DE112009000408T5

DE112009000408T5 - Elektronisches Thermometer

Info

Publication number: DE112009000408T5
Application number: DE112009000408T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kyoto-shi Hiramatsu; Yasuo Kyoto-shi Fujita; Yoshihito Kyoto-shi Nakanishi; Yoshihide Kyoto-shi Onishi; Daisuke Kyoto-shi Ishihara; Atsuko Kyoto Fukui; Masaki Kyoto-shi Tomioka; Katsuyoshi Kyoto-shi Morita
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-02-18
Also published as: RU2454639C2; WO2009104608A1; DE112009000408B4; JP5540499B2; JP2009222704A; CN101952699A; US8816875B2; BRPI0908244A2; US20100328090A1; RU2010138891A; BRPI0908244B1; MX2010008832A

Abstract

Elektronisches Thermometer, das aufweist:
einen hohlen Meßfühler mit einer Temperaturmeßeinheit mit einem Temperatursensor zum Abtasten einer Temperatur an dem Längsende des hohlen Meßfühlers;
eine Elektrode, die in einem Hohlraum des Meßfühlers angeordnet ist und sich nahe dem Temperatursensor befindet; und
eine Bestimmungseinheit, um basierend auf einer Änderung in der elektrostatischen Kapazität, die unter Verwendung der Elektrode abgetastet wird, zu bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit einem Meßzielabschnitt eines Benutzers ist oder nicht.

Description

Technisches Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Thermometer.
Hintergrundtechnik
Ein derartiges elektronisches Thermometer, das eine Körpertemperatur korrekt messen kann, indem es bestimmt, ob ein menschlicher Körper in Kontakt mit einem Temperatursensor ist oder nicht, ist bekannt.
Als eine derartige Art von elektronischem Thermometer offenbart zum Beispiel ein Patentdokument 1 ein elektronisches Thermometer, das zum Abtasten eines Kontakts mit einem menschlichen Körper einen Schalter, einen Kontaktwiderstand, eine elektrostatische Kapazität, eine Feuchtigkeit, einen Druck (Kontakt), einen Temperaturvergleich, eine Temperaturänderung und ähnliches verwendet.
Wenn jedoch in dem Verfahren, das einen Kontaktzustand abtastet, indem es bestimmt, ob ein Meßzielabschnitt einen Schalter gedrückt hat oder nicht, wenn ein Meßfühler in einer Kontaktposition ist, oder in einem Verfahren, das einen Kontaktzustand abhängig von einem Kontakt abtastet, der zwischen zwei Kontaktpunkten aufgrund der Verformung des Meßfühlers auftritt, die durch eine Druckkraft des Meßzielabschnitts bewirkt wird, kann ein Erfassungsfehler aufgrund des Kontakts mit oder des Drückens durch einen anderen Abschnitt als den menschlichen Körper oder durch einen anderen Abschnitt als den Meßzielabschnitt auftreten.
Es gibt auch Verfahren, in denen ein Kontaktzustand abgetastet wird, wenn zwei auf einer Oberfläche eines Meßfühlers freiliegende Kontaktpunkte gleichzeitig in Kontakt mit einem Meßzielabschnitt kommen und durch den Meßzielabschnitt elektrisch miteinander verbunden sind, oder der Kontaktzustand abgetastet wird, wenn ein Meßzielabschnitt in Kontakt mit einem Oberflächenabschnitt eines Meßfühlers kommt, der als eine Elektrode eines Kondensators oder ein Dielektrikum zum Ändern einer elektrostatischen Kapazität des Kondensators wirkt. Da in diesen Verfahren ein auf der Oberfläche des Meßfühlers freiliegender Metallabschnitt in Kontakt mit einem menschlichen Körper kommt, strömt Elektrizität direkt durch den menschlichen Körper, so daß Stromlecken von diesem den menschlichen Körper nachteilig beeinflussen kann. Auch ist es schwierig, antistatische Maßnahmen zu verwenden, weil die Elektrode auf der Meßfühleroberfläche angeordnet ist und die statische Elektrizität innere Teile, wie etwa eine CPU stören kann. In einer Struktur, die einen vorstehenden Schalter oder eine Elektrode nahe dem Meßfühler hat, kann ein Benutzer sich unangenehm fühlen, wenn der Schalter oder die Elektrode den menschlichen Körper berührt.
Patentdokument 1: Nationale japanische Patentveröffentlichung Nr. 61-500038
Offenbarung der Erfindung
Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden sollen
Die Erfindung wurde gemacht, um die vorstehenden herkömmlichen Probleme zu überwinden, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Thermometer bereitzustellen, das eine einfache Struktur hat und einen Kontaktzustand mit einem menschlichen Körper bestimmen kann, ohne direkt einen elektrischen Einfluß auf einen menschlichen Körper auszuüben, während die Störung innerer Teile aufgrund statischer Elektrizität verhindert wird.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, umfaßt ein elektronisches Thermometer gemäß der Erfindung:
einen hohlen Meßfühler, der an seinem Längsende mit einer Temperaturmeßeinheit versehen ist, die einen Temperatursensor zum Abtasten einer Temperatur hat;
ein Paar Elektroden, die in einer Höhlung des Meßfühlers angeordnet sind und sich nahe dem Temperatursensor befinden; und
eine Bestimmungseinheit, um basierend auf einer Änderung in der elektrostatischen Kapazität, die unter Verwendung der Elektroden abgetastet wird, zu bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit einem Meßzielabschnitt eines Benutzers ist oder nicht.
Wenn der Meßfühler z. B. in einer Achselhöhle gehalten wird und dadurch ein Abschnitt nahe der Temperaturmeßeinheit in Kontakt mit dem Meßzielabschnitt kommt, findet eine Änderung in der elektrostatischen Kapazität statt, die unter Verwendung der Elektroden abgetastet wird, die in der Höhlung des Meßfühlers angeordnet sind und sich nahe dem Temperatursensor befinden. Basierend auf dieser Änderung der elektrostatischen Kapazität ist es möglich, zu bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit des Meßfühlers in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt des Benutzers ist oder nicht.
