右足側の荷重が互いに干渉することなるため、左足側の荷重及び右足側の荷重のそれぞれを正確に検知すること、左足側の荷重及び右足側の荷重のそれぞれの重心位置を測定すること、左右足の筋肉や関節等の差異を正確に検出することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、被験者の身体の左側による荷重及び右側による荷重、並びに、左側の荷重の重心位置及び右側の荷重の重心位置、をそれぞれ正確に測定でき、その検出結果に基づいて、被験者の身体の状態（例えば、足の筋肉や関節の状態）を判定できる体重計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の体重計は、支持部材と、前記支持部材上に離間配置される第１載置部及び第２載置部と、前記支持部材と前記第１載置部との間に配されて、前記第１載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第１ロードセル群と、前記支持部材と前記第２載置部との間に配されて、前記第２載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第２ロードセル群と、前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群からの荷重データに基づいて、被験者が前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重を演算する制御手段と、を有し、前記制御手段は、所定時間間隔ごとに、前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群を構成する各ロードセルが検知した各荷重データを取得すると共に、前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を演算して、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡を取得することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群を構成する各ロードセルが検知した前記各荷重データを、同時に取得することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡と、前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡と、を表示手段に出力することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の体重計によれば、前記制御手段による前記表示手段に対する、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡の出力は、前記所定時間間隔ごとに前記表示手段の表示画面に随時プロットされるように実施されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の前記移動軌跡から演算された近似線を第１基準線として取得し、前記第２載置部への荷重の重心位置の前記移動軌跡から演算された近似線を第２基準線として取得し、前記第１基準線と前記第２基準線とでなす角度を演算することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記被験者が、前記第１載置部へ左足を載せ、前記第２載置部へ右足を載せて、前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重に関して、前記第１基準線と前記第２基準線とでなす角度を、前記被験者の足の開き角度として表示手段に出力することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重、及び／又は、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重との比較結果、を表示手段に出力することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡が所定範囲で安定した時に、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重とを表示手段に出力することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１載置部及び前記第２載置部への全荷重の重心位置を演算して、前記第１載置部及び前記第２載置部への全荷重の重心位置の移動軌跡を取得することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記全荷重の重心位置の移動軌跡と、前記全荷重の重心位置を誘導する誘導領域と、前記全荷重の重心位置を前記誘導領域に沿って動かす動作を前記被験者が行なうべき指示と、を表示手段に出力した後に、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡を取得することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記被験者が、前記第１載置部へ左足を載せ、前記第２載置部へ右足を載せて、前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重に関して取得された前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡に基づいて、前記被験者の左足及び右足の関節の柔軟性を判定することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を取得して第１測定点として設定し、一定時間が経過した後の前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を取得して第２測定点として設定するとともに、前記第１測定点としての前記第１載置部への荷重の重心位置と前記第２載置部への荷重の重心位置とを結ぶ第１線を設定し、前記第２測定点としての前記第１載置部への荷重の重心位置と前記第２載置部への荷重の重心位置とを結ぶ第２線を設定し、前記第１線と前記第２線とでなす角度を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の体重計によれば、第１載置部と第２載置部とが互いに離間しており、第１載置部への荷重及び第２載置部への荷重が互いに干渉しない載置部を設けることにより、第１載置部への荷重及び第２載置部への荷重のそれぞれを正確に測定できる。従って、被験者の体全体の体重とその重心位置の外、左足側の荷重とその重心位置、右足側の荷重とその重心位置をもそれぞれ精度よく測定できる。また、第１載置部及び第２載置部は、共に支持部材上に配置されるため、第１載置部への荷重及び第２載置部への荷重を、それぞれ同じ状態乃至条件で測定することが可能であり、より高精度の測定が可能となると共に、体重計を使用する際の設置（セッティング）も容易化する。さらに、これらの測定結果に基づいて、被験者の身体の状態（例えば、足の筋肉や関節の状態）を判定でき、さまざまなシーンで利用可能な、より付加価値の高い体重計を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る体重計の平面図である。
【図２】図１に示される体重計の内部構成の要部を模式的に示す分解斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図１の体重計に用いることができるロードセルの平面図である。
【図５】図１に示される体重計の制御系のブロック図である。
【図６】実施例１に係る体重計の制御工程のフローを示すフローチャートである。
【図７】体重計の載置部を含む面の位置関係を規定するＸＹ座標系を説明する図である。
【図８】実施例２に係る体重計の制御工程のフローを示すフローチャートである。
【図９】ＰＣ等の外部モニタに被験者の重心の移動軌跡等の情報を表示する例を示す図である。
【図１０】実施例３に係る体重計の制御工程のフローを示すフローチャートである。
【図１１】実施例４に係る体重計の制御工程のフローを示すフローチャートである。
【図１２】ＰＣ等の外部モニタに誘導領域を表示する例を示す図である。
【図１３】実施例５に係る体重計の載置部を含む面の位置関係を規定するＸＹ座標系を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔体重計〕
以下、本発明による体重計の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る体重計１の平面図、図２は、図１に示される体重計１の内部構成の要部を模式的に示す分解斜視図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図、図４は、図１の体重計１に用いることができるロードセル７の平面図、図５は、図１に示される体重計１の制御系のブロック図である。
【００２２】
図１及び図３に示すように、体重計１は、床面１７に置いて利用される。体重計１は、主として、支持部材１１と、第１載置部としての左載置部３及び第２載置部としての右載置部５と、複数のロードセル７からなる第１ロードセル群及び第２ロードセル群と、制御手段としての制御回路基板１５（図５参照）と、を備える。
【００２３】
左載置部３及び右載置部５は、一例として、平面視で略四角形状で同寸法の板状部材で構成する。左載置部３と右載置部５とは、支持部材１１上に互いに離間して配置されることにより、左載置部３に掛かる荷重（左足側の荷重）は、右載置部５に影響を及ぼさず、右載置部５に掛かる荷重（右足側の荷重）は、左載置部３に影響を及ぼさないようになっている。これにより左足側の荷重及び右足側の荷重が互いに干渉しない載置部が構成される。図１等においては、左載置部３及び右載置部５は、平面視で略矩形状に構成されているが、ロードセルの個数及び配置箇所等に応じて、正方形や三角形としてもよく、特に限定されるものではない。
【００２４】
ロードセル７は、荷重を測定するために用いられる重量測定手段である。本実施形態では、左載置部３への荷重を左載置部３の四隅（４点）で測定可能な４つのロードセル７（Ｎｏ．１〜４）からなる第１ロードセル群、右載置部５への荷重を右載置部５の四隅（４点）で測定可能な４つのロードセル７（Ｎｏ．５〜８）からなる第２ロードセル群を有し、計８つのロードセルを備えている。ロードセル７の個数は、例えば左載置部３及び右載置部５に３つずつ配し、計６個のロードセルを備える構成としてもよい。すなわち、左載置部３、右載置部５のそれぞれにかかる荷重の重心位置を前後左右方向で検出するためのロードセルの個数は、左載置部３で３つ以上、右載置部５で３つ以上であり、適宜変更可能である。第１ロードセル群は、左載置部３への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなり、第２ロードセル群は、右載置部５への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルから構成されればよい。なお、本実施形態では、総てのロードセル７（Ｎｏ．１〜８）は、同形状、同寸法であり、同一特性を有する。
【００２５】
体重計１に適用可能なロードセル７の一例を、図４を参照して説明する。ロードセル７は、起歪体４７と、歪みゲージ４８と、を有する。起歪体４７は、左載置部３又は右載置部５からの負荷を受ける可動端部４７ａと、支持部材１１に対してスペーサ（図に示さず）を介して固定される固定端部４７ｂと、負荷を受けたときに変形（伸縮）を生ずる起歪部４７ｃと、を有する。より具体的には、可動端部４７ａ及び固定端部４７ｂは平面視で略Ｃ字形状とし、起歪部４７ｃは可動端部４７ａと固定端部４７ｂとを連結する帯形状として構成すればよい。歪みゲージ４８は起歪部４７ｃに貼られている。歪みゲージ４８は、例えば４つの抵抗体Ｒ１〜Ｒ４を有し、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４によってホイートストンブリッジ回路が構成される。ホイートストンブリッジ回路は、ロードセル７にかかる荷重をそれぞれ個別に測定できるように構成する。例えば、ホイートストンブリッジ回路は、ロードセル７の１つごとに１つずつ構成し、本実施形態のように、計８つのロードセル７を設ける場合には、ホイートストンブリッジ回路も８つ構成すればよい。被験者が左載置部３、右載置部５に載ると、荷重（被験者の体重）がロードセル７の可動端部４７ａに伝達され、その荷重に応じて起歪部４７ｃが変形（伸縮）する。起歪部４７ｃの伸縮に伴い歪みゲージ４８が伸縮すると、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化の前後で測定される電圧値の差分に基づいて、ロードセル７のそれぞれに加わる荷重を、ロードセル７ごとに測定することができるようになっている。なお、起歪体４７の形状、寸法は、上記の構成に限られるものでは無い。
【００２６】
図１乃至図３に示すように、支持部材１１は、例えば、左載置部３及び右載置部５の両方を支持可能な大きさを有し、平面視で略矩形状の板状部材として構成する。前記第１ロードセル群は支持部材１１と左載置部３との間に配され、前記第２ロードセル群は、支持部材１１と右載置部５との間に配される。具体的には、支持部材１１の上面には、ロードセル７の起歪体４７の固定端部４７ｂが、スペーサ（図に示さず）を介して固定される。すなわち、総てのロードセル７の固定端部４７ｂは、支持部材１１の上面という同一平面上に固定される一方、可動端部４７ａは、左載置部３又は右載置部５のいずれか一方からの負荷を受ける。これにより、ロードセル７は、支持部材１１と、左載置部３又は右載置部５と、の間でたわみ張りを構成する（図３参照）。このように、左載置部３及び右載置部５は、共に、共通のベースとなる支持部材１１上に配置されるため、左載置部３への荷重及び右載置部５への荷重を、それぞれ同じ状態乃至条件で測定することが可能であり、より高精度の測定が可能となると共に、体重計を使用する際の設置（セッティング）も容易化する。
【００２７】
支持部材１１の下面（すなわち、ロードセル７の固定端部４７ｂが固定される面と反対側の面）には、脚部１３の一端部が四隅に装着されている。脚部１３の他端部が床面１７に接地することで、体重計１が床面１７に安定して載置される。
【００２８】
支持部材１１には、ロードセル７（前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群）により検知される荷重データ（検知結果）に基づいて、被験者の荷重、重心位置を演算するための制御手段として、制御回路基板１５が配置されている（図３参照）。図５に示されるように、制御回路基板１５は、メイン基板１５ａと、ＡＤ基板１５ｂと、から構成される。メイン基板１５ａには、表示手段としての表示部２１、体重計１を操作するための操作部２２、メインマイコン３３、ＰＣ等の外部装置との間で所望のデータ転送を行うためのケーブル３７（図３参照）が連結される出力端子３５、が配置される。また、ＡＤ基板１５ｂには、各ロードセル７からの荷重データをデジタル化するためのＡＤ変換部やその他の処理回路等が配置されている。表示部２１としては、一例としてフルドットＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の液晶を用いることができ、また、表示部２１と操作部２２の代わりに、タッチパネル機能を備えた液晶を用いることもできる。
【００２９】
本実施形態では、８個のロードセル７のそれぞれに、同一構成のＡＤ基板１５ｂが設けられている。すなわち、ＡＤ基板１５ｂは、８個設けられている（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）。ＡＤ基板１５ｂは、ＰＷＭ制御方式によりＡＤ変換を行うために、ロードセル７からの荷重データを増幅するアンプ５１、所定の周波数成分を取り出すフィルタ５２、及び、ＰＷＭ積分器５５を備える。さらに、ＡＤ基板１５ｂには、ロードセル７のいわゆるゼロ点（基準値となる荷重データ）を設定するためのゼロ点調整部５７、体重計１の動作プログラムを格納するためのメモリであるＥＥＰＲＯＭ５９、環境温度を測定するための温度センサである温度計６１、及びＡ／Ｄ変換、動作プログラムの実行、温度検出等を行うサブマイコン６３、が組み込まれている。
【００３０】
メインマイコン３３とサブマイコン６３とは、ＩＩＣバス６４を構成するシリアルデータ線６５（ＳＤＡ）及びシリアルクロック線６７（ＳＣＬ）により連結され、メインマイコン３３及びサブマイコン６３は相互間でデータ及び指令の転送が行われる。また、ＩＩＣバスを用いることにより、メイン基板１５ａとＡＤ基板１５ｂとの間の通信線の数を抑えることができる。
【００３１】
上記構成の制御回路基板１５では、メインマイコン３３から各ＰＭＷ積分器５５へ出力されるキャリア同期信号に基づいて、複数のロードセル７からの荷重データが同期して（同時に）ＰＷＭ積分され、その積分値に応じたデジタル信号へ変換される。デジタル化された各ロードセルからの荷重データに基づき、メインマイコン３３により被験者の荷重、左右の足の荷重等が演算され、表示部２１（表示手段）や、出力端子３５を介してＰＣ等の外部モニタ５３（図９、図１２参照）（表示手段）に表示される。
【００３２】
〔体重計の制御〕
上記構成の体重計１は、操作部２２によりスイッチがＯＮされ、被験者が左足を左載置部３に、右足を右載置部５にそれぞれ載せて体重計１に荷重（体重）をかけると、各ロードセル７の起歪部４７ｃが変形し、この起歪部４７ｃの変形により、歪みゲージ４８の抵抗値に変化が生じる。
【００３３】