Gemäß der vorstehenden Struktur ist die Elektrode in der Höhlung des Meßfühlers angeordnet und kommt nicht in Kontakt mit dem menschlichen Körper. Daher gibt es keine Möglichkeit, daß die Elektrizität direkt von der Elektrode zu dem menschlichen Körper fließt, und der elektrische Einfluß auf den menschlichen Körper kann unterdrückt werden. Da die Elektrode auf der Oberfläche des Meßfühlers nicht freiliegt, können antistatische Maßnahmen leicht ergriffen werden.
Der geeignete Kontakt der Temperaturmeßeinheit mit dem Meßzielabschnitt des Benutzers findet z. B. statt, wenn die Temperaturmeßeinheit in Kontakt mit einem tiefen konkaven Abschnitt der Achselhöhle ist und der in der Achselhöhle aufgenommene Meßfühler vollständig und dicht in Kontakt mit der Achselhöhle ist oder wenn die Temperaturmeßeinheit in festem Kontakt mit einer Unterseite einer Zunge ist und der Meßfühler fest zwischen der Zunge und dem Unterkiefer gehalten wird.
Ein Paar von Elektroden kann verwendet werden,
das elektronische Thermometer kann ferner eine Meßeinheit zum Messen einer elektrostatischen Kapazität zwischen den paarweisen Elektroden umfassen, und
die Bestimmungseinheit kann basierend auf einer Änderung der elektrostatischen Kapazität, die von der Meßeinheit gemessen wird, bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt des Benutzers ist oder nicht.
Wenn gemäß dieser Struktur ein Abschnitt um die Temperaturmeßeinheit herum in Kontakt mit dem Meßzielabschnitt kommt, ändert sich die elektrostatische Kapazität zwischen den paarweisen Elektroden. Der Kontaktzustand kann basierend auf dieser Änderung in der elektrostatischen Kapazität abgetastet werden.
Die paarweisen Elektroden können ein Paar zylindrischer Leiter sein, die miteinander in einer Längsrichtung des Meßfühlers mit einem Zwischenraum dazwischen ausgerichtet sind.
Dadurch wird ein ringförmiger Spalt zwischen ringförmigen Endoberflächen der paarweisen Elektroden, die in der Längsrichtung entgegengesetzt zueinander sind, gebildet. Die Änderung der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden nimmt zu, wenn die Kontaktposition mit dem menschlichen Körper sich in Richtung des Spalts bewegt. Daher tritt die höchste elektrostatische Kapazität auf, wenn der menschliche Körper in Kontakt mit dem Messfühler seinen äußeren Oberflächenabschnitt umgibt, welcher sich dem Umfang nach um den Spalt erstreckt. Daher kann die elektrostatische Kapazität in diesem Zustand als die elektrostatische Kapazität gehandhabt werden, die auftreten sollte, wenn die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist. Dadurch ist es möglich, zu bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit an dem Ende des Meßfühlers fest in der Achselhöhle oder ähnlichem aufgenommen ist oder nicht.
Die paarweisen Elektroden können ein Paar von Leitern sein, die sich spiralförmig in der Längsrichtung des Meßfühlers erstrecken.
Dadurch hat der Spalt zwischen den Elektroden eine Spiralform, die sich über einen weiten Bereich in den Längs- und Umfangsrichtungen des Meßfühlers erstreckt, und diese Struktur vergrößert den Bereich, in dem der Kontaktzustand zwischen dem menschlichen Körper und dem Meßfühler abgetastet werden kann. Selbst wenn daher eine Person, wie etwa ein Baby oder ein Kind, mit kleineren Größen als ein Erwachsener das Thermometer verwendet, kann der Kontaktzustand geeignet abgetastet werden.
Die paarweisen Elektroden können ein Paar halbzylindrischer Leiter sein, die in Bezug auf eine Achse, die sich in der Längsrichtung des Meßfühlers erstreckt, symmetrisch angeordnet sind.
Dadurch wird der Spalt zwischen den Elektroden über eine große Fläche in der Längsrichtung des Meßfühlers ausgebildet, und diese Struktur vergrößert den Bereich in der Längsrichtung, in dem der Kontaktzustand zwischen dem menschlichen Körper und dem Meßfühler abgetastet werden kann. Selbst wenn eine Person, wie etwa ein Baby oder ein Kind, mit kleineren Größen als ein Erwachsener das Thermometer verwendet, kann der Kontaktzustand geeignet abgetastet werden.
Die Bestimmungseinheit kann basierend auf der Änderung der elektrostatischen Kapazität, die zwischen einem Körper des Benutzers und der Elektrode gebildet wird, bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt des Benutzers ist oder nicht.
Diese Struktur erlaubt die Erfassung des Kontaktzustands durch die eine Elektrode und kann einfach sein.
Das elektronische Thermometer kann ferner eine Meßeinheit zum Messen einer elektrostatischen Kapazität umfassen, die durch die Zusammensetzung einer elektrostatischen Kapazität, die zwischen dem Körper des Benutzers und der Elektrode gebildet wird, einer elektrostatischen Kapazität, die zwischen dem elektronischen Thermometer und einem Boden gebildet wird, und einer elektrostatischen Kapazität, die zwischen dem Körper des Benutzers und dem Boden gebildet wird, erzeugt wird.
Die Bestimmungseinheit kann die Änderung der elektrostatischen Kapazität annehmen, die von der Meßeinheit als die Änderung der elektrostatischen Kapazität gemessen wird, die zwischen dem Körper des Benutzers und der Elektrode gebildet wird, und kann bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt des Benutzers ist oder nicht.
Da der Wert der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Benutzer und der Elektrode viel kleiner als die anderen elektrostatischen Kapazitäten ist, beeinträchtigt die Änderung der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Benutzer und der Elektrode die Änderung in der zusammengesetzten Kapazität in einem weitaus höheren Maß als die anderen Änderungen in der elektrostatischen Kapazität. Daher ist es durch Messen der zusammengesetzten Kapazität und das Abtasten ihrer Änderungen möglich, die Änderung in der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Benutzer und der Elektrode abzutasten und folglich den Kontaktzustand zwischen der Temperaturmeßeinheit und dem Meßzielabschnitt abzutasten.
Bevorzugt ist das Thermometer ein elektronisches Thermometer, das die Temperatur des Benutzers vorhersagt.
Gemäß dieser Struktur kann die Vorhersage der Temperatur beginnen, nachdem der Temperaturmeßabschnitt des Meßfühlers in geeigneten Kontakt mit dem Meßzielabschnitt kommt. Daher kann die Temperatur genauer vorhergesagt werden.