メインマイコン３３は、荷重がかかる前のロードセル７の出力電圧（ゼロ点）と、荷重がかかった後のロードセル７の出力電圧との差分をそれぞれ測定することにより、所定のプログラムに従って、各ロードセル７にかかる荷重のそれぞれを同時に演算する。ここで、例えば８つのロードセルからの荷重データをＮｏ．１からＮｏ．８まで順番に取得して、それぞれの荷重を順次演算する処理を行うと、Ｎｏ．１の荷重データによる荷重の演算時から、Ｎｏ．８の荷重データによる荷重の演算時までの間に時間が経過してしまう。そのため、順次取得されたＮｏ．１の荷重データ乃至Ｎｏ．８の荷重データに基づいて、左載置部３への荷重や右載置部５への荷重、それらの重心位置を演算したとしても、同一時点で取得された荷重データに基づく値とはならないため、正確な測定が実現されない。本実施形態によれば、所定時間間隔ごとに、各ロードセル７が検知した各荷重データを一斉に同時に取得して、各ロードセル７にかかる荷重のそれぞれを同時に演算し、これに基づいて左載置部３への荷重及びその重心位置、右載置部５への荷重及びその重心位置、さらには全荷重及びその重心位置、をそれぞれ演算する。これにより、データ取得のタイミングにタイムラグがなく、正確な測定が可能となる。
【００３４】
また、メインマイコン３３は、この荷重の演算を、一定回数（所定目的のための任意の回数）、所定時間間隔（例えば、１００ｍｓ）で連続的に行う。さらに、演算された荷重は、表示部２１や、出力端子３５を介してＰＣ等の外部モニタ５３（図９、図１２参照）に表示される。
【００３５】
前記の様に、各ロードセル７が検知した各荷重データを、一斉に同時に取得して荷重を同時演算するのが好適ではあるが、高速処理が可能なＡＤ変換器を用いることにより、前記所定時間間隔に対して十分に短い時間（例えば、数ｍｓ）内に、各ロードセル７からの荷重データをＮｏ．１からＮｏ．８まで順番に取得して、それぞれの荷重を演算する処理としてもよい。このような高速処理を行い得るＡＤ変換器を用いれば、内部基板における部品点数を減らすことが出来るため、コストを低減させることが可能となる。
【００３６】
上記の実施形態においては、支持部材１１を設ける構成としているが、左載置部３及び右載置部５の下面に、ロードセル７の起歪体４７の固定端部４７ｂを（スペーサを介す等して）固定し、可動端部４７ａには脚部を取り付ける等して、支持部材１１を有しない構成とすることも考えられる。すなわち、左載置部３と、第１ロードセル群と、第１ロードセル群の各ロードセル７に取り付けた脚部と、からなる第１載置部ユニットを構成し、同様に、右載置部５と、第２ロードセル群と、第２ロードセル群の各ロードセル７に取り付けた脚部と、からなる第２載置部ユニットを構成する。このように構成する場合において、第１載置部ユニットと第２載置部ユニットとを配置する際に位置ずれがあると、測定精度に影響を及ぼし、誤差の要因となってしまう。そのため、第１載置部ユニットと第２載置部ユニットとを所定位置に設置するため、床面に対するマーキングを行うとよい。
【００３７】
また、前記のような測定誤差を生じさせないためには、第１載置部ユニットと第２載置部ユニットとを床面に置いたとき、第１載置部ユニットにおける各ロードセル７に取り付けた脚部の総てと、第２載置部ユニットにおける各ロードセル７に取り付けた脚部の総てとが、床面に対して同じ荷重で接地する必要がある。すなわち、第１載置部ユニット及び第２載置部ユニットが、床面に対してガタつきのない状態で設置されることが必要である。そのため、床面に対して各脚部が同じ荷重で接地しているかを検出可能な検出手段（例えば、圧力センサなど）を備える構成とすればよい。さらに、測定精度を高めるためには、第１載置部ユニット及び第２載置部ユニットが、それぞれ水平に設置させる必要がある。そのため、第１載置部ユニット及び第２載置部ユニットのそれぞれに、水平か否かを検知可能な水平検知手段（例えば、水準器など）を備え、さらには、その検知結果に基づいて脚部の高さを調節することが可能な調整脚機構を備えるのが好適である。
【００３８】
以下に、種々の身体情報を検査又は評価するために実行される体重計１の制御工程の実施例について説明する。
【００３９】
〔実施例１〕
実施例１は、主として被験者の足の開き角度を検出する制御工程を行う体重計１である。人が自然な状態で立位している時の、足（つま先）の開き角度や左右の足の間隔は、脚力の成長過程のモニタリングを行うときの重要な指標となる。また、例えば、ゴルフクラブのスイング時の足の開き角度や間隔によって打球の方向や飛距離に影響があることから、足の開き角度や左右の足の間隔は、スポーツを行う場合のフォーム等の確認にも有用な指標となる。その他、足首等に怪我をした後のリハビリテーションの効果確認など、足の開き角度や左右の足の間隔は、さまざまなシーンで有効に利用され得るものである。
【００４０】
従来、前記のような立位時における被験者の足の開き角度（つま先の開き角度）の計測は、素足で紙等の上に立って筆記具で足の形状（アウトライン）を描いたり、載置部上に格子状に多数並べて配置された押圧スイッチや圧力センサの上に立ってセンサのＯＮ／ＯＦＦを検知して足の形状を取得して、各足ごとに、任意の指（例えば人差し指）とかかととを結ぶラインを求め、左右間の足（つま先）の開き角度や、中心線からの開き角度を計測していた。しかしながら、上記のような従来の計測は、手作業を伴うために手間がかかったり、多数のセンサを必要とするために構造が複雑でコストがかかるものであった。そこで、本実施例では、低コストで、より簡易な作業による足の開き角度を求めることが可能な体重計を説明する。
【００４１】
本実施例について図６及び図７を参照しつつ説明する。図６は、実施例１に係る体重計１の制御工程のフローを示すフローチャート、図７は、体重計１の載置部３、５を含む面の位置関係を規定するＸＹ座標系を説明する図である。
【００４２】
ここで、開き角度は、本実施例では、左足の踵と人差し指とを結ぶ基準線Ｌと、右足の踵と人差し指とを結ぶ基準線Ｒと、が成す角度αとして説明する。開き角度αの検出は、人が自然な状態で立位した姿勢では、前後左右の身体のバランスが主に足首や膝等の関節を動かすことで維持されるということと、立位時に足首や膝の関節が動く方向は、基準線Ｌ、Ｒが延びる方向とほぼ同じである、という事実を利用することで取得する。従って、左足側の荷重及び右足側の荷重のそれぞれの測定結果に基づいて、少なくとも左右足の重心位置ＰＬ、ＰＲの情報をそれぞれ異なる２点以上取得すれば、左足の重心位置ＰＬの移動軌跡を表す線分を基準線Ｌとし、右足の重心位置ＰＲの移動軌跡を表す線分を基準線Ｒとして、それらが成す開き角度αを取得することができる。
【００４３】
メインマイコン３３は、被験者の足の開き角度の算出が必要か否かを識別する（ステップＳ１）。例えば、体重計１を起動直後、足の開き角度を算出するか否かのメッセージを表示部２１等に示し、被験者がその要否について操作部２２を操作して選択できるようにすればよく、メインマイコン３３は、被験者による操作部２２の操作に応じて、足の開き角度の算出の要求がされているか否かを識別すればよい。足の開き角度の情報が要求されていることが識別されると（ステップＳ１でＹｅｓ）、ステップＳ２へ移行する。
【００４４】
次に、サブマイコン６３は、被験者が左載置部３及び右載置部５に載った後、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する（ステップＳ２）。
【００４５】
メインマイコン３３は、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、左足側の荷重（左足側にかかる体重）、右足側の荷重（右足側にかかる体重）、被験者の全荷重（全体重）、のそれぞれを演算し、メインマイコン３３の記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）に保存する（ステップＳ３）。
【００４６】
さらに、メインマイコン３３は、荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、左足側の荷重の重心位置ＰＬ及び右足側の荷重の重心位置ＰＲを演算し保存する（ステップＳ４）。第１ロードセル群からの荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ４）に基づき、左足側の荷重の重心位置ＰＬを演算し、第２ロードセル群からの荷重データ（ｄａｔａ５〜ｄａｔａ８）に基づき、右足側の荷重の重心位置ＰＲを演算する。
【００４７】
重心位置ＰＬ、ＰＲは、以下のように規定する。図７に示されるように、体重計１の左載置部３及び右載置部５の面上に、互いに直交するＸＹ座標系を設定する。Ｘ軸とＹ軸とが交わる点を原点Ｏ、その座標を（０，０）とする。ロードセル７の位置を、それぞれ、ＰＬ１（ｘ１，ｙ１）、ＰＬ２（ｘ２，ｙ２）、ＰＬ３（ｘ３，ｙ３）、ＰＬ４（ｘ４，ｙ４）、ＰＲ５（ｘ５，ｙ５）、ＰＲ６（ｘ６，ｙ６）、ＰＲ７（ｘ７，ｙ７）、ＰＲ８（ｘ８，ｙ８）と定める。例えば、左載置部３に掛かる左足側の荷重の重心位置をＰＬ（ｘＬ、ｙＬ）とすると、Ｘ軸方向のモーメントのつり合い式と、Ｙ軸方向のモーメントつり合い式と、ＰＬ１〜ＰＬ４に加わる分力の和が、点ＰＬに掛かる全荷重であることを示す関係式と、から、近似的に重心位置ＰＬを求めることができる。
【００４８】
具体的には、左載置部３に掛かる左足側の荷重がＷＬ、また、ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４のロードセル７（第１ロードセル群）で測定される荷重がそれぞれＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４の場合、原点Ｏを中心とするＸ軸方向のモーメントつり合い式は、−ＷＬ・ｘＬ＝−ｘ１・Ｗ１−ｘ２・Ｗ２−ｘ３・Ｗ３−ｘ４・Ｗ４となる。また、原点Ｏを中心とするＹ軸方向のモーメントつり合い式は、−ＷＬ・ｙＬ＝ｙ１・Ｗ１＋ｙ２・Ｗ２−ｙ３・Ｗ３−ｙ４・Ｗ４となる。さらに、ＷＬ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４の関係が成り立つ。上記式から、左載置部３に掛かる左足側の荷重ＷＬの重心位置ＰＬ（ｘＬ，ｙＬ）を求めることができる。同様にして、右載置部５に掛かる右足側の荷重ＷＲの重心位置ＰＲ（ｘＲ、ｙＲ）を求めることができる。なお，被験者の全荷重Ｗは、Ｗ＝ＷＬ＋ＷＲで求めることができる。このようにして取得された重心位置ＰＬ、ＰＲのデータは、メインマイコン３３の記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）に保存される。
【００４９】
被験者の足の開き角度αは、重心位置ＰＬ、ＰＲに基づいて演算して取得できる（ステップＳ７）。左足側の荷重ＷＬの重心位置ＰＬの異なる座標データが２点取得すれば、その２点を結ぶ線分を、左足側の基準線Ｌ（第１基準線）と規定することができる。基準線Ｒ（第２基準線）についても同様である。さらに、基準線Ｌ、Ｒを規定できれば、それぞれのＸ軸に対する角度θＬ、θＲを取得できる。その角度θＬは、ａｒｃｔａｎ｛（ｙＬ１―ｙＬ２）／（ｘＬ１―ｘＬ２）｝で表すことができる。ここで、（ｘＬ１，ｙＬ１）、（ｘＬ２，ｙＬ２）は、それぞれＰＬの座標である。結果として、開き角度αは、π−（θＬ＋θＲ）となる。
【００５０】
このように、重心位置ＰＬ、ＰＲのデータをそれぞれ２点ずつ用いて基準線Ｌ、Ｒを求め、開き角度αを演算することも可能であるが、重心位置ＰＬ、ＰＲについてより多くのデータを取得して基準線Ｌ、Ｒを求めても良い。即ち、重心位置ＰＬ、ＰＲについて取得したデータを、記憶部内で管理される座標上に順次プロットするなどして多数蓄積し、これらの多数のデータから近似線を左右それぞれについて求め、この近似線を基準線Ｌ（第１基準線）、基準線Ｒ（第２基準線）として規定し、上記と同様にして開き角度αを演算すれば、より精度の高い正確な開き角度を取得することが可能となる（ステップＳ７）。そこで、ステップＳ７における足の開き角度の演算に先立って、以下のようなステップＳ５及びステップＳ６の処理を行うのが好適である。
【００５１】
メインマイコン３３は、左足側の荷重の重心位置ＰＬの座標データ、及び、右足側の荷重の重心位置ＰＲの座標データについて、それぞれ任意の数のデータを取得するため、記憶部に保存された重心位置ＰＬ、ＰＲの座標データの数が、所定数に達しているかを判断する（ステップＳ５）。重心位置ＰＬ、ＰＲの座標データの数が、所定数に達していない場合は（ステップＳ５でＮｏ）、メインマイコン３３は、最新の荷重データを取得した時（ステップＳ２）からの所定時間間隔（例えば、１００ｍｓ）が経過しているかを計時回路（図に示さず）により判断し（ステップＳ６）、所定時間間隔の経過を監視する（ステップＳ６でＮｏ）。所定時間間隔が経過すれば（ステップＳ６でＹｅｓ）、改めて、ステップＳ２へ戻り、所定数のデータの取得が完了するまで（ステップＳ５でＹｅｓになるまで）、同様の処理を繰り返す。左足側の荷重の重心位置ＰＬの座標データ、及び、右足側の荷重の重心位置ＰＲの座標データについて、それぞれのデータ数が所定数に達すれば（ステップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ７へ進み、メインマイコン３３は、足の開き角度αの演算を行う。
【００５２】
ステップＳ７で開き角度の演算が完了すると、メインマイコン３３は、被験者の足の開き角度α及び全荷重（体重）を表示部２１や外部モニタ５３に表示させる（ステップＳ８）。足の開き角度αの外部モニタ５３への表示方法は特に限定されず、一例としては、左足右足間の開き角度として「開き角度：○○度」と表示したり、センターライン（Ｙ軸）からの左右足それぞれの開き角度として「左足開き角度：○○度、右足開き角度：○○度」のように表示しても良い。また、蓄積されている重心位置ＰＬの座標データ及び重心位置ＰＲの座標データがプロットされた座標や、重心位置ＰＬ、ＰＲの軌跡や全荷重の重心位置ＰＴの軌跡を表示した座標上に、足の開き角度αを、足型や基準線Ｌ、Ｒとともに図示するように表示しても良い（図７参照）。
【００５３】
一方、ステップＳ１で、足の開き角αが要求されていないと識別されると、ステップＳ９に移行する。即ち、サブマイコン６３は、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する（ステップＳ９）。サブマイコン６３で取得された荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、メインマイコン３３は、被験者の全荷重（体重）を演算する（ステップＳ１０）。最後に、メインマイコン３３は、被験者の体重を外部モニタ５３に表示させる（ステップＳ１１）。
【００５４】
なお、足の開き角度の算出の要求がされているか否か（ステップＳ１）にかかわらず、ステップＳ２又はステップＳ９で、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）が取得されるため、被験者の全荷重（体重）Ｗのみならず、左足側の荷重ＷＬ及び右足側の荷重ＷＲについても演算することは可能である。従って、ステップＳ８やステップＳ１１においては、左足側の荷重ＷＬ及び右足側の荷重ＷＲをも表示するようにしてもよい。
【００５５】
本実施例によれば、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動、即ち、足首や膝の移動方向に基づいて、足の向きを識別するので、両足のつま先が閉じた状態や開いた状態に拘わりなく、足の情報を正確に取得することができる。
【００５６】
本実施例の体重計において、左足の重心位置ＰＬと右足の重心位置ＰＲとの距離を演算、取得するようにしてもよい。人は、幼児から成人へ成長するに従い、身体を立位の姿勢に保つ際、左右の足の間隔を狭くし、つま先の開き角度を広げるようになる（非特許文献１参照）。従って、足の開き角度及び左右の足の重心位置の間隔を測定することにより、被験者の脚部の成長をモニタリングしたり、利き足を評価するなど、被験者の身体の状態を判定することができる。また、このような目的に応じて、モニタリングの結果や評価内容を、外部モニタ５３に表示させても良い。さらに、体重計１に被験者の足の形状を測定するための検知手段として光センサ等を組み合わせることにより、左右足の基準線をより正確に識別する構成とすることも可能である。
【００５７】
〔実施例２〕
実施例２は、被験者の左足側の荷重と右足側の荷重とのバランス、即ち、体重バランスを検出する制御工程を行う体重計１である。本実施例の体重計１によれば、左足及び右足に対応して、互いに離間しており、左足側の荷重及び右足側の荷重が互いに干渉しない載置部を有するので、左足側の荷重及び右足側の荷重のそれぞれを正確に測定できる結果、左足側の荷重と右足側の荷重とを正確に対比でき、左足側の荷重と右足側の荷重とのバランス、即ち、体重バランスを精度よく取得することができる。
【００５８】
本実施例について図８を参照しつつ説明する。図８は、実施例２に係る体重計１の制御工程のフローを示すフローチャートである。ここで、体重バランスとは、左載置部３への荷重と右載置部５への荷重との比較結果であって、一例としては、体重計１に掛かる被験者の全荷重に対する、左載置部３に掛かる左足側の荷重の割合（％）、及び、右載置部５に掛かる右足側の荷重の割合（％）である。
【００５９】
サブマイコン６３は、被験者が左載置部３及び右載置部５に載った後、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する（ステップＳ１）。次に、メインマイコン３３は、被験者の体重バランスの表示が必要か否かを識別する（ステップＳ２）。例えば、体重バランスを表示するか否かのメッセージを表示部２１等に示し、被験者がその要否について操作部２２を操作して選択できるようにすればよく、メインマイコン３３は、被験者による操作部２２の操作に応じて、体重バランスの表示が必要か否かを識別すればよい。なお、ステップＳ１とステップＳ２との順序を逆にしてもよい。ステップＳ２で、体重バランスの表示が要求されていることが識別されると（ステップＳ２でＹｅｓ）、ステップＳ３へ移行する。