Bevorzugt umfaßt das elektronische Thermometer ferner Benachrichtigungseinrichtungen zum Bereitstellen einer Benachrichtigung an den Benutzer, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, daß die Temperaturmeßeinheit nicht in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt des Benutzers ist.
Diese Struktur kann den Benutzer über die Tatsache benachrichtigen, daß die Temperaturmeßeinheit nicht in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, und kann den Benutzer drängen, den geeigneten Kontaktzustand wieder herzustellen. Daher kann die Temperatur genauer gemessen werden.
Bevorzugt bestimmt die Bestimmungseinheit basierend auf der Änderung in der elektrostatischen Kapazität und der von dem Temperatursensor abgetasteten Temperaturänderung, ob die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt des Benutzers ist oder nicht.
Selbst in dem Fall, in dem die Temperaturmeßeinheit praktisch nicht in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, aber die Änderung in der elektrostatischen Kapazität die Referenz zum Bestimmen des Kontakts der Temperaturmeßeinheit als den geeigneten Kontakt erfüllt, kann dadurch bestimmt werden, daß die Temperaturmeßeinheit nicht in geeignetem Kontakt ist, es sei denn die Temperaturänderung erfüllt die Referenz zum Bestimmen des Kontakts der Temperaturmeßeinheit als den geeigneten Kontakt. Daher kann das fehlerhafte Abtasten des Kontaktzustands durch die Temperaturmeßeinheit unterdrückt werden, und die Genauigkeit der Temperaturmessung kann verbessert werden.
Ergebnisse der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben, kann die Erfindung eine einfache Struktur bereitstellen, die einen Kontaktzustand mit einem menschlichen Körper bestimmt, ohne direkt einen elektrischen Einfluß auf einen menschlichen Körper auszuüben, während die Störung innerer Teile aufgrund der statischen Elektrizität verhindert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A, 1B und 1C zeigen eine schematische Struktur eines ganzen elektronischen Thermometers.
2A und 2B sind schematische Ansichten, die einen charakteristischen Abschnitt des elektronischen Thermometers gemäß einer ersten Ausführungsform zeigen.
3 ist ein Diagramm, das eine Änderung darstellt, die in der elektrostatischen Kapazität auftritt, wenn ein Meßzielabschnitt in geeignetem Kontakt mit einer Temperaturmeßeinheit ist.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine elektrische Struktur des elektronischen Thermometers zeigt.
5A und 5B stellen ein Prinzip der Änderung in der elektrostatischen Kapazität zwischen Leitern dar.
6 ist ein Flußdiagramm der Körpertemperaturmessung des elektronischen Thermometers.
7A und 7B sind schematische Ansichten, die ein spezifisches Beispiel der Leiter zeigen.
8A und 8B sind schematische Ansichten, die ein spezifisches Beispiel der Leiter zeigen.
9A und 9B sind schematische Ansichten, die ein spezifisches Beispiel der Leiter zeigen.
10A und 10B sind schematische Ansichten, die ein spezifisches Beispiel der Leiter zeigen.
11A und 11B sind schematische Ansichten, die einen charakteristischen Abschnitt eines elektronischen Thermometers gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigen.
12A und 12B sind schematische Ansichten, die einen charakteristischen Abschnitt eines elektronischen Thermometers gemäß einer dritten Ausführungsform zeigen.
13 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Änderung in der elektrostatischen Kapazität und einer Änderung in der Temperatur zeigt, die mit der Zeit in dem Zustand auftreten, in dem die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist.
14 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Änderung in der elektrostatischen Kapazität und der Änderung in der Temperatur zeigt, die mit der Zeit in dem Zustand auftreten, in dem der Benutzer einen Meßfühler 3 mit einer Hand oder den Fingern hält.
15 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Änderung in der elektrostatischen Kapazität und der Änderung in der Temperatur zeigt, die mit der Zeit in dem Zustand auftreten, in dem die Temperaturmeßeinheit nicht in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist.
16 ist ein Flußdiagramm der Temperaturmessung durch ein elektronisches Thermometer gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
17A und 17B sind schematische Ansichten, die einen charakteristischen Abschnitt eines elektronischen Thermometers gemäß einer fünften Ausführungsform zeigen.
18 stellt ein Prinzip der Körperkontaktabtastung in der fünften Ausführungsform dar.
19 ist eine schematische Ansicht, die eine Schaltungsstruktur des elektronischen Thermometers gemäß der fünften Ausführungsform darstellt.
20A und 20B sind schematische Ansichten, die ein spezifisches Beispiel für den Leiter zeigen.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung
Bezug nehmend auf die Zeichnungen werden nachstehend die besten Arten zum Ausführen der Erfindung beispielhaft basierend auf Ausführungsformen beschrieben. Jedoch sollen Größen, Materialien, Formen, relative Positionen und andere in den Ausführungsformen beschriebene Komponenten den Schutzbereich der Erfindung, wenn nicht anders spezifiziert, nicht einschränken.
<Grundlegende Struktur eines elektronischen Thermometers>
Zunächst wird Bezug nehmend auf 1A, 1B und 1C nun die Beschreibung einer grundlegenden Struktur, die in elektronischen Thermometern jeweiliger Ausführungsformen der Erfindung, die nachstehend beschrieben werden sollen, gemeinsam verwendet wird, gegeben. 1A, 1B und 1C zeigen schematisch eine Gesamtstruktur eines elektronischen Thermometers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1A ist eine Draufsicht des elektronischen Thermometers, 1B ist ein entlang der Linie A-A in 1A genommener Querschnitt, und 1C ist ein entlang der Linie B-B in 1B genommener Querschnitt. 1A, 1B und 1C zeigen keinen Sensor für einen menschlichen Körperkontakt, der später in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben wird.