【００６０】
メインマイコン３３は、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、左足側の荷重及び右足側の荷重をそれぞれ演算し取得する（ステップＳ３）。さらに、メインマイコン３３は、荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、被験者の全荷重と、体重バランス（左載置部３に掛かる左足側の荷重の割合（％）、及び、右載置部５に掛かる右足側の荷重の割合（％））と、を演算し（ステップＳ４）、左足側の荷重及び右足側の荷重、体重バランスのうち何れか１以上を、表示部２１等へ表示される（ステップＳ５）。被験者の体重を表示してもよいことはいうまでもない。
【００６１】
一方、ステップＳ２で、体重バランス表示が要求されていないと識別されると、ステップＳ６に移行する。メインマイコン３３は、サブマイコン６３で取得された荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、被験者の全荷重が演算され（ステップＳ６）、被験者の体重が表示される（ステップＳ７）。
【００６２】
なお、本実施例では、左足側の荷重の重心位置ＰＬ、及び、右足側の荷重の重心位置ＰＲを必ずしも求めなくてもよいが、前記実施例１と同様にして、重心位置ＰＬ及び重心位置ＰＲを所定時間間隔で所定数求めることで、次のような処理を行ってもよい。被験者が自然な状態で立位の姿勢で左載置部３及び右載置部５に載っている時（特に載った直後）は、体が揺動するため、ロードセル７が検知する荷重データは安定しない。そのため、そのような状態でのロードセル７が検知した荷重データに基づいて、前記のような体重バランス等を演算しても精度がよくない。そこで、メインマイコン３３は、重心位置ＰＬ及び重心位置ＰＲを所定時間間隔で繰り返し求めて、重心位置ＰＬ及び重心位置ＰＲの移動軌跡を取得して、その変化が所定範囲で安定したかを判断し、安定したと判断した時のロードセル７が検知した荷重データに基づいて演算した、被験者の全荷重、左足側の荷重、右足側の荷重、体重バランスを、表示部２１等へ出力するようにしてもよい。
【００６３】
〔実施例３〕
本実施例３は、左足側の荷重の重心位置ＰＬ、右足側の荷重の重心位置ＰＲ、全荷重の重心位置ＰＴの移動軌跡を検出する制御工程を行う体重計１である。従来、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動を検査するため、被験者の全荷重（体重）の重心位置の変化と、左足側の荷重と右足側の荷重との重量配分（左右バランス）とを求めて、検知することが行われている。しかしながら、左足側の荷重の重心位置の変化や、右足側の荷重の重心位置の変化を反映していないため、被験者の身体の揺動を正確に検知することができなかった。例えば、左足側の荷重と右足側の荷重との重量配分（左右バランス）が等しい状態で、左足側の荷重の重心位置が前方に所定距離だけ変化し、かつ、右足側の荷重の重心位置が後方に同じ距離だけ変化した場合には、被験者の全荷重（体重）の重心位置は殆ど変化しないため、左足側の荷重の重心位置や右足側の荷重の重心位置が変化していることを判断することが出来ないものであった。そこで、本実施例では、左足側の荷重の重心位置と、右足側の荷重の重心位置と、これらから求めた全体の重心位置と、を連続的に多数取得して、それぞれの重心位置の移動軌跡を求めることにより、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動を的確に検査することが可能な体重計を説明する。
【００６４】
本実施例について図９、図１０を参照しつつ説明する。図９は、ＰＣ等の外部モニタ５３に重心位置の移動軌跡等の情報を表示する例を示す図、図１０は、実施例３に係る体重計１の制御工程のフローを示すフローチャートである。
【００６５】
なお、図９（後述の図１２も同様）に示す外部モニタ５３は、外部モニタ５３の左側に、左足側の荷重の重心位置ＰＬを示す領域Ａと、外部モニタ５３の右側に、右足側の重心位置ＰＲを示す領域Ｂと、領域Ａ及び領域Ｂの下側に、被験者の全荷重の重心位置ＰＴを示す領域Ｃと、を備える。領域Ａ及びＢのそれぞれには、その中心を原点Ｏとする、Ｘ軸及びＹ軸が示されている。原点Ｏは、左載置部３、右載置部５のそれぞれの平面視における中心位置に対応しており、外部モニタ５３には、左載置部３、右載置部５の実際の位置に対応して、領域Ａ、Ｂ上に重心位置ＰＬ、ＰＲの軌跡が表示される。
【００６６】
また、領域Ｃに示されるＸＹ座標軸は、前述の図７に示すＸＹ座標軸に対応して示されている。従って、領域Ｃに示される重心位置（ＰＴ）は、体重計１の左載置部３及び右載置部５からなる載置部の面全体に対する実際の重心位置に対応して、外部モニタ５３に表示される。さらに、外部モニタ５３には、全荷重（体重）、左足側の荷重、右足側の荷重が表示される領域が設けられている。
【００６７】
前記した実施例と同様、図１０に示ように、サブマイコン６３は、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する（ステップＳ１）。
【００６８】
次に、メインマイコン３３は、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）が、左足側のデータであるか否か、すなわち、左載置部３側のロードセル７（第１ロードセル群）に関連する荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ４）であるか否か識別される（ステップＳ２）。サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）のうち、左足側の荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ４）（ステップＳ２でＹｅｓ）に基づいて、左足側の荷重及びその重心位置が演算され、メインマイコン３３の記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）に保存される（ステップＳ３）。また、左足側の荷重は、外部モニタ５３の左足側の荷重の表示領域に表示され、かつ、左足側の荷重の重心位置ＰＬは、外部モニタ５３に領域Ａに表示（プロット）される（ステップＳ４）。
【００６９】
一方、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）のうち、右足側のデータ（ｄａｔａ５〜ｄａｔａ８）は（ステップＳ２でＮｏ）に基づいて、右足側の荷重及びその重心位置の座標データが演算され、メインマイコン３３の記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）に保存される（ステップＳ５）。また、右足側の荷重は、外部モニタ５３の右足側の荷重の表示領域に表示され、右足側の荷重の重心位置ＰＲは、外部モニタ５３に領域Ｂに表示（プロット）される（ステップＳ６）。
【００７０】
メインマイコン３３は、左足側の荷重の重心位置ＰＬの座標データ、及び、右足側の荷重の重心位置ＰＲの座標データのそれぞれについて、重心位置の移動軌跡を表示するのに必要な任意の所定数のデータを取得するため、記憶部に保存された重心位置ＰＬ、ＰＲの座標データの数が、所定数に達しているかを識別する（ステップＳ７）。重心位置ＰＬ、ＰＲの座標データの数が、所定数に達していない場合は（ステップＳ７でＮｏ）、メインマイコン３３は、最新の荷重データを取得した時（ステップＳ１）からの所定時間間隔（例えば、１００ｍｓ）が経過しているかを計時回路（図に示さず）により判断し（ステップＳ８）、所定時間間隔の経過を監視する（ステップＳ８でＮｏ）。所定時間間隔が経過すれば（ステップＳ８でＹｅｓ）、改めて、ステップＳ１へ戻り、所定数のデータの取得が完了するまで（ステップＳ７でＹｅｓになるまで）、同様の処理を繰り返す。これによって、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動をも捉えて、前記所定時間間隔ごとに、左右各々の重心位置の表示（プロット）が外部モニタ５３上に随時追加されていくため、左右各々の重心位置の移動軌跡となって表示されることになる。左足側の荷重の重心位置ＰＬの座標データ、及び、右足側の荷重の重心位置ＰＲの座標データについて、それぞれのデータ数が所定数に達すれば（ステップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ９に移行する。
【００７１】
メインマイコン３３は、ステップＳ４及びＳ６で保存された所定数の左足側の荷重及び右足側の荷重、重心位置ＰＬ、ＰＲのデータに基づき、被験者の全荷重（体重）と、その重心位置ＰＴの座標データとを演算し（ステップＳ９）、外部モニタ５３の全荷重の表示領域に被験者の体重を表示し、外部モニタ５３の表示領域Ｃに体重の重心位置を表示する（ステップＳ１０）。なお、本実施例での重心位置や重心の移動軌跡の詳細な演算手法は、実施例１と同じであるので、ここでは説明を割愛する。
【００７２】
本実施例に掛かる体重計１は、上記のような構成とすることにより、左載置部３、右載置部５に掛かる荷重を独立してそれぞれ測定するとともに、それぞれの重心位置とその移動軌跡を取得できるため、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動を的確に検査することができる。
【００７３】
本実施例の体重計において、左足の重心位置ＰＬと右足の重心位置ＰＲとを結ぶ直線や、重心位置ＰＬと重心位置ＰＲとを結ぶ直線と左右方向を表すＸ軸方向とでなす角度θを、外部モニタ５３に表示するようにしてもよい。前記角度θは、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動に応じて絶えず変化する。従って、前記角度θを取得することにより、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動を更に精度よく検査することができる。
【００７４】
〔実施例４〕
実施例４は、重心位置の移動軌跡、ヒストグラム等の種々の身体情報を取得するための制御工程を行う体重計１である。被験者の体重の重心位置は、下肢の怪我や、関節の左右差などにより、中心から外れている場合がある。換言すれば、身体状態を判断するための指標として、被験者の体重の重心位置は有用なデータとなり得るものである。従来は、被験者の左足側の荷重と右足側の荷重とをそれぞれ測定し、それらの荷重差のみから評価を行うものが一般的であった。しかしながら、左足側の荷重の重心位置の変化や、右足側の荷重の重心位置の変化を反映していないため、前記のような荷重差のみに基づく評価では、身体の状態を的確に判断することはできなかった。そこで、本実施例では、左足側の荷重の重心位置と、右足側の荷重の重心位置と、これらから求めた全体の重心位置と、を連続的に多数取得して、それぞれの重心位置の移動軌跡を求めて、左右の足の関節の可動範囲などの身体状態を的確に取得することが可能な体重計を説明する。
【００７５】
本実施例について図１１及び図１２を参照しつつ説明する。図１１は、実施例４に係る体重計１の制御工程のフローを示すフローチャート、図１２は、ＰＣ等の外部モニタ５３に誘導領域１００を表示する例を示す図である。
【００７６】
左右の足の関節の可動範囲や、膝や足首の柔軟性を検出するために、被験者の全体荷重の重心位置ＰＴを誘導するための誘導領域１００が、体重計１に連結されているＰＣ等の外部モニタ５３に表示される（ステップＳ１）。図１２では、誘導領域１００は、リング状に表示する例を示しているが、形状は特に限定されるものではない。メインマイコン３３は、全荷重の重心位置ＰＴを誘導領域１００に沿って動かす動作を被験者が行うべき指示を、外部モニタ５３に表示させる（ステップＳ２）。例えば、本実施例では、被験者の体重の重心位置ＰＴを、誘導領域１００内で時計回り（又は反時計回り）で移動させるように、両足を左載置部３及び右載置部５に接触したまま身体（主として腰や脚）を動作する旨を指示する。但し、検査乃至評価をしたい身体状態（目的）に即して、誘導領域１００の形状や動作の指示を適宜変更しても良い。被験者は、このような指示に従い、体重計１の左載置部３、右載置部５に載って、外部モニタ５３の領域Ｃに表示される重心位置ＰＴと誘導領域１００とを見ながら、腰、脚を動かす。
【００７７】
前記した実施例と同様、サブマイコン６３は、被験者が左載置部３及び右載置部５に載った後、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する（ステップＳ３）。メインマイコン３３は、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、左足側の荷重の重心位置ＰＬ、右足側の荷重の重心位置ＰＲ、全荷重の重心位置ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のそれぞれを演算する（ステップＳ４）。
【００７８】
さらに、メインマイコン３３は、左足側の荷重の重心位置ＰＬ、右足側の荷重の重心位置ＰＲ、全荷重の重心位置ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のそれぞれを外部モニタ５３に表示させる（ステップＳ５）。すなわち、左足側の荷重は、外部モニタ５３の左足側の荷重の表示領域に表示され、左足側の荷重の重心位置ＰＬは、領域Ａに表示（プロット）される。右足側の荷重は、外部モニタ５３の右足側の荷重の表示領域に表示され、右足側の荷重の重心位置ＰＲは、領域Ｂに表示（プロット）される。全荷重（体重）は、外部モニタ５３の全荷重の表示領域に表示され、全荷重の受信位置ＰＴは、領域Ｃに表示（プロット）される。
【００７９】
次に、メインマイコン３３は、ステップＳ４で取得・保存された被験者の全荷重の重心位置ＰＴが、所定寸法の内径及び外径を有するリング状の誘導領域１００内であるか否かを識別する（ステップＳ６）。重心位置ＰＴが含まれていない場合には（ステップＳ６でＮｏ）、ステップＳ４で取得された重心位置ＰＬ、ＰＲ、ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のデータ群は利用せず、ステップＳ１１に移行する。メインマイコン３３は、最新の荷重データを取得した時（ステップＳ３）からの所定時間間隔（例えば、１００ｍｓ）が経過しているかを計時回路（図に示さず）により判断し（ステップＳ１１）、所定時間間隔の経過を監視する（ステップＳ１１でＮｏ）。所定時間間隔が経過すれば（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ステップＳ３へ戻り、ステップＳ６の条件を満たすまで同様の処理を繰り返す。
【００８０】
誘導領域１００内に、重心位置ＰＴが含まれている場合には（ステップＳ６でＹｅｓ）、メインマイコン３３は、前記データ群を記憶部に保存し（ステップＳ７）、この保存された前記データ群が、今回の測定で最初に保存されたデータであるか否かを識別する（ステップＳ８）。前記データ群が最初に保存されたものである場合には（ステップＳ８でＹｅｓ）、ステップＳ１１に移行する。メインマイコン３３は、所定時間間隔が経過しているかを判断し（ステップＳ１１）、所定時間間隔の経過を監視する（ステップＳ１１でＮｏ）。所定時間間隔が経過すれば（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ステップＳ３に戻り、ステップＳ７までの工程を繰り返す。少なくとも２回分のデータ群が保存されている場合には（ステップＳ８でＮｏ）、今回取得・保存された重心位置ＰＬ２と前回取得・保存された重心位置ＰＬ１とから、両位置間のＸ成分、Ｙ成分及び重心移動距離ＤＬ（前回の重心位置から今回の重心位置までの軌跡の長さ）を演算し、保存する（ステップＳ９）。例えば、前回の重心位置ＰＬ１が座標（ｘ１，ｙ１）、今回の重心位置ＰＬ２が座標（ｘ２，ｙ２）である場合、重心移動距離ＤＬ＝√｛（ｘ１−ｘ２）２＋（ｙ１−ｙ２）２｝の関係が成立する。右足側についても同様に重心移動距離ＤＲを演算し、保存する。このように、ステップＳ７で保存されている重心位置のデータを用いて、左右それぞれの前回の重心位置から今回の重心位置までの軌跡の長さが演算され、記憶部に保存される。
【００８１】
メインマイコン３３は、前記重心移動距離ＤＬ、ＤＲのデータの数が所定回数（有効回数）分に達しているか否かを識別する（ステップＳ１０）。本実施例は、重心移動距離ＤＬとＤＲについて、ヒストグラムを作成し、左右どちらの足をより動かしているかを判断することを一の目的とする。従って、重心移動距離ＤＬ、ＤＲの分布状態を評価するにはある程度の数のデータが必要である。従って、データ数が所定数に達するまで、上述した工程を繰り返す。
【００８２】
必要なデータの数が所定数に達していることがメインマイコン３３で識別されると（ステップＳ１０でＹｅｓ）、ステップＳ７、Ｓ９で保存されている重心移動距離ＤＬ、ＤＲのＸ成分、Ｙ成分、重心移動距離ＤＬ、ＤＲの最大値、最小値、及び平均値、並びにヒストグラムを表示する（ステップＳ１２）。ヒストグラムは、例えばその縦軸が頻度を示し、横軸が重心移動距離を示すグラフとすることができる。