Wie in 1A, 1B und 1C gezeigt, umfaßt ein elektronisches Thermometer 1 einen Thermometerkörper 2 mit einer Anzeige, einem Schalter und ähnlichem und umfaßt auch einen Meßfühler 3, der aus Elastomer besteht und für den Kontakt mit einem Meßzielabschnitt, wie etwa einer Achselhöhle oder einer Zungenunterseite, z. B. in einer Achselhöhle oder auf einer Zungenunterseite aufgenommen werden soll. Der Thermometerkörper 2 ist aus einem Gehäuse 20 gebildet, das aus einem ABS-Harz oder ähnlichem besteht und mit einem Anzeigefenster, einem Schalter und ähnlichem ebenso wie mit inneren Teilen 4, wie etwa einer Leiterplatte, einer Stromversorgung, einem Anzeigefeld, z. B. einem in dem 20 Gehäuse angeordneten LCD und einem Summer, versehen ist. Der Meßfühler 3 ist ein hohles stangenartiges Element, das sich von einem Ende der Länge nach in der Längsrichtung des Thermometerkörpers 2 erstreckt, der im Wesentlichen eine rechteckige Parallelepipedform hat und eine sich verjüngende Form hat, die in Richtung eines Endes, auf dem eine Temperaturmeßeinheit 3a angeordnet ist, konvergiert.
Das Gehäuse 2 ist aus oberen und unteren Gehäusen 21 und 22 ausgebildet. Ein Basisende des Meßfühlers 3 wird fest zwischen oberen und unteren Gehäusen 21 und 22 gehalten. Eine Batterieabdeckung 23, die einen Austausch der Stromversorgung, wie etwa einer Batterie, zuläßt, ist abnehmbar an einem Gehäuseabschnitt entfernt von der Position, wo der Meßfühler 3 befestigt ist, angebracht.
Die Temperaturmeßeinheit 3a an dem Ende des Meßfühlers 3 ist aus einer Kappe 5 und einem Temperatursensor 6, wie etwa einem Thermistor, ausgebildet, welcher in die Kappe 5 eingebettet ist und durch einen Klebstoff daran befestigt ist. Der Temperatursensor 6 ist unter inneren Teilen 4 durch einen Draht 41, der sich von inneren Teilen 4 durch den Hohlraum des Meßfühlers 3 erstreckt, elektrisch mit einer CR-Oszillationsschaltung verbunden. Der Temperatursensor 6 ändert seinen Widerstandswert entsprechend Wärme, die von einer äußeren Oberfläche der Temperaturmeßeinheit 3a (Kappe 5) übertragen wird. Die Temperaturmessung wird durchgeführt, indem diese Änderung des Widerstandswerts an die CR-Oszillationsschaltung bereitgestellt wird.
Die bereits beschriebene Struktur wird im allgemeinen in allen Ausführungsformen, die nachstehend beschrieben werden sollen, verwendet, und diese Ausführungsformen werden beschrieben, ohne die Beschreibung der vorstehenden allgemeinen Struktur zu wiederholen. Die vorstehend beschriebene Struktur ist lediglich ein Beispiel, und die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann eine Struktur, die einen Meßfühler integral mit einem Gehäuse eines Thermometerkörpers hat, verwendet werden.
(Erste Ausführungsform)
Bezug nehmend auf 2A bis 6 wird nachstehend ein elektronisches Thermometer gemäß einer 1a-ten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 2A und 2B sind schematische Ansichten, die einen charakteristischen Abschnitt des elektronischen Thermometers gemäß dieser Ausführungsform zeigen. 2A ist eine teilweise abgeschnittene perspektivische Ansicht mit einem Meßfühler, und 2B ist ein Längsschnitt eines spitzenseitigen Abschnitts des Meßfühlers. 3 ist ein Diagramm, das eine Änderung zeigt, die in der elektrostatischen Kapazität auftritt, wenn die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist. In diesem Diagramm gibt die Abszisse eine Zeit (s) an, und die Ordinate gibt eine elektrostatische Kapazität (pF) an. 4 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine elektrische Struktur des elektronischen Thermometers zeigt. 5A und 5B stellen ein Prinzip der Änderung dar, das ansprechend auf den Kontakt mit einem menschlichen Körper in der elektrostatischen Kapazität zwischen Elektroden auftritt. 5A stellt den Zustand elektrischer Ladungen dar, die zwischen den Elektroden vorhanden sind, wenn der menschliche Körper von dem Meßfühler beabstandet ist. 5B zeigt den Zustand der elektrischen Ladungen, die zwischen den Elektroden vorhanden sind, wenn der menschliche Körper in Kontakt mit dem Meßfühler ist. 6 ist ein Flußdiagramm der Körpertemperaturmessung des elektronischen Thermometers gemäß der Ausführungsform.
<Kontaktsensor für menschlichen Körper>
Wie in 2A und 2B gezeigt, hat ein elektronisches Thermometer 1a gemäß der Ausführungsform ein Paar von Leitern 7a und 7b, die in dem Hohlraum des Meßfühlers 3 und insbesondere in einem spitzenseitigen Bereich nahe dem Temperatursensor 6 angeordnet sind. 2A und 2B zeigen keine inneren Teile 4 und den Draht 41, die mit dem Temperatursensor 6 verbunden sind.
Jeder der paarweisen Leiter 7a und 7b besteht aus Kupfer, SUS oder ähnlichem und hat eine zylindrische Form, die sich in der Längsrichtung des Meßfühlers 3 erstreckt. Paarweise Leiter 7a und 7b sind in dem Hohlraum des Meßfühlers 3 angeordnet und sind in der Längsrichtung mit einem vorgegebenen Zwischenraum (einem Spalt 8) dazwischen zueinander benachbart.
Paarweise Leiter 7a und 7b sind elektrisch gegeneinander isoliert und sind jeweils durch Drähte 42 und 43 mit einer Leiterplatte mit inneren Teile 4 verbunden und bilden ein Paar von Elektroden (Kondensatoren), welche die elektrischen Ladungen ansammeln, wenn eine Spannung zwischen ihnen angelegt wird. Eine elektrostatische Kapazität, die zwischen den Leitern (Elektroden) 7a und 7b auftritt, ändert sich, wenn der menschliche Körper durch den Meßfühler 3 in Kontakt mit Außenseiten der Leiter 7a und 7b kommt, weil eine Differenz in der dielektrischen Konstanten zwischen der Luft und dem menschlichen Körper besteht. Dadurch wirken paarweise Leiter (Elektroden) 7a und 7b als ein menschlicher Körperkontaktsensor 7, der den Kontakt des menschlichen Körpers mit dem Meßfühler 3 abtasten kann.
Die Temperatur wird in einem derartigen Zustand gemessen, daß die Temperaturmeßeinheit 3a und der Bereich des Meßfühlers 3 nahe der Temperaturmeßeinheit 3a, z. B. in einer eingeklemmten Weise, in Kontakt mit dem Temperaturmeßabschnitt des menschlichen Körpers sind. Wenn dabei der menschliche Kontaktsensor 7, der nahe der Temperaturmeßeinheit 3a angeordnet ist, den Kontaktzustand des menschlichen Körpers abtastet, kann er bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist oder nicht.
Wie in 3 gezeigt, war die elektrostatische Kapazität zwischen den Leitern 7a und 7b etwa 2 pF, bevor der Meßzielabschnitt in Kontakt mit der Temperaturmeßeinheit 3a kam, und ist nach dem Kontakt etwa 3 pF. Somit kann verstanden werden, daß der Kontakt des Meßzielabschnitts mit der Temperaturmeßeinheit 3a die elektrostatische Kapazität des menschlichen Körperkontaktsensors 7 um etwa 1 pF erhöht. In der Figur zeigt M1 einen Moment an, in dem der Meßfühler fest in einer Achselhöhle aufgenommen ist. Daher ist es unter Verwendung des Falls, in dem der Zunahmebetrag der elektrostatischen Kapazität 0,5 pF überschreitet, als eine Referenz möglich, zu bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit 3a in einem angemessenen Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist oder nicht.
Der Zunahmebetrag der elektrostatischen Kapazität steigt, wenn die Position des Kontakts mit dem menschlichen Körper näher an den Spalt kommt, der zwischen den entgegengesetzten Oberflächen der jeweiligen Leiter 7a und 7b ausgebildet ist, die durch den minimalen Abstand beabstandet sind. In dieser Ausführungsform sind die ringförmigen Endoberflächen der Leiter 7a und 7b, die axial entgegengesetzt zueinander sind, die entgegengesetzten Oberflächen, die durch den minimalen Abstand beabstandet sind. Die maximale Zunahme in der elektrostatischen Kapazität tritt auf, wenn der menschliche Körperabschnitt in Kontakt mit dem Meßfühler 3 sich entlang des ringförmigen Spalts 8 befindet, der zwischen diesen entgegengesetzten Oberflächen ausgebildet ist und die Außenoberfläche des Meßfühlers 3 umgibt. Daher kann diese elektrostatische Kapazität als die elektrostatische Kapazität angenommen oder gehandhabt werden, die erscheint, wenn die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist. Dadurch ist es möglich, zu bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit 3a am Ende des Meßfühlers 3 fest in der Achselhöhle oder ähnlichem aufgenommen ist oder nicht.
Der Zunahmebetrag der elektrostatischen Kapazität steigt, wenn die Kontaktfläche zwischen dem Meßfühler 3 und dem menschlichen Körper größer wird. Zum Beispiel kann daher ein Referenzbetrag für die Zunahme größer festgelegt werden als ein Zunahmebetrag, der stattfindet, wenn der Meßfühler 3 z. B. lediglich zwischen Fingerspitzen gehalten wird, und die Bestimmung, daß die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, kann basierend auf diesem Referenzzunahmebetrag durchgeführt werden, wodurch die fehlerhafte Bestimmung durchgeführt werden kann.
<Elektrische Struktur des elektronischen Thermometers>
Wie in 4 gezeigt, umfaßt das elektronische Thermometer 1a in erster Linie den Temperatursensor 6, den menschlichen Kontaktsensor 7, eine Stromversorgungseinheit 11, ein LCD 12, einen Summer 13, eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 14, einen Speicher 15 und CR-Oszillationsschaltungen 16 und 17.
Die Stromversorgungseinheit 11 hat eine Stromversorgung, wie etwa eine Batterie, und liefert einen elektrischen Strom an die CPU 14. Das LCD 12 dient als eine Anzeigeeinheit und zeigt unter der Steuerung der CPU 14 ein Ergebnis der Messung und ähnliches an. Der Summer 13 dient als eine Benachrichtigungseinrichtung für einen Benutzer und gibt unter der Steuerung der CPU 14 einen Alarm aus. Die Benachrichtigungseinrichtung ist nicht auf den Summer beschränkt und kann das Ein-/Ausschalten einer LED, das Rattern eines Summers, ein Sprach-IC, Vibrationen, Geruch oder ähnliches sein. Die CPU 14 ist mit einer Speichervorrichtung, wie etwa einem ROM oder einem RAM, verbunden.
Die CR-Oszillationsschaltung 16 wandelt den von dem Temperatursensor 6 bereitgestellten Widerstandsänderungswert in eine Frequenz um und liefert sie an die CPU 14. Die CR-Oszillationsschaltung 17 wandelt eine von dem menschlichen Körperkontaktsensor 7 bereitgestellte Änderung der elektrostatischen Kapazität in eine Frequenz um und liefert sie an die CPU 14.
Bezug nehmend auf 5A und 5B wird eine Beschreibung eines Prinzips der Änderung gegeben, die in der elektrostatischen Kapazität zwischen Leitern (Elektroden) 7a und 7b auftritt. Obwohl 5A und 5B konzeptionell zeigen, daß ein menschlicher Körper 9 in direktem Kontakt mit Leitern 7 ist, ist der Meßfühler 3 in der Praxis zwischen ihnen eingefügt.
Da eine relative Permittivität des menschlichen Körpers höher als die der Luft ist, induziert ein Bereich des menschlichen Körpers 9 nahe der Elektroden mehr elektrische Ladungen als die Luft, wenn der menschliche Körper 9 in Kontakt mit dem Meßfühler 3 ist. Dadurch nimmt die elektrostatische Kapazität zwischen Leitern 7a und 7b zu.
Die CPU 14 mißt die Änderung in der elektrostatischen Kapazität, die von der CR-Oszillationsschaltung 17 in die Frequenz umgewandelt wird, und bestimmt, ob die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist oder nicht. Auf diese Weise dient die CPU 14 in dem elektronischen Thermometer 1 gemäß der Ausführungsform in der Erfindung sowohl als die Temperaturmeßeinheit als auch die Bestimmungseinheit.
<Temperaturmeßfluß>
Bezug nehmend auf 6 wird die Beschreibung eines Temperaturmeßflusses in dem elektronischen Thermometer 1a gemäß der Ausführungsform gegeben. Die folgende Beschreibung wird für den Fall gegeben, in dem das elektronische Thermometer 1a dieser Ausführungsform vom Schätz- oder Vorhersagetyp ist.