【００８３】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で表示されている種々の情報を用いて左右の足首や膝の柔軟性について検査や評価（比較）がなされる。例えば、重心移動距離の閾値を予め設定しておき、その閾値以上の場合には、足首及び膝の一方又は両方が柔軟であり、閾値未満の場合には、足首及び膝の一方又は両方が硬いといった判定を行うことができる。これは、足首や膝の柔軟性が低いと、足首や膝の可動範囲が狭くなり、重心移動距離が短くなる、という事実に基づいている。
【００８４】
図１２に示す例では、領域Ａに表示されている左足側の荷重の重心位置ＰＬの軌跡は、略楕円状を呈し、重心移動距離ＤＬが長い一方、領域Ｂに表示されている右足側の荷重の重心位置ＰＲの軌跡は略線状を呈し、重心移動距離ＤＲが短い。これは、重心移動距離ＤＬが長いということは、左足側の足首及び／又は膝の関節は柔軟であり、可動範囲が広い、一方、重心移動距離ＤＲが短いということは、右足側の足首及び／又は膝の関節が硬く、可動範囲が狭い、ということがいえる。足首や膝について、怪我（捻挫や骨折など）をした経緯がある場合には、関節が硬くなったり、一定以上曲げると痛みを伴うために動かす範囲を無意識に少なくしたりすることがある。換言すれば、本実施例の体重計１を用いれば、施術所等において、過去の怪我等が被験者の身体にどの程度影響を及ぼしているかを検査・評価することができたり、また、治療やリハビリテーションの経過や効果の確認をしたりすることが可能となる。
【００８５】
〔実施例４の変形例１〕
被験者の足の状態によっては、実施例４のように、被験者の荷重の重心位置ＰＴをリング形状の誘導領域１００に沿って移動させることが難しい場合がある。このような場合には、図１１に示すフローチャートのステップＳ１の誘導領域表示においては、リング形状の誘導領域１００に替えて、Ｙ軸に沿った直線帯状の誘導領域及び／又はＸ軸に沿った誘導領域を表示させてもよい。
【００８６】
被験者は、Ｙ軸に沿って延在する誘導領域に沿って全荷重の重心位置ＰＴを前後方向（図１２のＹ軸方向）に動くようにのみ身体を動かしたり、Ｘ軸に沿って延在する誘導領域に沿って全荷重の重心位置ＰＴを左右方向（図１２のＸ軸方向）に動くようにのみ身体を動かす。図１１のステップＳ１以降の工程における重心位置、重心移動距離ＤＬ、ＤＲ等の取得は、実施例４と同様に実行できる。このように、被験者の身体の状態に合わせて誘導範囲を変更することで、体重計の使用用途を広げることができる。さらに、誘導領域は、体重計の目的、用途に合わせて種々の形状に変更できることは言うまでもない。
【００８７】
〔実施例４の変形例２〕
上述した実施例１乃至実施例４及び実施例４の変形例１では、左載置部３と右載置部５とが、図７のＸ軸方向に沿って左右に隣り合うように配置されていたが、本変形例２では、２つの載置部が図７のＹ軸方向に沿って前後に隣り合うように配置される構成としてもよい。この構成によれば、両足を直線状に両載置部に載せた状態で、被験者の荷重全体の重心位置や、左右足の荷重位置の均衡、不均衡を検出することができる。
【００８８】
〔実施例５〕
実施例５は、被験者が、一定時間、静止した状態で立位の姿勢をとっている時の、身体状態の変化を取得するための制御工程を行う体重計１である。足の筋肉や関節の状態は、利き足や怪我の有無その他の事情に応じて、左右の足で異なっている。従って、人が両足で立位の姿勢をとる場合に、最初は意識的に両足に均等に体重をかける姿勢をとっていても、時間の経過と共に、無意識のうちに徐々に楽な姿勢をとるようになる。その結果、左足側の荷重及びその重心位置、右足側の荷重及びその重心位置、のそれぞれに変化を生じ、ひいては全荷重の重心位置にも変化が生ずる。この点、従来は、被験者の左足側の荷重と右足側の荷重とをそれぞれ測定し、それらの荷重差のみから評価を行うのが一般的であった。しかしながら、左足側の荷重の重心位置の変化や、右足側の荷重の重心位置の変化を反映していないため、前記のような荷重差のみに基づく評価では、前記のような変化を正確に捉えることは出来なかった。そこで、本実施例では、被験者が、一定時間、静止した状態で立位の姿勢をとっている時の、身体状態の変化を的確に取得することが可能な体重計を説明する。
【００８９】
本実施例について図１３を参照しつつ説明する。図１３は、実施例５に係る体重計の載置部を含む面の位置関係を規定するＸＹ座標系を説明する図である。
【００９０】
前記した実施例と同様、サブマイコン６３は、被験者が左載置部３及び右載置部５に載った後、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する。メインマイコン３３は、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、左足側の荷重の重心位置ＰＬ、右足側の荷重の重心位置ＰＲ、全荷重の重心位置ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のそれぞれの演算を開始する。被験者が自然な状態で立位の姿勢で左載置部３及び右載置部５に載っている時（特に載った直後）は、体が揺動するため、ロードセル７が検知する荷重データは安定しない。そのため、メインマイコン３３は、重心位置ＰＬ、ＰＲ、ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重を所定時間間隔（例えば、１００ｍｓ）で繰り返し求めて、これらの値の変化が所定範囲で安定したかを判断し、安定したと判断した時のロードセル７が検知した荷重データに基づいて演算した、重心位置ＰＬ、ＰＲ、ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のうち、少なくとも重心位置ＰＬ、ＰＲを、第１測定点として設定し、記憶する。
【００９１】
サブマイコン６３は、その後も所定時間間隔で繰り返し荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得し、メインマイコン３３は、重心位置ＰＬ、ＰＲ、ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重を演算する。メインマイコン３３は、第１測定点を設定したときから一定時間（例えば、３０秒）が経過した時のロードセル７が検知した荷重データに基づいて演算した、重心位置ＰＬ、ＰＲ、ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のうち、少なくとも重心位置ＰＬ、ＰＲを、第２測定点として設定し、記憶する。なお、第２測定点の設定に際しても、第１測定点と同様にして、安定した値を設定する。
【００９２】
メインマイコン３３は、第１測定点としての重心位置ＰＬと重心位置ＰＲとを結ぶ第１線Ａを設定し、同様に、第２測定点としての重心位置ＰＬと重心位置ＰＲとを結ぶ第２線Ｂを設定する。さらに、メインマイコン３３は、第１線Ａと第２線Ｂとでなす角度βを算出し、表示手段としての表示部２１や外部モニタ５３に出力する。
【００９３】
このように、第５実施例では、測定開始時に取得した第１測定点としての重心位置ＰＬと重心位置ＰＲとを結ぶ第１線Ａと、一定時間を経過後に取得した第２測定点としての重心位置ＰＬと重心位置ＰＲとを結ぶ第２線Ｂと、を取得できるので、所定時間の経過とともに現れる被験者の身体の変化（身体の回転）を示す指標として、角度βを算出することが可能である。この角度βに基づいて、被験者の身体の変化の変化を判定乃至評価することができる。すなわち、付加価値のより高い体重計を提供することができる。
【００９４】
なお、上記実施例１乃至実施例５（変形例を含む。）においては、立位した状態で足の情報を取得する構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、膝を曲げ、腰を少し屈めた状態又はしゃがんだ状態における足の情報を取得する構成とすることも可能である。
【００９５】
さらに、本発明は、被験者が静止した状態又は所定の動きをする状態における足の情報を取得する構成に限定されず、例えば、被験者が立位の静止状態から、身体を前後方向（図７のＹ軸方向）又は左右方向（図７のＸ軸方向）等に動かす状態へ移行する際の、足の情報を取得することも可能である。例えば、被験者が怪我をしている場合に、静止した状態では、左右足の重心位置の不均衡が見られない場合であっても、その怪我による痛みのために足の動作を開始する際に生じる左右の足の荷重バランスの不均衡を検出することができる。
【００９６】
また、被験者は、立位で静止した姿勢から、腰を左右に（被験者の胸が図７のＹ軸方向に向いている状態からＸ軸方向に向くように）ひねる動作を行いつつ、左右の足の荷重バランス、左右の足の重心位置を検出することにより、脚や腰の身体情報の取得することも可能である。
【００９７】
また、上記実施例１乃至実施例５（変形例を含む。）においては、被験者の身体情報のうち、主として足（特に足首や膝の関節）の情報を検出するものを説明したが、これと同様にして、手や腕（特に手首、肘、肩の関節）の情報を検出するように用いることも可能である。例えば、左手を左載置部３へ、右手を右載置部５へ置き、腕立て伏せや倒立（逆立ち）を行う要領で体を動かす状態における、被験者の手や腕（特に手首、肘、肩の関節）の情報を取得することも可能である。
【００９８】
本実施形態では、一般家庭で使用される表示部と測定部が一体構造の体重計を用いて説明したが、業務用に使用される表示部と測定部とが別体構造の体重計に本発明が適用できることは言うまでもない。
【００９９】
上記の実施例１乃至実施例５（変形例を含む。）の１以上を適宜組み合わせた体重計１を構成してもよいことは言うまでもない。
【０１００】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 体重計
３ 左載置部（第１載置部）
５ 右載置部（第２載置部）
７ ロードセル
１１ 支持部材（支持部材）
１３ 脚部
１５ 制御回路基板（制御手段）
１７ 床面
２１ 表示部（表示手段）
２２ 操作部
３３ メインマイコン
３５ 出力端子
３７ ケーブル
４７ 起歪体
４８ 歪みゲージ
５１ アンプ
５２ フィルタ
５３ 外部モニタ（表示手段）
５５ ＰＷＭ積分器
５７ ゼロ点調整部
５９ ＥＥＰＲＯＭ
６１ 温度計
６３ サブマイコン
６４ ＩＩＣバス
１００ 誘導領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体重計に関し、特に被験者の身体の左側及び右側の状態を判定できる体重計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被験者の脳や神経系の機能を検査するために多点式体重計が用いられている。従来の多点式体重計は、複数（例えば４つ）のロードセルを備え、被験者が立位の姿勢で載置部に載り、左右の足の荷重に基づき重心位置を検出し、左右の足の荷重差を検出する（特許文献１及び非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０５６０１０号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】大藤晃義、外３名、「重心動揺計における左右足の位置関係の検討」、日本カイロプラクティック徒手医学会誌、Ｖｏｌ．３（２００２）、ｐ．３−１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の多点式体重計では、総てのロードセルに対して単一の載置台が用いられる。そのため、例えば、左足側に大きい荷重がかけられると、載置部の左足接触側が沈むことにより、相対的に載置部の右足接触側が浮きがってしまい、右足側の荷重の正確な測定ができなくなる。これとは反対に、右足に大きい荷重がかけられると、左足側の荷重の正確な測定ができない。このように、総てのロードセルに対して単一の載置台を設けた従来の多点式体重計では、載置部に左足側の荷重及び右足側の荷重が互いに干渉することなるため、左足側の荷重及び右足側の荷重のそれぞれを正確に検知すること、左足側の荷重及び右足側の荷重のそれぞれの重心位置を測定すること、左右足の筋肉や関節等の差異を正確に検出することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、被験者の身体の左側による荷重及び右側による荷重、並びに、左側の荷重の重心位置及び右側の荷重の重心位置、をそれぞれ正確に測定でき、その検出結果に基づいて、被験者の身体の状態（例えば、足の筋肉や関節の状態）を判定できる体重計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の体重計は、支持部材と、前記支持部材上に離間配置される第１載置部及び第２載置部と、前記支持部材と前記第１載置部との間に配されて、前記第１載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第１ロードセル群と、前記支持部材と前記第２載置部との間に配されて、前記第２載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第２ロードセル群と、前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群からの荷重データに基づいて、被験者が前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重を演算する制御手段と、を有し、前記制御手段は、所定時間間隔ごとに、前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群を構成する各ロードセルが検知した各荷重データを取得すると共に、前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を演算して、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡を取得することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群を構成する各ロードセルが検知した前記各荷重データを、同時に取得することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡と、前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡と、を表示手段に出力することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の体重計によれば、前記制御手段による前記表示手段に対する、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡の出力は、前記所定時間間隔ごとに前記表示手段の表示画面に随時プロットされるように実施されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の前記移動軌跡から演算された近似線を第１基準線として取得し、前記第２載置部への荷重の重心位置の前記移動軌跡から演算された近似線を第２基準線として取得し、前記第１基準線と前記第２基準線とでなす角度を演算することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記被験者が、前記第１載置部へ左足を載せ、前記第２載置部へ右足を載せて、前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重に関して、前記第１基準線と前記第２基準線とでなす角度を、前記被験者の足の開き角度として表示手段に出力することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重、及び／又は、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重との比較結果、を表示手段に出力することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡が所定範囲で安定した時に、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重とを表示手段に出力することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１載置部及び前記第２載置部への全荷重の重心位置を演算して、前記第１載置部及び前記第２載置部への全荷重の重心位置の移動軌跡を取得することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記全荷重の重心位置の移動軌跡と、前記全荷重の重心位置を誘導する誘導領域と、前記全荷重の重心位置を前記誘導領域に沿って動かす動作を前記被験者が行なうべき指示と、を表示手段に出力した後に、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡を取得することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記被験者が、前記第１載置部へ左足を載せ、前記第２載置部へ右足を載せて、前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重に関して取得された前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡に基づいて、前記被験者の左足及び右足の関節の柔軟性を判定することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の体重計によれば、前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を取得して第１測定点として設定し、一定時間が経過した後の前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を取得して第２測定点として設定するとともに、前記第１測定点としての前記第１載置部への荷重の重心位置と前記第２載置部への荷重の重心位置とを結ぶ第１線を設定し、前記第２測定点としての前記第１載置部への荷重の重心位置と前記第２載置部への荷重の重心位置とを結ぶ第２線を設定し、前記第１線と前記第２線とでなす角度を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の体重計によれば、第１載置部と第２載置部とが互いに離間しており、第１載置部への荷重及び第２載置部への荷重が互いに干渉しない載置部を設けることにより、第１載置部への荷重及び第２載置部への荷重のそれぞれを正確に測定できる。従って、被験者の体全体の体重とその重心位置の外、左足側の荷重とその重心位置、右足側の荷重とその重心位置をもそれぞれ精度よく測定できる。また、第１載置部及び第２載置部は、共に支持部材上に配置されるため、第１載置部への荷重及び第２載置部への荷重を、それぞれ同じ状態乃至条件で測定することが可能であり、より高精度の測定が可能となると共に、体重計を使用する際の設置（セッティング）も容易化する。さらに、これらの測定結果に基づいて、被験者の身体の状態（例えば、足の筋肉や関節の状態）を判定でき、さまざまなシーンで利用可能な、より付加価値の高い体重計を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る体重計の平面図である。