Wenn in dem elektronischen Thermometer 1a gemäß der Ausführungsform die Stromversorgung eingeschaltet wird (S101), startet die CPU 14 die Temperaturabtastung durch den Temperatursensor 6 (S102) und startet das Abtasten der elektrostatischen Kapazität durch den menschlichen Körperkontaktsensor 7 (S103). Der Speicher 15 speicherte einen Wert C0 (pF) der elektrostatischen Kapazität, die gleich nach dem Einschalten abgetastet wurde, und die CPU 14 bestimmt basierend darauf, ob ein abgetasteter Wert C (pF) der elektrostatischen Kapazität die vorstehende Speicherung C0 um einen vorgegebenen Wert übersteigt oder nicht, ob die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist oder nicht (S104). Gleich nach dem Einschalten ist das elektronische Thermometer 1 noch nicht in der Achselhöhle aufgenommen, und daher ändert sich die abgetastete elektrostatische Kapazität C nicht, so daß die CPU 14 bestimmt, daß die Temperaturmeßeinheit 3a nicht in Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist (Nein in S104), und der Summer 13 einen Alarm ausgibt (S105). Die CPU 14 wiederholt das Abtasten der Temperatur und der elektrostatischen Kapazität innerhalb einer vorgegebenen Zeit ab der Ausgabe des Alarms, bis der abgetastete Wert C der elektrostatischen Kapazität um den vorgegebenen Wert höher wird als der Wert C der elektrostatischen Kapazität, der gleich nach dem Einschalten abgetastet wurde, d. h. bis bestimmt wird, daß die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist (Nein in S104 und Nein in S106). Der Speicher 15 speichert den abgetasteten Wert zu geeigneten Zeiten.
Der vorstehende vorgegebene Wert kann 0,5 pF sein. Zum Beispiel können die Abtastbedingungen derart sein, daß das Abtasten der Temperatur und der elektrostatischen Kapazität in Intervallen von einer Sekunde durchgeführt wird, und die Bestimmung des geeigneten Kontakts der Temperaturmeßeinheit 3a mit dem Meßzielabschnitt eine Zeitspanne von 15 Sekunden lang fortgesetzt wird. Diese Bedingungen werden beispielhaft beschrieben und sind nicht einschränkend.
Wenn die vorgegebene Zeit vergangen ist, aber der Betrag (C – C0) der Zunahme der elektrostatischen Kapazität den vorgegebenen Wert nicht erreicht hat (Ja in S106), bestimmt die CPU 14, daß die Temperaturmeßeinheit 3a nicht in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, stoppt die Messung und führt die Fehleranzeige auf dem LCD 12 durch (S107). Wenn der Betrag (C – C0) der Zunahme der elektrostatischen Kapazität den vorgegebenen Wert innerhalb der vorgegebenen Zeit übersteigt (Ja in S104), bestimmt die CPU 14, daß die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, geht weiter zu der Temperaturmessung und startet die Vorhersagemessung (S108).
Wenn die Differenz (C – C0) zwischen dem Wert der elektrostatischen Kapazität, der zuerst gleich nach dem Start der Vorhersagemessung abgetastet wurde, und dem Wert der elektrostatischen Kapazität, der gleich nach dem Einschalten abgetastet wurde, nicht kleiner als ein vorgegebener Wert ist (Ja in S110), stoppt der Summer 13 den Alarm (S114), und die CPU 14 setzt die Temperaturmessung fort, bis die Vorhersageabschlussbedingungen erfüllt sind. Auch setzt die CPU 14 das Abtasten der elektrostatischen Kapazität durch den menschlichen Körperkontaktsensor 7 fort (Nein in S115, S108 und S109). Wenn die Differenz (C – C0) zwischen dem abgetasteten Wert der elektrostatischen Kapazität und dem Wert der elektrostatischen Kapazität, die gleich nach dem Einschalten abgetastet wurde, z. B. aufgrund der Positionsverschiebung der Temperaturmeßeinheit 3a während der Temperaturmessung, kleiner als der vorstehende vorgegebene Wert wird (Nein in S110), bestimmt die CPU 14, daß die Temperaturmeßeinheit 3a nicht in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, und der Summer 13 gibt den Alarm aus (S111). Der Alarm setzt die Alarmausgabe fort oder wiederholt sie, bis die Differenz (C – C0) zwischen dem abgetasteten Wert der elektrostatischen Kapazität und dem Wert der elektrostatischen Kapazität, der gleich nach dem Einschalten abgetastet wurde, den vorstehenden vorgegebenen Wert innerhalb einer vorgegebenen Zeit, z. B. 15 Sekunden, übersteigt, d. h. bis bestimmt wird, daß die Temperaturmeßeinheit 3a, z. B. aufgrund der Korrektur der verschobenen Position der Temperaturmeßeinheit 3a, in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist (Nein in S110, S111 und Nein in S112).
Wenn die Position der Temperaturmeßeinheit 3a nicht korrigiert wird und die Differenz (C – C0) der elektrostatischen Kapazität den vorgegebenen Wert innerhalb der vorgegebenen Zeit, nachdem der Alarm ausgegeben wurde, nicht übersteigt (Ja in S112), stoppt die CPU 14 die Messung und führt die Fehleranzeige auf dem LCD 12 durch (S113). Wenn die Position der Temperaturmeßeinheit 3a korrigiert wird und die Differenz (C – C0) der elektrostatischen Kapazität den vorgegebenen Wert innerhalb der vorgegebenen Zeit, nachdem der Alarm ausgegeben wurde, übersteigt (Nein in S112 und Ja in S110), stoppt der Summer 13 den Alarm (S114), und die CPU 14 setzt das Abtasten der Temperatur und der elektrostatischen Kapazität fort, bis die Vorhersagemessungsabschlußbedingungen erfüllt sind (Nein in S115).
Während der Alarm nicht ausgegeben wird und die Differenz (C – C0) der elektrostatischen Kapazität den höheren Wert als den vorgegebenen Wert beibehält (Ja in S110), bestimmt die CPU 14, daß der geeignete Kontaktzustand gehalten wird, und läßt S114 aus, um das Abtasten der Temperatur und der elektrostatischen Kapazität fortzusetzen, bis die Vorhersagemessungsabschlußbedingungen erfüllt sind (Nein in S115).