【図２】図１に示される体重計の内部構成の要部を模式的に示す分解斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図１の体重計に用いることができるロードセルの平面図である。
【図５】図１に示される体重計の制御系のブロック図である。
【図６】実施例１に係る体重計の制御工程のフローを示すフローチャートである。
【図７】体重計の載置部を含む面の位置関係を規定するＸＹ座標系を説明する図である。
【図８】実施例２に係る体重計の制御工程のフローを示すフローチャートである。
【図９】ＰＣ等の外部モニタに被験者の重心の移動軌跡等の情報を表示する例を示す図である。
【図１０】実施例３に係る体重計の制御工程のフローを示すフローチャートである。
【図１１】実施例４に係る体重計の制御工程のフローを示すフローチャートである。
【図１２】ＰＣ等の外部モニタに誘導領域を表示する例を示す図である。
【図１３】実施例５に係る体重計の載置部を含む面の位置関係を規定するＸＹ座標系を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔体重計〕
以下、本発明による体重計の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る体重計１の平面図、図２は、図１に示される体重計１の内部構成の要部を模式的に示す分解斜視図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図、図４は、図１の体重計１に用いることができるロードセル７の平面図、図５は、図１に示される体重計１の制御系のブロック図である。
【００２２】
図１及び図３に示すように、体重計１は、床面１７に置いて利用される。体重計１は、主として、支持部材１１と、第１載置部としての左載置部３及び第２載置部としての右載置部５と、複数のロードセル７からなる第１ロードセル群及び第２ロードセル群と、制御手段としての制御回路基板１５（図５参照）と、を備える。
【００２３】
左載置部３及び右載置部５は、一例として、平面視で略四角形状で同寸法の板状部材で構成する。左載置部３と右載置部５とは、支持部材１１上に互いに離間して配置されることにより、左載置部３に掛かる荷重（左足側の荷重）は、右載置部５に影響を及ぼさず、右載置部５に掛かる荷重（右足側の荷重）は、左載置部３に影響を及ぼさないようになっている。これにより左足側の荷重及び右足側の荷重が互いに干渉しない載置部が構成される。図１等においては、左載置部３及び右載置部５は、平面視で略矩形状に構成されているが、ロードセルの個数及び配置箇所等に応じて、正方形や三角形としてもよく、特に限定されるものではない。
【００２４】
ロードセル７は、荷重を測定するために用いられる重量測定手段である。本実施形態では、左載置部３への荷重を左載置部３の四隅（４点）で測定可能な４つのロードセル７（Ｎｏ．１〜４）からなる第１ロードセル群、右載置部５への荷重を右載置部５の四隅（４点）で測定可能な４つのロードセル７（Ｎｏ．５〜８）からなる第２ロードセル群を有し、計８つのロードセルを備えている。ロードセル７の個数は、例えば左載置部３及び右載置部５に３つずつ配し、計６個のロードセルを備える構成としてもよい。すなわち、左載置部３、右載置部５のそれぞれにかかる荷重の重心位置を前後左右方向で検出するためのロードセルの個数は、左載置部３で３つ以上、右載置部５で３つ以上であり、適宜変更可能である。第１ロードセル群は、左載置部３への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなり、第２ロードセル群は、右載置部５への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルから構成されればよい。なお、本実施形態では、総てのロードセル７（Ｎｏ．１〜８）は、同形状、同寸法であり、同一特性を有する。
【００２５】
体重計１に適用可能なロードセル７の一例を、図４を参照して説明する。ロードセル７は、起歪体４７と、歪みゲージ４８と、を有する。起歪体４７は、左載置部３又は右載置部５からの負荷を受ける可動端部４７ａと、支持部材１１に対してスペーサ（図に示さず）を介して固定される固定端部４７ｂと、負荷を受けたときに変形（伸縮）を生ずる起歪部４７ｃと、を有する。より具体的には、可動端部４７ａ及び固定端部４７ｂは平面視で略Ｃ字形状とし、起歪部４７ｃは可動端部４７ａと固定端部４７ｂとを連結する帯形状として構成すればよい。歪みゲージ４８は起歪部４７ｃに貼られている。歪みゲージ４８は、例えば４つの抵抗体Ｒ１〜Ｒ４を有し、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４によってホイートストンブリッジ回路が構成される。ホイートストンブリッジ回路は、ロードセル７にかかる荷重をそれぞれ個別に測定できるように構成する。例えば、ホイートストンブリッジ回路は、ロードセル７の１つごとに１つずつ構成し、本実施形態のように、計８つのロードセル７を設ける場合には、ホイートストンブリッジ回路も８つ構成すればよい。被験者が左載置部３、右載置部５に載ると、荷重（被験者の体重）がロードセル７の可動端部４７ａに伝達され、その荷重に応じて起歪部４７ｃが変形（伸縮）する。起歪部４７ｃの伸縮に伴い歪みゲージ４８が伸縮すると、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化の前後で測定される電圧値の差分に基づいて、ロードセル７のそれぞれに加わる荷重を、ロードセル７ごとに測定することができるようになっている。なお、起歪体４７の形状、寸法は、上記の構成に限られるものでは無い。
【００２６】
図１乃至図３に示すように、支持部材１１は、例えば、左載置部３及び右載置部５の両方を支持可能な大きさを有し、平面視で略矩形状の板状部材として構成する。前記第１ロードセル群は支持部材１１と左載置部３との間に配され、前記第２ロードセル群は、支持部材１１と右載置部５との間に配される。具体的には、支持部材１１の上面には、ロードセル７の起歪体４７の固定端部４７ｂが、スペーサ（図に示さず）を介して固定される。すなわち、総てのロードセル７の固定端部４７ｂは、支持部材１１の上面という同一平面上に固定される一方、可動端部４７ａは、左載置部３又は右載置部５のいずれか一方からの負荷を受ける。これにより、ロードセル７は、支持部材１１と、左載置部３又は右載置部５と、の間でたわみ張りを構成する（図３参照）。このように、左載置部３及び右載置部５は、共に、共通のベースとなる支持部材１１上に配置されるため、左載置部３への荷重及び右載置部５への荷重を、それぞれ同じ状態乃至条件で測定することが可能であり、より高精度の測定が可能となると共に、体重計を使用する際の設置（セッティング）も容易化する。
【００２７】
支持部材１１の下面（すなわち、ロードセル７の固定端部４７ｂが固定される面と反対側の面）には、脚部１３の一端部が四隅に装着されている。脚部１３の他端部が床面１７に接地することで、体重計１が床面１７に安定して載置される。
【００２８】
支持部材１１には、ロードセル７（前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群）により検知される荷重データ（検知結果）に基づいて、被験者の荷重、重心位置を演算するための制御手段として、制御回路基板１５が配置されている（図３参照）。図５に示されるように、制御回路基板１５は、メイン基板１５ａと、ＡＤ基板１５ｂと、から構成される。メイン基板１５ａには、表示手段としての表示部２１、体重計１を操作するための操作部２２、メインマイコン３３、ＰＣ等の外部装置との間で所望のデータ転送を行うためのケーブル３７（図３参照）が連結される出力端子３５、が配置される。また、ＡＤ基板１５ｂには、各ロードセル７からの荷重データをデジタル化するためのＡＤ変換部やその他の処理回路等が配置されている。表示部２１としては、一例としてフルドットＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の液晶を用いることができ、また、表示部２１と操作部２２の代わりに、タッチパネル機能を備えた液晶を用いることもできる。
【００２９】
本実施形態では、８個のロードセル７のそれぞれに、同一構成のＡＤ基板１５ｂが設けられている。すなわち、ＡＤ基板１５ｂは、８個設けられている（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）。ＡＤ基板１５ｂは、ＰＷＭ制御方式によりＡＤ変換を行うために、ロードセル７からの荷重データを増幅するアンプ５１、所定の周波数成分を取り出すフィルタ５２、及び、ＰＷＭ積分器５５を備える。さらに、ＡＤ基板１５ｂには、ロードセル７のいわゆるゼロ点（基準値となる荷重データ）を設定するためのゼロ点調整部５７、体重計１の動作プログラムを格納するためのメモリであるＥＥＰＲＯＭ５９、環境温度を測定するための温度センサである温度計６１、及びＡ／Ｄ変換、動作プログラムの実行、温度検出等を行うサブマイコン６３、が組み込まれている。
【００３０】
メインマイコン３３とサブマイコン６３とは、ＩＩＣバス６４を構成するシリアルデータ線６５（ＳＤＡ）及びシリアルクロック線６７（ＳＣＬ）により連結され、メインマイコン３３及びサブマイコン６３は相互間でデータ及び指令の転送が行われる。また、ＩＩＣバスを用いることにより、メイン基板１５ａとＡＤ基板１５ｂとの間の通信線の数を抑えることができる。
【００３１】
上記構成の制御回路基板１５では、メインマイコン３３から各ＰＭＷ積分器５５へ出力されるキャリア同期信号に基づいて、複数のロードセル７からの荷重データが同期して（同時に）ＰＷＭ積分され、その積分値に応じたデジタル信号へ変換される。デジタル化された各ロードセルからの荷重データに基づき、メインマイコン３３により被験者の荷重、左右の足の荷重等が演算され、表示部２１（表示手段）や、出力端子３５を介してＰＣ等の外部モニタ５３（図９、図１２参照）（表示手段）に表示される。
【００３２】
〔体重計の制御〕
上記構成の体重計１は、操作部２２によりスイッチがＯＮされ、被験者が左足を左載置部３に、右足を右載置部５にそれぞれ載せて体重計１に荷重（体重）をかけると、各ロードセル７の起歪部４７ｃが変形し、この起歪部４７ｃの変形により、歪みゲージ４８の抵抗値に変化が生じる。
【００３３】
メインマイコン３３は、荷重がかかる前のロードセル７の出力電圧（ゼロ点）と、荷重がかかった後のロードセル７の出力電圧との差分をそれぞれ測定することにより、所定のプログラムに従って、各ロードセル７にかかる荷重のそれぞれを同時に演算する。ここで、例えば８つのロードセルからの荷重データをＮｏ．１からＮｏ．８まで順番に取得して、それぞれの荷重を順次演算する処理を行うと、Ｎｏ．１の荷重データによる荷重の演算時から、Ｎｏ．８の荷重データによる荷重の演算時までの間に時間が経過してしまう。そのため、順次取得されたＮｏ．１の荷重データ乃至Ｎｏ．８の荷重データに基づいて、左載置部３への荷重や右載置部５への荷重、それらの重心位置を演算したとしても、同一時点で取得された荷重データに基づく値とはならないため、正確な測定が実現されない。本実施形態によれば、所定時間間隔ごとに、各ロードセル７が検知した各荷重データを一斉に同時に取得して、各ロードセル７にかかる荷重のそれぞれを同時に演算し、これに基づいて左載置部３への荷重及びその重心位置、右載置部５への荷重及びその重心位置、さらには全荷重及びその重心位置、をそれぞれ演算する。これにより、データ取得のタイミングにタイムラグがなく、正確な測定が可能となる。
【００３４】
また、メインマイコン３３は、この荷重の演算を、一定回数（所定目的のための任意の回数）、所定時間間隔（例えば、１００ｍｓ）で連続的に行う。さらに、演算された荷重は、表示部２１や、出力端子３５を介してＰＣ等の外部モニタ５３（図９、図１２参照）に表示される。
【００３５】
前記の様に、各ロードセル７が検知した各荷重データを、一斉に同時に取得して荷重を同時演算するのが好適ではあるが、高速処理が可能なＡＤ変換器を用いることにより、前記所定時間間隔に対して十分に短い時間（例えば、数ｍｓ）内に、各ロードセル７からの荷重データをＮｏ．１からＮｏ．８まで順番に取得して、それぞれの荷重を演算する処理としてもよい。このような高速処理を行い得るＡＤ変換器を用いれば、内部基板における部品点数を減らすことが出来るため、コストを低減させることが可能となる。
【００３６】
上記の実施形態においては、支持部材１１を設ける構成としているが、左載置部３及び右載置部５の下面に、ロードセル７の起歪体４７の固定端部４７ｂを（スペーサを介す等して）固定し、可動端部４７ａには脚部を取り付ける等して、支持部材１１を有しない構成とすることも考えられる。すなわち、左載置部３と、第１ロードセル群と、第１ロードセル群の各ロードセル７に取り付けた脚部と、からなる第１載置部ユニットを構成し、同様に、右載置部５と、第２ロードセル群と、第２ロードセル群の各ロードセル７に取り付けた脚部と、からなる第２載置部ユニットを構成する。このように構成する場合において、第１載置部ユニットと第２載置部ユニットとを配置する際に位置ずれがあると、測定精度に影響を及ぼし、誤差の要因となってしまう。そのため、第１載置部ユニットと第２載置部ユニットとを所定位置に設置するため、床面に対するマーキングを行うとよい。
【００３７】
また、前記のような測定誤差を生じさせないためには、第１載置部ユニットと第２載置部ユニットとを床面に置いたとき、第１載置部ユニットにおける各ロードセル７に取り付けた脚部の総てと、第２載置部ユニットにおける各ロードセル７に取り付けた脚部の総てとが、床面に対して同じ荷重で接地する必要がある。すなわち、第１載置部ユニット及び第２載置部ユニットが、床面に対してガタつきのない状態で設置されることが必要である。そのため、床面に対して各脚部が同じ荷重で接地しているかを検出可能な検出手段（例えば、圧力センサなど）を備える構成とすればよい。さらに、測定精度を高めるためには、第１載置部ユニット及び第２載置部ユニットが、それぞれ水平に設置させる必要がある。そのため、第１載置部ユニット及び第２載置部ユニットのそれぞれに、水平か否かを検知可能な水平検知手段（例えば、水準器など）を備え、さらには、その検知結果に基づいて脚部の高さを調節することが可能な調整脚機構を備えるのが好適である。
【００３８】
以下に、種々の身体情報を検査又は評価するために実行される体重計１の制御工程の実施例について説明する。
【００３９】
〔実施例１〕
実施例１は、主として被験者の足の開き角度を検出する制御工程を行う体重計１である。人が自然な状態で立位している時の、足（つま先）の開き角度や左右の足の間隔は、脚力の成長過程のモニタリングを行うときの重要な指標となる。また、例えば、ゴルフクラブのスイング時の足の開き角度や間隔によって打球の方向や飛距離に影響があることから、足の開き角度や左右の足の間隔は、スポーツを行う場合のフォーム等の確認にも有用な指標となる。その他、足首等に怪我をした後のリハビリテーションの効果確認など、足の開き角度や左右の足の間隔は、さまざまなシーンで有効に利用され得るものである。
【００４０】
従来、前記のような立位時における被験者の足の開き角度（つま先の開き角度）の計測は、素足で紙等の上に立って筆記具で足の形状（アウトライン）を描いたり、載置部上に格子状に多数並べて配置された押圧スイッチや圧力センサの上に立ってセンサのＯＮ／ＯＦＦを検知して足の形状を取得して、各足ごとに、任意の指（例えば人差し指）とかかととを結ぶラインを求め、左右間の足（つま先）の開き角度や、中心線からの開き角度を計測していた。しかしながら、上記のような従来の計測は、手作業を伴うために手間がかかったり、多数のセンサを必要とするために構造が複雑でコストがかかるものであった。そこで、本実施例では、低コストで、より簡易な作業による足の開き角度を求めることが可能な体重計を説明する。
【００４１】
本実施例について図６及び図７を参照しつつ説明する。図６は、実施例１に係る体重計１の制御工程のフローを示すフローチャート、図７は、体重計１の載置部３、５を含む面の位置関係を規定するＸＹ座標系を説明する図である。
【００４２】
ここで、開き角度は、本実施例では、左足の踵と人差し指とを結ぶ基準線Ｌと、右足の踵と人差し指とを結ぶ基準線Ｒと、が成す角度αとして説明する。開き角度αの検出は、人が自然な状態で立位した姿勢では、前後左右の身体のバランスが主に足首や膝等の関節を動かすことで維持されるということと、立位時に足首や膝の関節が動く方向は、基準線Ｌ、Ｒが延びる方向とほぼ同じである、という事実を利用することで取得する。従って、左足側の荷重及び右足側の荷重のそれぞれの測定結果に基づいて、少なくとも左右足の重心位置ＰＬ、ＰＲの情報をそれぞれ異なる２点以上取得すれば、左足の重心位置ＰＬの移動軌跡を表す線分を基準線Ｌとし、右足の重心位置ＰＲの移動軌跡を表す線分を基準線Ｒとして、それらが成す開き角度αを取得することができる。
【００４３】
メインマイコン３３は、被験者の足の開き角度の算出が必要か否かを識別する（ステップＳ１）。例えば、体重計１を起動直後、足の開き角度を算出するか否かのメッセージを表示部２１等に示し、被験者がその要否について操作部２２を操作して選択できるようにすればよく、メインマイコン３３は、被験者による操作部２２の操作に応じて、足の開き角度の算出の要求がされているか否かを識別すればよい。足の開き角度の情報が要求されていることが識別されると（ステップＳ１でＹｅｓ）、ステップＳ２へ移行する。
【００４４】
次に、サブマイコン６３は、被験者が左載置部３及び右載置部５に載った後、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する（ステップＳ２）。
【００４５】
メインマイコン３３は、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、左足側の荷重（左足側にかかる体重）、右足側の荷重（右足側にかかる体重）、被験者の全荷重（全体重）、のそれぞれを演算し、メインマイコン３３の記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）に保存する（ステップＳ３）。
【００４６】
さらに、メインマイコン３３は、荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、左足側の荷重の重心位置ＰＬ及び右足側の荷重の重心位置ＰＲを演算し保存する（ステップＳ４）。第１ロードセル群からの荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ４）に基づき、左足側の荷重の重心位置ＰＬを演算し、第２ロードセル群からの荷重データ（ｄａｔａ５〜ｄａｔａ８）に基づき、右足側の荷重の重心位置ＰＲを演算する。
【００４７】
重心位置ＰＬ、ＰＲは、以下のように規定する。図７に示されるように、体重計１の左載置部３及び右載置部５の面上に、互いに直交するＸＹ座標系を設定する。Ｘ軸とＹ軸とが交わる点を原点Ｏ、その座標を（０，０）とする。ロードセル７の位置を、それぞれ、ＰＬ１（ｘ１，ｙ１）、ＰＬ２（ｘ２，ｙ２）、ＰＬ３（ｘ３，ｙ３）、ＰＬ４（ｘ４，ｙ４）、ＰＲ５（ｘ５，ｙ５）、ＰＲ６（ｘ６，ｙ６）、ＰＲ７（ｘ７，ｙ７）、ＰＲ８（ｘ８，ｙ８）と定める。例えば、左載置部３に掛かる左足側の荷重の重心位置をＰＬ（ｘＬ、ｙＬ）とすると、Ｘ軸方向のモーメントのつり合い式と、Ｙ軸方向のモーメントつり合い式と、ＰＬ１〜ＰＬ４に加わる分力の和が、点ＰＬに掛かる全荷重であることを示す関係式と、から、近似的に重心位置ＰＬを求めることができる。
【００４８】
具体的には、左載置部３に掛かる左足側の荷重がＷＬ、また、ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４のロードセル７（第１ロードセル群）で測定される荷重がそれぞれＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４の場合、原点Ｏを中心とするＸ軸方向のモーメントつり合い式は、−ＷＬ・ｘＬ＝−ｘ１・Ｗ１−ｘ２・Ｗ２−ｘ３・Ｗ３−ｘ４・Ｗ４となる。また、原点Ｏを中心とするＹ軸方向のモーメントつり合い式は、−ＷＬ・ｙＬ＝ｙ１・Ｗ１＋ｙ２・Ｗ２−ｙ３・Ｗ３−ｙ４・Ｗ４となる。さらに、ＷＬ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４の関係が成り立つ。上記式から、左載置部３に掛かる左足側の荷重ＷＬの重心位置ＰＬ（ｘＬ，ｙＬ）を求めることができる。同様にして、右載置部５に掛かる右足側の荷重ＷＲの重心位置ＰＲ（ｘＲ、ｙＲ）を求めることができる。なお，被験者の全荷重Ｗは、Ｗ＝ＷＬ＋ＷＲで求めることができる。このようにして取得された重心位置ＰＬ、ＰＲのデータは、メインマイコン３３の記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）に保存される。
【００４９】
被験者の足の開き角度αは、重心位置ＰＬ、ＰＲに基づいて演算して取得できる（ステップＳ７）。左足側の荷重ＷＬの重心位置ＰＬの異なる座標データが２点取得すれば、その２点を結ぶ線分を、左足側の基準線Ｌ（第１基準線）と規定することができる。基準線Ｒ（第２基準線）についても同様である。さらに、基準線Ｌ、Ｒを規定できれば、それぞれのＸ軸に対する角度θＬ、θＲを取得できる。その角度θＬは、ａｒｃｔａｎ｛（ｙＬ１―ｙＬ２）／（ｘＬ１―ｘＬ２）｝で表すことができる。ここで、（ｘＬ１，ｙＬ１）、（ｘＬ２，ｙＬ２）は、それぞれＰＬの座標である。結果として、開き角度αは、π−（θＬ＋θＲ）となる。
【００５０】
このように、重心位置ＰＬ、ＰＲのデータをそれぞれ２点ずつ用いて基準線Ｌ、Ｒを求め、開き角度αを演算することも可能であるが、重心位置ＰＬ、ＰＲについてより多くのデータを取得して基準線Ｌ、Ｒを求めても良い。即ち、重心位置ＰＬ、ＰＲについて取得したデータを、記憶部内で管理される座標上に順次プロットするなどして多数蓄積し、これらの多数のデータから近似線を左右それぞれについて求め、この近似線を基準線Ｌ（第１基準線）、基準線Ｒ（第２基準線）として規定し、上記と同様にして開き角度αを演算すれば、より精度の高い正確な開き角度を取得することが可能となる（ステップＳ７）。そこで、ステップＳ７における足の開き角度の演算に先立って、以下のようなステップＳ５及びステップＳ６の処理を行うのが好適である。
【００５１】
メインマイコン３３は、左足側の荷重の重心位置ＰＬの座標データ、及び、右足側の荷重の重心位置ＰＲの座標データについて、それぞれ任意の数のデータを取得するため、記憶部に保存された重心位置ＰＬ、ＰＲの座標データの数が、所定数に達しているかを判断する（ステップＳ５）。重心位置ＰＬ、ＰＲの座標データの数が、所定数に達していない場合は（ステップＳ５でＮｏ）、メインマイコン３３は、最新の荷重データを取得した時（ステップＳ２）からの所定時間間隔（例えば、１００ｍｓ）が経過しているかを計時回路（図に示さず）により判断し（ステップＳ６）、所定時間間隔の経過を監視する（ステップＳ６でＮｏ）。所定時間間隔が経過すれば（ステップＳ６でＹｅｓ）、改めて、ステップＳ２へ戻り、所定数のデータの取得が完了するまで（ステップＳ５でＹｅｓになるまで）、同様の処理を繰り返す。左足側の荷重の重心位置ＰＬの座標データ、及び、右足側の荷重の重心位置ＰＲの座標データについて、それぞれのデータ数が所定数に達すれば（ステップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ７へ進み、メインマイコン３３は、足の開き角度αの演算を行う。
【００５２】
ステップＳ７で開き角度の演算が完了すると、メインマイコン３３は、被験者の足の開き角度α及び全荷重（体重）を表示部２１や外部モニタ５３に表示させる（ステップＳ８）。足の開き角度αの外部モニタ５３への表示方法は特に限定されず、一例としては、左足右足間の開き角度として「開き角度：○○度」と表示したり、センターライン（Ｙ軸）からの左右足それぞれの開き角度として「左足開き角度：○○度、右足開き角度：○○度」のように表示しても良い。また、蓄積されている重心位置ＰＬの座標データ及び重心位置ＰＲの座標データがプロットされた座標や、重心位置ＰＬ、ＰＲの軌跡や全荷重の重心位置ＰＴの軌跡を表示した座標上に、足の開き角度αを、足型や基準線Ｌ、Ｒとともに図示するように表示しても良い（図７参照）。
【００５３】
一方、ステップＳ１で、足の開き角αが要求されていないと識別されると、ステップＳ９に移行する。即ち、サブマイコン６３は、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する（ステップＳ９）。サブマイコン６３で取得された荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、メインマイコン３３は、被験者の全荷重（体重）を演算する（ステップＳ１０）。最後に、メインマイコン３３は、被験者の体重を外部モニタ５３に表示させる（ステップＳ１１）。
【００５４】
なお、足の開き角度の算出の要求がされているか否か（ステップＳ１）にかかわらず、ステップＳ２又はステップＳ９で、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）が取得されるため、被験者の全荷重（体重）Ｗのみならず、左足側の荷重ＷＬ及び右足側の荷重ＷＲについても演算することは可能である。従って、ステップＳ８やステップＳ１１においては、左足側の荷重ＷＬ及び右足側の荷重ＷＲをも表示するようにしてもよい。
【００５５】
本実施例によれば、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動、即ち、足首や膝の移動方向に基づいて、足の向きを識別するので、両足のつま先が閉じた状態や開いた状態に拘わりなく、足の情報を正確に取得することができる。
【００５６】
本実施例の体重計において、左足の重心位置ＰＬと右足の重心位置ＰＲとの距離を演算、取得するようにしてもよい。人は、幼児から成人へ成長するに従い、身体を立位の姿勢に保つ際、左右の足の間隔を狭くし、つま先の開き角度を広げるようになる（非特許文献１参照）。従って、足の開き角度及び左右の足の重心位置の間隔を測定することにより、被験者の脚部の成長をモニタリングしたり、利き足を評価するなど、被験者の身体の状態を判定することができる。また、このような目的に応じて、モニタリングの結果や評価内容を、外部モニタ５３に表示させても良い。さらに、体重計１に被験者の足の形状を測定するための検知手段として光センサ等を組み合わせることにより、左右足の基準線をより正確に識別する構成とすることも可能である。
【００５７】
〔実施例２〕
実施例２は、被験者の左足側の荷重と右足側の荷重とのバランス、即ち、体重バランスを検出する制御工程を行う体重計１である。本実施例の体重計１によれば、左足及び右足に対応して、互いに離間しており、左足側の荷重及び右足側の荷重が互いに干渉しない載置部を有するので、左足側の荷重及び右足側の荷重のそれぞれを正確に測定できる結果、左足側の荷重と右足側の荷重とを正確に対比でき、左足側の荷重と右足側の荷重とのバランス、即ち、体重バランスを精度よく取得することができる。
【００５８】
本実施例について図８を参照しつつ説明する。図８は、実施例２に係る体重計１の制御工程のフローを示すフローチャートである。ここで、体重バランスとは、左載置部３への荷重と右載置部５への荷重との比較結果であって、一例としては、体重計１に掛かる被験者の全荷重に対する、左載置部３に掛かる左足側の荷重の割合（％）、及び、右載置部５に掛かる右足側の荷重の割合（％）である。
【００５９】
サブマイコン６３は、被験者が左載置部３及び右載置部５に載った後、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する（ステップＳ１）。次に、メインマイコン３３は、被験者の体重バランスの表示が必要か否かを識別する（ステップＳ２）。例えば、体重バランスを表示するか否かのメッセージを表示部２１等に示し、被験者がその要否について操作部２２を操作して選択できるようにすればよく、メインマイコン３３は、被験者による操作部２２の操作に応じて、体重バランスの表示が必要か否かを識別すればよい。なお、ステップＳ１とステップＳ２との順序を逆にしてもよい。ステップＳ２で、体重バランスの表示が要求されていることが識別されると（ステップＳ２でＹｅｓ）、ステップＳ３へ移行する。
【００６０】
メインマイコン３３は、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、左足側の荷重及び右足側の荷重をそれぞれ演算し取得する（ステップＳ３）。さらに、メインマイコン３３は、荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、被験者の全荷重と、体重バランス（左載置部３に掛かる左足側の荷重の割合（％）、及び、右載置部５に掛かる右足側の荷重の割合（％））と、を演算し（ステップＳ４）、左足側の荷重及び右足側の荷重、体重バランスのうち何れか１以上を、表示部２１等へ表示される（ステップＳ５）。被験者の体重を表示してもよいことはいうまでもない。
【００６１】
一方、ステップＳ２で、体重バランス表示が要求されていないと識別されると、ステップＳ６に移行する。メインマイコン３３は、サブマイコン６３で取得された荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、被験者の全荷重が演算され（ステップＳ６）、被験者の体重が表示される（ステップＳ７）。
【００６２】
なお、本実施例では、左足側の荷重の重心位置ＰＬ、及び、右足側の荷重の重心位置ＰＲを必ずしも求めなくてもよいが、前記実施例１と同様にして、重心位置ＰＬ及び重心位置ＰＲを所定時間間隔で所定数求めることで、次のような処理を行ってもよい。被験者が自然な状態で立位の姿勢で左載置部３及び右載置部５に載っている時（特に載った直後）は、体が揺動するため、ロードセル７が検知する荷重データは安定しない。そのため、そのような状態でのロードセル７が検知した荷重データに基づいて、前記のような体重バランス等を演算しても精度がよくない。そこで、メインマイコン３３は、重心位置ＰＬ及び重心位置ＰＲを所定時間間隔で繰り返し求めて、重心位置ＰＬ及び重心位置ＰＲの移動軌跡を取得して、その変化が所定範囲で安定したかを判断し、安定したと判断した時のロードセル７が検知した荷重データに基づいて演算した、被験者の全荷重、左足側の荷重、右足側の荷重、体重バランスを、表示部２１等へ出力するようにしてもよい。
【００６３】
〔実施例３〕
本実施例３は、左足側の荷重の重心位置ＰＬ、右足側の荷重の重心位置ＰＲ、全荷重の重心位置ＰＴの移動軌跡を検出する制御工程を行う体重計１である。従来、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動を検査するため、被験者の全荷重（体重）の重心位置の変化と、左足側の荷重と右足側の荷重との重量配分（左右バランス）とを求めて、検知することが行われている。しかしながら、左足側の荷重の重心位置の変化や、右足側の荷重の重心位置の変化を反映していないため、被験者の身体の揺動を正確に検知することができなかった。例えば、左足側の荷重と右足側の荷重との重量配分（左右バランス）が等しい状態で、左足側の荷重の重心位置が前方に所定距離だけ変化し、かつ、右足側の荷重の重心位置が後方に同じ距離だけ変化した場合には、被験者の全荷重（体重）の重心位置は殆ど変化しないため、左足側の荷重の重心位置や右足側の荷重の重心位置が変化していることを判断することが出来ないものであった。そこで、本実施例では、左足側の荷重の重心位置と、右足側の荷重の重心位置と、これらから求めた全体の重心位置と、を連続的に多数取得して、それぞれの重心位置の移動軌跡を求めることにより、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動を的確に検査することが可能な体重計を説明する。
【００６４】
本実施例について図９、図１０を参照しつつ説明する。図９は、ＰＣ等の外部モニタ５３に重心位置の移動軌跡等の情報を表示する例を示す図、図１０は、実施例３に係る体重計１の制御工程のフローを示すフローチャートである。
【００６５】
なお、図９（後述の図１２も同様）に示す外部モニタ５３は、外部モニタ５３の左側に、左足側の荷重の重心位置ＰＬを示す領域Ａと、外部モニタ５３の右側に、右足側の重心位置ＰＲを示す領域Ｂと、領域Ａ及び領域Ｂの下側に、被験者の全荷重の重心位置ＰＴを示す領域Ｃと、を備える。領域Ａ及びＢのそれぞれには、その中心を原点Ｏとする、Ｘ軸及びＹ軸が示されている。原点Ｏは、左載置部３、右載置部５のそれぞれの平面視における中心位置に対応しており、外部モニタ５３には、左載置部３、右載置部５の実際の位置に対応して、領域Ａ、Ｂ上に重心位置ＰＬ、ＰＲの軌跡が表示される。
【００６６】
また、領域Ｃに示されるＸＹ座標軸は、前述の図７に示すＸＹ座標軸に対応して示されている。従って、領域Ｃに示される重心位置（ＰＴ）は、体重計１の左載置部３及び右載置部５からなる載置部の面全体に対する実際の重心位置に対応して、外部モニタ５３に表示される。さらに、外部モニタ５３には、全荷重（体重）、左足側の荷重、右足側の荷重が表示される領域が設けられている。
【００６７】
前記した実施例と同様、図１０に示ように、サブマイコン６３は、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する（ステップＳ１）。
【００６８】