Wenn die Vorhersagemessungsabschlußbedingungen erfüllt sind (Ja in S115), beendet die CPU 14 die Messung und berechnet den Vorhersagewert, um ein Ergebnis der Messung auf dem LCD 12 anzuzeigen (S116).
<Vorteile dieser Ausführungsform>
Gemäß der Ausführungsform ist der Leiter nicht aufgebaut, um den menschlichen Körper direkt zu kontaktieren, so daß kein Strom durch den Leiter direkt zu dem menschlichen Körper fließt, und ein direkter elektrischer Einfluß auf den menschlichen Körper kann unterdrückt werden. Da der Leiter auf dem Meßfühler nicht nach außen freiliegt, dient der aus Harz bestehende Meßfühler als ein Schutz vor der statischen Elektrizität, wenn sie auf das Thermometer angewendet wird, und kann die Störung der inneren Teile, wie etwa der CPU, aufgrund der statischen Elektrizität verhindern.
Diese Ausführungsform mißt nicht nur den Kontaktzustand zwischen der Temperaturmeßeinheit und dem Meßzielabschnitt am Beginn der Messung, sondern auch den Kontaktzustand während der Messung. Daher kann die Ausführungsform den Kontaktzustand zwischen dem Meßzielabschnitt und der Temperaturmeßeinheit immer überwachen und kann die Genauigkeit der Temperaturmessung verbessern. Daher kann diese Ausführungsform insbesondere bevorzugt in dem Thermometer vom Vorhersagetyp verwendet werden. Insbesondere kann das Thermometer vom Vorhersagetyp die Temperatur innerhalb einer kurzen Zeit messen, aber die Genauigkeit des Vorhersageergebnisses kann niedrig sein, wenn der Meßzielabschnitt nicht fest in Kontakt mit der Temperaturmeßeinheit ist. Jedoch kann die Ausführungsform die Vorhersage starten, nachdem die Temperaturmeßeinheit geeignet in Kontakt mit dem Meßzielabschnitt kommt, so daß sie die Temperatur genauer vorhersagen kann.
Spezifischere Strukturen der Leiter 7a und 7b werden nachstehend unter Bezug auf 7A bis 10B beschrieben. 7A bis 10B sind schematische Ansichten, die verschiedene spezifische Beispiele für Leiter 7a und 7b zeigen. 7A, 8A, 9A und 10A sind perspektivische Ansichten des Meßfühlers, wobei ein bestimmter Teil abgeschnitten ist. 7B, 8B, 9B und 10B sind Längsabschnitte der Endseite des Meßfühlers.
Der Veranschaulichung halber sind 2A und 2B schematische Darstellungen, als ob ein Zwischenraum zwischen der inneren Oberfläche des Meßfühlers 3 und den äußeren Umfangsoberflächen der Leiter 7a und 7b vorhanden wäre. In der Praxis ist es jedoch vorzuziehen, daß die innere Oberfläche des Meßfühlers 3 ohne einen Zwischenraum dazwischen, wie in 7A und 7B gezeigt, in Kontakt mit den äußeren Umfangsoberflächen der Leiter 7a und 7b ist, so daß keine dielektrische Schicht aus Luft zwischen dem menschlichen Körper und den Leitern 7a und 7b ausgebildet werden kann. In dieser Anordnung können Leiter z. B. derartige rohrförmige Formen haben, daß ihre radialen Größen sich entsprechend der Form der inneren Umfangsoberfläche des Meßfühlers 3 ändern, wenn die Position sich in der Längsrichtung bewegt.
Wie in 8A und 8B gezeigt, kann jeder der Leiter 7a und 7b anstelle des rohrförmigen Elements ein Blockelement mit einer Form einer im wesentlichen kreisförmigen Säule sein. In diesem Fall kann der Leiter 7b zum Anordnen des mit dem Leiter 7a verbundenen Drahts 42 auf der Endseite des Meßfühlers mit einem Durchgangsloch 71, das in 9A und 9B gezeigt ist, oder einer Vertiefung 72, die in 10A und 10B gezeigt ist, versehen sein.
(Zweite Ausführungsform)
Bezug nehmend auf 11A und 11B wird nachstehend ein elektronisches Thermometer 1b gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 11A und 11B sind schematische Ansichten, die einen charakteristischen Abschnitt des elektronischen Thermometers 1b gemäß dieser Ausführungsform zeigen. 11A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Meßfühler zeigt, bei dem ein bestimmter Teil abgeschnitten ist, und 11B ist ein Längsschnitt des Meßfühlers. Die folgende Beschreibung wird nur für Unterschiede zu der vorhergehenden Ausführungsform gegeben. Die gleichen Elemente und Strukturen tragen die gleichen Bezugsnummern, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Die gleichen Elemente und Strukturen führen im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge aus oder bieten die gleichen Ergebnisse und ähnliches.
Die Ausführungsform verwendet ein Paar von Spiralleitern 7c und 7d als menschlichen Kontaktsensor 7.
Wie in 11A und 11B gezeigt, sind die Spiralen der Leiter 7c und 7d koaxial zueinander und werden in die gleiche Richtung gedreht. Auch sind die in dem Hohlraum des Meßfühlers 3 angeordneten Leiter 7a und 7b in der Längsrichtung gegeneinander verschoben, so daß die jeweiligen Windungen des Leiters 7a und die des Leiters 7b in der Längsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Die Anfangs- und Abschlußenden des Leiters 7a befinden sich jeweils in den gleichen Längspositionen wie die des Leiters 7b, sind aber im wesentlichen in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung entgegengesetzt zu denen des Leiters 7b, wobei sich die Achse der Reihen jeweils dazwischen befindet. Ein Spalt 8a, der durch die Oberflächen gebildet wird, welche die kürzeste Entfernung zwischen Leitern 7c und 7d bilden, erstreckt sich in der Längsrichtung spiralförmig.