次に、メインマイコン３３は、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）が、左足側のデータであるか否か、すなわち、左載置部３側のロードセル７（第１ロードセル群）に関連する荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ４）であるか否か識別される（ステップＳ２）。サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）のうち、左足側の荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ４）（ステップＳ２でＹｅｓ）に基づいて、左足側の荷重及びその重心位置が演算され、メインマイコン３３の記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）に保存される（ステップＳ３）。また、左足側の荷重は、外部モニタ５３の左足側の荷重の表示領域に表示され、かつ、左足側の荷重の重心位置ＰＬは、外部モニタ５３に領域Ａに表示（プロット）される（ステップＳ４）。
【００６９】
一方、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）のうち、右足側のデータ（ｄａｔａ５〜ｄａｔａ８）は（ステップＳ２でＮｏ）に基づいて、右足側の荷重及びその重心位置の座標データが演算され、メインマイコン３３の記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）に保存される（ステップＳ５）。また、右足側の荷重は、外部モニタ５３の右足側の荷重の表示領域に表示され、右足側の荷重の重心位置ＰＲは、外部モニタ５３に領域Ｂに表示（プロット）される（ステップＳ６）。
【００７０】
メインマイコン３３は、左足側の荷重の重心位置ＰＬの座標データ、及び、右足側の荷重の重心位置ＰＲの座標データのそれぞれについて、重心位置の移動軌跡を表示するのに必要な任意の所定数のデータを取得するため、記憶部に保存された重心位置ＰＬ、ＰＲの座標データの数が、所定数に達しているかを識別する（ステップＳ７）。重心位置ＰＬ、ＰＲの座標データの数が、所定数に達していない場合は（ステップＳ７でＮｏ）、メインマイコン３３は、最新の荷重データを取得した時（ステップＳ１）からの所定時間間隔（例えば、１００ｍｓ）が経過しているかを計時回路（図に示さず）により判断し（ステップＳ８）、所定時間間隔の経過を監視する（ステップＳ８でＮｏ）。所定時間間隔が経過すれば（ステップＳ８でＹｅｓ）、改めて、ステップＳ１へ戻り、所定数のデータの取得が完了するまで（ステップＳ７でＹｅｓになるまで）、同様の処理を繰り返す。これによって、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動をも捉えて、前記所定時間間隔ごとに、左右各々の重心位置の表示（プロット）が外部モニタ５３上に随時追加されていくため、左右各々の重心位置の移動軌跡となって表示されることになる。左足側の荷重の重心位置ＰＬの座標データ、及び、右足側の荷重の重心位置ＰＲの座標データについて、それぞれのデータ数が所定数に達すれば（ステップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ９に移行する。
【００７１】
メインマイコン３３は、ステップＳ４及びＳ６で保存された所定数の左足側の荷重及び右足側の荷重、重心位置ＰＬ、ＰＲのデータに基づき、被験者の全荷重（体重）と、その重心位置ＰＴの座標データとを演算し（ステップＳ９）、外部モニタ５３の全荷重の表示領域に被験者の体重を表示し、外部モニタ５３の表示領域Ｃに体重の重心位置を表示する（ステップＳ１０）。なお、本実施例での重心位置や重心の移動軌跡の詳細な演算手法は、実施例１と同じであるので、ここでは説明を割愛する。
【００７２】
本実施例に掛かる体重計１は、上記のような構成とすることにより、左載置部３、右載置部５に掛かる荷重を独立してそれぞれ測定するとともに、それぞれの重心位置とその移動軌跡を取得できるため、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動を的確に検査することができる。
【００７３】
本実施例の体重計において、左足の重心位置ＰＬと右足の重心位置ＰＲとを結ぶ直線や、重心位置ＰＬと重心位置ＰＲとを結ぶ直線と左右方向を表すＸ軸方向とでなす角度θを、外部モニタ５３に表示するようにしてもよい。前記角度θは、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動に応じて絶えず変化する。従って、前記角度θを取得することにより、被験者が自然な状態で立位の姿勢でいる時の僅かな体の揺動を更に精度よく検査することができる。
【００７４】
〔実施例４〕
実施例４は、重心位置の移動軌跡、ヒストグラム等の種々の身体情報を取得するための制御工程を行う体重計１である。被験者の体重の重心位置は、下肢の怪我や、関節の左右差などにより、中心から外れている場合がある。換言すれば、身体状態を判断するための指標として、被験者の体重の重心位置は有用なデータとなり得るものである。従来は、被験者の左足側の荷重と右足側の荷重とをそれぞれ測定し、それらの荷重差のみから評価を行うものが一般的であった。しかしながら、左足側の荷重の重心位置の変化や、右足側の荷重の重心位置の変化を反映していないため、前記のような荷重差のみに基づく評価では、身体の状態を的確に判断することはできなかった。そこで、本実施例では、左足側の荷重の重心位置と、右足側の荷重の重心位置と、これらから求めた全体の重心位置と、を連続的に多数取得して、それぞれの重心位置の移動軌跡を求めて、左右の足の関節の可動範囲などの身体状態を的確に取得することが可能な体重計を説明する。
【００７５】
本実施例について図１１及び図１２を参照しつつ説明する。図１１は、実施例４に係る体重計１の制御工程のフローを示すフローチャート、図１２は、ＰＣ等の外部モニタ５３に誘導領域１００を表示する例を示す図である。
【００７６】
左右の足の関節の可動範囲や、膝や足首の柔軟性を検出するために、被験者の全体荷重の重心位置ＰＴを誘導するための誘導領域１００が、体重計１に連結されているＰＣ等の外部モニタ５３に表示される（ステップＳ１）。図１２では、誘導領域１００は、リング状に表示する例を示しているが、形状は特に限定されるものではない。メインマイコン３３は、全荷重の重心位置ＰＴを誘導領域１００に沿って動かす動作を被験者が行うべき指示を、外部モニタ５３に表示させる（ステップＳ２）。例えば、本実施例では、被験者の体重の重心位置ＰＴを、誘導領域１００内で時計回り（又は反時計回り）で移動させるように、両足を左載置部３及び右載置部５に接触したまま身体（主として腰や脚）を動作する旨を指示する。但し、検査乃至評価をしたい身体状態（目的）に即して、誘導領域１００の形状や動作の指示を適宜変更しても良い。被験者は、このような指示に従い、体重計１の左載置部３、右載置部５に載って、外部モニタ５３の領域Ｃに表示される重心位置ＰＴと誘導領域１００とを見ながら、腰、脚を動かす。
【００７７】
前記した実施例と同様、サブマイコン６３は、被験者が左載置部３及び右載置部５に載った後、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する（ステップＳ３）。メインマイコン３３は、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、左足側の荷重の重心位置ＰＬ、右足側の荷重の重心位置ＰＲ、全荷重の重心位置ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のそれぞれを演算する（ステップＳ４）。
【００７８】
さらに、メインマイコン３３は、左足側の荷重の重心位置ＰＬ、右足側の荷重の重心位置ＰＲ、全荷重の重心位置ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のそれぞれを外部モニタ５３に表示させる（ステップＳ５）。すなわち、左足側の荷重は、外部モニタ５３の左足側の荷重の表示領域に表示され、左足側の荷重の重心位置ＰＬは、領域Ａに表示（プロット）される。右足側の荷重は、外部モニタ５３の右足側の荷重の表示領域に表示され、右足側の荷重の重心位置ＰＲは、領域Ｂに表示（プロット）される。全荷重（体重）は、外部モニタ５３の全荷重の表示領域に表示され、全荷重の受信位置ＰＴは、領域Ｃに表示（プロット）される。
【００７９】
次に、メインマイコン３３は、ステップＳ４で取得・保存された被験者の全荷重の重心位置ＰＴが、所定寸法の内径及び外径を有するリング状の誘導領域１００内であるか否かを識別する（ステップＳ６）。重心位置ＰＴが含まれていない場合には（ステップＳ６でＮｏ）、ステップＳ４で取得された重心位置ＰＬ、ＰＲ、ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のデータ群は利用せず、ステップＳ１１に移行する。メインマイコン３３は、最新の荷重データを取得した時（ステップＳ３）からの所定時間間隔（例えば、１００ｍｓ）が経過しているかを計時回路（図に示さず）により判断し（ステップＳ１１）、所定時間間隔の経過を監視する（ステップＳ１１でＮｏ）。所定時間間隔が経過すれば（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ステップＳ３へ戻り、ステップＳ６の条件を満たすまで同様の処理を繰り返す。
【００８０】
誘導領域１００内に、重心位置ＰＴが含まれている場合には（ステップＳ６でＹｅｓ）、メインマイコン３３は、前記データ群を記憶部に保存し（ステップＳ７）、この保存された前記データ群が、今回の測定で最初に保存されたデータであるか否かを識別する（ステップＳ８）。前記データ群が最初に保存されたものである場合には（ステップＳ８でＹｅｓ）、ステップＳ１１に移行する。メインマイコン３３は、所定時間間隔が経過しているかを判断し（ステップＳ１１）、所定時間間隔の経過を監視する（ステップＳ１１でＮｏ）。所定時間間隔が経過すれば（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ステップＳ３に戻り、ステップＳ７までの工程を繰り返す。少なくとも２回分のデータ群が保存されている場合には（ステップＳ８でＮｏ）、今回取得・保存された重心位置ＰＬ２と前回取得・保存された重心位置ＰＬ１とから、両位置間のＸ成分、Ｙ成分及び重心移動距離ＤＬ（前回の重心位置から今回の重心位置までの軌跡の長さ）を演算し、保存する（ステップＳ９）。例えば、前回の重心位置ＰＬ１が座標（ｘ１，ｙ１）、今回の重心位置ＰＬ２が座標（ｘ２，ｙ２）である場合、重心移動距離ＤＬ＝√｛（ｘ１−ｘ２）２＋（ｙ１−ｙ２）２｝の関係が成立する。右足側についても同様に重心移動距離ＤＲを演算し、保存する。このように、ステップＳ７で保存されている重心位置のデータを用いて、左右それぞれの前回の重心位置から今回の重心位置までの軌跡の長さが演算され、記憶部に保存される。
【００８１】
メインマイコン３３は、前記重心移動距離ＤＬ、ＤＲのデータの数が所定回数（有効回数）分に達しているか否かを識別する（ステップＳ１０）。本実施例は、重心移動距離ＤＬとＤＲについて、ヒストグラムを作成し、左右どちらの足をより動かしているかを判断することを一の目的とする。従って、重心移動距離ＤＬ、ＤＲの分布状態を評価するにはある程度の数のデータが必要である。従って、データ数が所定数に達するまで、上述した工程を繰り返す。
【００８２】
必要なデータの数が所定数に達していることがメインマイコン３３で識別されると（ステップＳ１０でＹｅｓ）、ステップＳ７、Ｓ９で保存されている重心移動距離ＤＬ、ＤＲのＸ成分、Ｙ成分、重心移動距離ＤＬ、ＤＲの最大値、最小値、及び平均値、並びにヒストグラムを表示する（ステップＳ１２）。ヒストグラムは、例えばその縦軸が頻度を示し、横軸が重心移動距離を示すグラフとすることができる。
【００８３】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で表示されている種々の情報を用いて左右の足首や膝の柔軟性について検査や評価（比較）がなされる。例えば、重心移動距離の閾値を予め設定しておき、その閾値以上の場合には、足首及び膝の一方又は両方が柔軟であり、閾値未満の場合には、足首及び膝の一方又は両方が硬いといった判定を行うことができる。これは、足首や膝の柔軟性が低いと、足首や膝の可動範囲が狭くなり、重心移動距離が短くなる、という事実に基づいている。
【００８４】
図１２に示す例では、領域Ａに表示されている左足側の荷重の重心位置ＰＬの軌跡は、略楕円状を呈し、重心移動距離ＤＬが長い一方、領域Ｂに表示されている右足側の荷重の重心位置ＰＲの軌跡は略線状を呈し、重心移動距離ＤＲが短い。これは、重心移動距離ＤＬが長いということは、左足側の足首及び／又は膝の関節は柔軟であり、可動範囲が広い、一方、重心移動距離ＤＲが短いということは、右足側の足首及び／又は膝の関節が硬く、可動範囲が狭い、ということがいえる。足首や膝について、怪我（捻挫や骨折など）をした経緯がある場合には、関節が硬くなったり、一定以上曲げると痛みを伴うために動かす範囲を無意識に少なくしたりすることがある。換言すれば、本実施例の体重計１を用いれば、施術所等において、過去の怪我等が被験者の身体にどの程度影響を及ぼしているかを検査・評価することができたり、また、治療やリハビリテーションの経過や効果の確認をしたりすることが可能となる。
【００８５】
〔実施例４の変形例１〕
被験者の足の状態によっては、実施例４のように、被験者の荷重の重心位置ＰＴをリング形状の誘導領域１００に沿って移動させることが難しい場合がある。このような場合には、図１１に示すフローチャートのステップＳ１の誘導領域表示においては、リング形状の誘導領域１００に替えて、Ｙ軸に沿った直線帯状の誘導領域及び／又はＸ軸に沿った誘導領域を表示させてもよい。
【００８６】
被験者は、Ｙ軸に沿って延在する誘導領域に沿って全荷重の重心位置ＰＴを前後方向（図１２のＹ軸方向）に動くようにのみ身体を動かしたり、Ｘ軸に沿って延在する誘導領域に沿って全荷重の重心位置ＰＴを左右方向（図１２のＸ軸方向）に動くようにのみ身体を動かす。図１１のステップＳ１以降の工程における重心位置、重心移動距離ＤＬ、ＤＲ等の取得は、実施例４と同様に実行できる。このように、被験者の身体の状態に合わせて誘導範囲を変更することで、体重計の使用用途を広げることができる。さらに、誘導領域は、体重計の目的、用途に合わせて種々の形状に変更できることは言うまでもない。
【００８７】
〔実施例４の変形例２〕
上述した実施例１乃至実施例４及び実施例４の変形例１では、左載置部３と右載置部５とが、図７のＸ軸方向に沿って左右に隣り合うように配置されていたが、本変形例２では、２つの載置部が図７のＹ軸方向に沿って前後に隣り合うように配置される構成としてもよい。この構成によれば、両足を直線状に両載置部に載せた状態で、被験者の荷重全体の重心位置や、左右足の荷重位置の均衡、不均衡を検出することができる。
【００８８】
〔実施例５〕
実施例５は、被験者が、一定時間、静止した状態で立位の姿勢をとっている時の、身体状態の変化を取得するための制御工程を行う体重計１である。足の筋肉や関節の状態は、利き足や怪我の有無その他の事情に応じて、左右の足で異なっている。従って、人が両足で立位の姿勢をとる場合に、最初は意識的に両足に均等に体重をかける姿勢をとっていても、時間の経過と共に、無意識のうちに徐々に楽な姿勢をとるようになる。その結果、左足側の荷重及びその重心位置、右足側の荷重及びその重心位置、のそれぞれに変化を生じ、ひいては全荷重の重心位置にも変化が生ずる。この点、従来は、被験者の左足側の荷重と右足側の荷重とをそれぞれ測定し、それらの荷重差のみから評価を行うのが一般的であった。しかしながら、左足側の荷重の重心位置の変化や、右足側の荷重の重心位置の変化を反映していないため、前記のような荷重差のみに基づく評価では、前記のような変化を正確に捉えることは出来なかった。そこで、本実施例では、被験者が、一定時間、静止した状態で立位の姿勢をとっている時の、身体状態の変化を的確に取得することが可能な体重計を説明する。
【００８９】
本実施例について図１３を参照しつつ説明する。図１３は、実施例５に係る体重計の載置部を含む面の位置関係を規定するＸＹ座標系を説明する図である。
【００９０】
前記した実施例と同様、サブマイコン６３は、被験者が左載置部３及び右載置部５に載った後、各ロードセル７が検知した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得する。メインマイコン３３は、サブマイコン６３が取得した荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）に基づき、左足側の荷重の重心位置ＰＬ、右足側の荷重の重心位置ＰＲ、全荷重の重心位置ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のそれぞれの演算を開始する。被験者が自然な状態で立位の姿勢で左載置部３及び右載置部５に載っている時（特に載った直後）は、体が揺動するため、ロードセル７が検知する荷重データは安定しない。そのため、メインマイコン３３は、重心位置ＰＬ、ＰＲ、ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重を所定時間間隔（例えば、１００ｍｓ）で繰り返し求めて、これらの値の変化が所定範囲で安定したかを判断し、安定したと判断した時のロードセル７が検知した荷重データに基づいて演算した、重心位置ＰＬ、ＰＲ、ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のうち、少なくとも重心位置ＰＬ、ＰＲを、第１測定点として設定し、記憶する。
【００９１】
サブマイコン６３は、その後も所定時間間隔で繰り返し荷重データ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ８）を取得し、メインマイコン３３は、重心位置ＰＬ、ＰＲ、ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重を演算する。メインマイコン３３は、第１測定点を設定したときから一定時間（例えば、３０秒）が経過した時のロードセル７が検知した荷重データに基づいて演算した、重心位置ＰＬ、ＰＲ、ＰＴ、左足側の荷重、右足側の荷重、全荷重のうち、少なくとも重心位置ＰＬ、ＰＲを、第２測定点として設定し、記憶する。なお、第２測定点の設定に際しても、第１測定点と同様にして、安定した値を設定する。
【００９２】
メインマイコン３３は、第１測定点としての重心位置ＰＬと重心位置ＰＲとを結ぶ第１線Ａを設定し、同様に、第２測定点としての重心位置ＰＬと重心位置ＰＲとを結ぶ第２線Ｂを設定する。さらに、メインマイコン３３は、第１線Ａと第２線Ｂとでなす角度βを算出し、表示手段としての表示部２１や外部モニタ５３に出力する。
【００９３】
このように、第５実施例では、測定開始時に取得した第１測定点としての重心位置ＰＬと重心位置ＰＲとを結ぶ第１線Ａと、一定時間を経過後に取得した第２測定点としての重心位置ＰＬと重心位置ＰＲとを結ぶ第２線Ｂと、を取得できるので、所定時間の経過とともに現れる被験者の身体の変化（身体の回転）を示す指標として、角度βを算出することが可能である。この角度βに基づいて、被験者の身体の変化の変化を判定乃至評価することができる。すなわち、付加価値のより高い体重計を提供することができる。
【００９４】
なお、上記実施例１乃至実施例５（変形例を含む。）においては、立位した状態で足の情報を取得する構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、膝を曲げ、腰を少し屈めた状態又はしゃがんだ状態における足の情報を取得する構成とすることも可能である。
【００９５】
さらに、本発明は、被験者が静止した状態又は所定の動きをする状態における足の情報を取得する構成に限定されず、例えば、被験者が立位の静止状態から、身体を前後方向（図７のＹ軸方向）又は左右方向（図７のＸ軸方向）等に動かす状態へ移行する際の、足の情報を取得することも可能である。例えば、被験者が怪我をしている場合に、静止した状態では、左右足の重心位置の不均衡が見られない場合であっても、その怪我による痛みのために足の動作を開始する際に生じる左右の足の荷重バランスの不均衡を検出することができる。
【００９６】
また、被験者は、立位で静止した姿勢から、腰を左右に（被験者の胸が図７のＹ軸方向に向いている状態からＸ軸方向に向くように）ひねる動作を行いつつ、左右の足の荷重バランス、左右の足の重心位置を検出することにより、脚や腰の身体情報の取得することも可能である。
【００９７】
また、上記実施例１乃至実施例５（変形例を含む。）においては、被験者の身体情報のうち、主として足（特に足首や膝の関節）の情報を検出するものを説明したが、これと同様にして、手や腕（特に手首、肘、肩の関節）の情報を検出するように用いることも可能である。例えば、左手を左載置部３へ、右手を右載置部５へ置き、腕立て伏せや倒立（逆立ち）を行う要領で体を動かす状態における、被験者の手や腕（特に手首、肘、肩の関節）の情報を取得することも可能である。
【００９８】
本実施形態では、一般家庭で使用される表示部と測定部が一体構造の体重計を用いて説明したが、業務用に使用される表示部と測定部とが別体構造の体重計に本発明が適用できることは言うまでもない。
【００９９】
上記の実施例１乃至実施例５（変形例を含む。）の１以上を適宜組み合わせた体重計１を構成してもよいことは言うまでもない。
【０１００】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 体重計
３ 左載置部（第１載置部）
５ 右載置部（第２載置部）
７ ロードセル
１１ 支持部材（支持部材）
１３ 脚部
１５ 制御回路基板（制御手段）
１７ 床面
２１ 表示部（表示手段）
２２ 操作部
３３ メインマイコン
３５ 出力端子
３７ ケーブル
４７ 起歪体
４８ 歪みゲージ
５１ アンプ
５２ フィルタ
５３ 外部モニタ（表示手段）
５５ ＰＷＭ積分器
５７ ゼロ点調整部
５９ ＥＥＰＲＯＭ
６１ 温度計
６３ サブマイコン
６４ ＩＩＣバス
１００ 誘導領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、
前記支持部材上に離間配置される第１載置部及び第２載置部と、
前記支持部材と前記第１載置部との間に配されて、前記第１載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第１ロードセル群と、
前記支持部材と前記第２載置部との間に配されて、前記第２載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第２ロードセル群と、
前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群からの荷重データに基づいて、被験者が前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重を演算する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、所定時間間隔ごとに、前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群を構成する各ロードセルが検知した各荷重データを取得すると共に、前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を演算して、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡を取得すること
を特徴とする体重計。
【請求項２】
前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群を構成する各ロードセルが検知した前記各荷重データを、同時に取得することを特徴とする請求項１に記載の体重計。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡と、前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡と、を表示手段に出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の体重計。
【請求項４】
前記制御手段による前記表示手段に対する、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡の出力は、前記所定時間間隔ごとに前記表示手段の表示画面に随時プロットされるように実施されることを特徴とする請求項３に記載の体重計。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の前記移動軌跡から演算された近似線を第１基準線として取得し、前記第２載置部への荷重の重心位置の前記移動軌跡から演算された近似線を第２基準線として取得し、前記第１基準線と前記第２基準線とでなす角度を演算することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１に記載の体重計。
【請求項６】
前記制御手段は、前記被験者が、前記第１載置部へ左足を載せ、前記第２載置部へ右足を載せて、前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重に関して、前記第１基準線と前記第２基準線とでなす角度を、前記被験者の足の開き角度として表示手段に出力することを特徴とする請求項５に記載の体重計。
【請求項７】
前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重、及び／又は、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重との比較結果、を表示手段に出力することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１に記載の体重計。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡が所定範囲で安定した時に、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重とを表示手段に出力することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１に記載の体重計。
【請求項９】
前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１載置部及び前記第２載置部への全荷重の重心位置を演算して、前記第１載置部及び前記第２載置部への全荷重の重心位置の移動軌跡を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項８のうち、いずれか１に記載の体重計。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記全荷重の重心位置の移動軌跡と、前記全荷重の重心位置を誘導する誘導領域と、前記全荷重の重心位置を前記誘導領域に沿って動かす動作を前記被験者が行なうべき指示と、を表示手段に出力した後に、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡を取得することを特徴とする請求項９に記載の体重計。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記被験者が、前記第１載置部へ左足を載せ、前記第２載置部へ右足を載せて、前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重に関して取得された前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡に基づいて、前記被験者の左足及び右足の関節の柔軟性を判定することを特徴とする請求項１０に記載の体重計。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を取得して第１測定点として設定し、一定時間が経過した後の前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を取得して第２測定点として設定するとともに、前記第１測定点としての前記第１載置部への荷重の重心位置と前記第２載置部への荷重の重心位置とを結ぶ第１線を設定し、前記第２測定点としての前記第１載置部への荷重の重心位置と前記第２載置部への荷重の重心位置とを結ぶ第２線を設定し、前記第１線と前記第２線とでなす角度を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のうち、いずれか１に記載の体重計。
【請求項１】
支持部材と、
前記支持部材上に離間配置される第１載置部及び第２載置部と、
前記支持部材と前記第１載置部との間に配されて、前記第１載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第１ロードセル群と、
前記支持部材と前記第２載置部との間に配されて、前記第２載置部への荷重を３点以上で測定可能な複数のロードセルからなる第２ロードセル群と、
前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群からの荷重データに基づいて、被験者が前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重を演算する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、所定時間間隔ごとに、前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群を構成する各ロードセルが検知した各荷重データを取得すると共に、前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を演算して、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡を取得すること
を特徴とする体重計。
【請求項２】
前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１ロードセル群及び前記第２ロードセル群を構成する各ロードセルが検知した前記各荷重データを、同時に取得することを特徴とする請求項１に記載の体重計。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡と、前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡と、を表示手段に出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の体重計。
【請求項４】
前記制御手段による前記表示手段に対する、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡の出力は、前記所定時間間隔ごとに前記表示手段の表示画面に随時プロットされるように実施されることを特徴とする請求項３に記載の体重計。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の前記移動軌跡から演算された近似線を第１基準線として取得し、前記第２載置部への荷重の重心位置の前記移動軌跡から演算された近似線を第２基準線として取得し、前記第１基準線と前記第２基準線とでなす角度を演算することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１に記載の体重計。
【請求項６】
前記制御手段は、前記被験者が、前記第１載置部へ左足を載せ、前記第２載置部へ右足を載せて、前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重に関して、前記第１基準線と前記第２基準線とでなす角度を、前記被験者の足の開き角度として表示手段に出力することを特徴とする請求項５に記載の体重計。
【請求項７】
前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重、及び／又は、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重との比較結果、を表示手段に出力することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１に記載の体重計。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡が所定範囲で安定した時に、前記第１載置部への荷重と前記第２載置部への荷重とを表示手段に出力することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１に記載の体重計。
【請求項９】
前記制御手段は、前記所定時間間隔ごとに、前記第１載置部及び前記第２載置部への全荷重の重心位置を演算して、前記第１載置部及び前記第２載置部への全荷重の重心位置の移動軌跡を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項８のうち、いずれか１に記載の体重計。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記全荷重の重心位置の移動軌跡と、前記全荷重の重心位置を誘導する誘導領域と、前記全荷重の重心位置を前記誘導領域に沿って動かす動作を前記被験者が行なうべき指示と、を表示手段に出力した後に、前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡を取得することを特徴とする請求項９に記載の体重計。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記被験者が、前記第１載置部へ左足を載せ、前記第２載置部へ右足を載せて、前記第１載置部及び前記第２載置部に対してかけた荷重に関して取得された前記第１載置部への荷重の重心位置の移動軌跡及び前記第２載置部への荷重の重心位置の移動軌跡に基づいて、前記被験者の左足及び右足の関節の柔軟性を判定することを特徴とする請求項１０に記載の体重計。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を取得して第１測定点として設定し、一定時間が経過した後の前記第１載置部への荷重の重心位置及び前記第２載置部への荷重の重心位置を取得して第２測定点として設定するとともに、前記第１測定点としての前記第１載置部への荷重の重心位置と前記第２載置部への荷重の重心位置とを結ぶ第１線を設定し、前記第２測定点としての前記第１載置部への荷重の重心位置と前記第２載置部への荷重の重心位置とを結ぶ第２線を設定し、前記第１線と前記第２線とでなす角度を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のうち、いずれか１に記載の体重計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１６３４５２（Ｐ２０１２−１６３４５２Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３８２（Ｐ２０１１−２４３８２）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００１３３１７９）株式会社タニタ (303)
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００１３３１７９）株式会社タニタ (303)
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