Im Gegensatz zu dem ringförmigen Spalt 8 in der ersten Ausführungsform, bildet die vorstehende Struktur einen spiralförmigen Spalt 8a, der sich über einen großen Bereich in den Längs- und Umfangsrichtungen des Meßfühlers 3 erstreckt, so daß diese Struktur einen Bereich, in dem der Kontaktzustand zwischen dem menschlichen Körper und dem Meßfühler 3 abgetastet werden kann, vergrößern kann. Selbst wenn eine Person, wie etwa ein Baby oder ein Kind, mit kleineren Größen als ein Erwachsener das Thermometer verwendet, kann daher der Kontaktzustand zwischen dem menschlichen Körper und dem Meßfühler 3 geeignet abgetastet werden.
Ähnlich der ersten Ausführungsform ist es in dieser Ausführungsform wünschenswert, den Kontakt zwischen der inneren Oberfläche des Meßfühlers 3 und den äußeren Umfangsoberflächen der Leiter 7c und 7d ohne einen Zwischenraum zu halten, so daß keine dielektrische Schicht aus der Luft zwischen dem menschlichen Körper und den Leitern 7c und 7d gebildet werden kann.
(Dritte Ausführungsform)
Bezug nehmend auf 12A und 12B wird die Beschreibung eines elektronischen Thermometers 1c gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung gegeben. 12A und 12B sind schematische Ansichten, die einen charakteristischen Abschnitt des elektronischen Thermometers 1c gemäß einer dritten Ausführungsform zeigen. 12A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Meßfühler zeigt, bei dem ein bestimmter Teil abgeschnitten ist, und 12B ist ein Längsschnitt des Meßfühlers. Die folgende Beschreibung wird nur für Unterschiede zu den vorhergehenden Ausführungsformen gegeben. Die gleichen Elemente und Strukturen tragen die gleichen Bezugsnummern, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Die gleichen Elemente und Strukturen führen im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge aus oder bieten die gleichen Ergebnisse und ähnliches.
Diese Ausführungsform verwendet als menschlichen Körperkontaktsensor ein Paar von Leitern 7e und 7f, die jeweils eine halbzylindrische Form haben.
Wie in 12A und 12B gezeigt, haben die Leiter 7e und 7f Formen, die jeweils hergestellt werden können, indem ein Zylinder, der sich in der Längsrichtung des Meßfühlers 3 erstreckt, in zwei Teile geteilt wird. Die Leiter 7e und 7f haben konkav gekrümmte innere Oberflächen, die in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Meßfühlers 3 entgegengesetzt zueinander sind und in Bezug auf die Längsachse oder Mitte symmetrisch angeordnet sind. Jeder der Leiter 7e und 7f hat Endoberflächen, die zu den Längsrändern der vorstehenden konkav gekrümmten Oberfläche benachbart sind. Diese Endoberflächen jedes Leiters 7e oder 7f sind zu den Endoberflächen des anderen Leiters entgegengesetzt, wobei der minimale Abstand zwischen den Leitern 7e und 7f eingehalten wird, so daß ein Spalt 8b, der sich in der Längsrichtung erstreckt, zwischen diesen Endoberflächen ausgebildet wird.
Gemäß dieser Struktur vergrößert ein Spalt 8b, der sich in der Längsrichtung des Meßfühlers 3 erstreckt, den empfindlichen Bereich in der Längsrichtung, in dem der Kontaktzustand des menschlichen Körpers und des Meßfühlers 3 abgetastet werden kann, im Vergleich zu dem ringförmigen Spalt 8 in der ersten Ausführungsform. Daher kann der Kontaktzustand zwischen dem menschlichen Körper und dem Meßfühler 3 geeignet abgetastet werden, auch wenn eine Person, wie etwa ein Baby oder ein Kind, mit kleineren Größen als ein Erwachsener das Thermometer verwendet.
Ähnlich den ersten und zweiten Ausführungsformen wird in dieser Ausführungsform bevorzugt, daß die äußeren Umfangsoberflächen der Leiter 7e und 7f ohne einen Spalt in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Meßfühlers 3 sind, so daß keine dielektrische Schicht aus Luft zwischen dem menschlichen Körper und den Leitern 7e und 7f gebildet werden kann.
(Vierte Ausführungsform)
Bezug nehmend auf 13 bis 16 wird nachstehend ein elektronisches Thermometer gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 13 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Änderung der elektrostatischen Kapazität und einer Temperaturänderung zeigt, die mit der Zeit in einem Zustand auftreten, in dem die Temperaturmeßeinheit 3a in einem geeigneten Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist. 14 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Änderung der elektrostatischen Kapazität und der Temperaturänderung zeigt, die mit der Zeit in einem Zustand auftreten, in dem der Benutzer den Meßfühler 3 mit einer Hand oder Fingern hält. 15 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Änderung der elektrostatischen Kapazität und der Temperaturänderung mit der Zeit in dem Zustand zeigt, in dem die Temperaturmeßeinheit 3a nicht in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist. 16 ist ein Flußdiagramm der Temperaturmessung mit einem elektronischen Thermometer gemäß dieser Ausführungsform.
Wenn der Benutzer in jeder der bereits beschriebenen Ausführungsformen den gesamten Außenbereich des Spalts 8 unabsichtlich mit einer Hand oder einem Finger, der den Meßfühler 3 hält, berührt, steigt die elektrostatische Kapazität des menschlichen Körperkontaktsensors 7 unerwünschterweise ähnlich dem Fall an, in dem die Temperaturmeßeinheit 3a in einem geeigneten Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, so daß ein Abtastfehler auftreten kann.
Folglich ist das elektronische Thermometer gemäß dieser Ausführungsform aufgebaut, um neben der Messung der elektrostatischen Kapazität durch den menschlichen Kontaktsensor 7 die von dem Temperatursensor 6 abgetastete Temperaturänderung zu messen, und bestimmt dadurch, ob die Temperaturmeßeinheit 3a in einem geeigneten Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist oder nicht.
Insbesondere, wenn der Meßzielabschnitt geeignet in Kontakt mit der Temperaturmeßeinheit 3a kommt, steigt die elektrostatische Kapazität in dem menschlichen Körperkontaktsensor 7, und die von dem Temperatursensor 6 abgetastete Temperatur steigt, wie in 13 gezeigt. Daher ist das elektronische Thermometer aufgebaut, um nur dann zu bestimmen, daß die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, wenn der Änderungsbetrag der elektrostatischen Kapazität einen Referenzwert übersteigt, der die Bestimmung zur Folge hat, daß die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, und die zu diesem Zeitpunkt gemessene Temperaturänderung vorgegebene Bedingungen erfüllt, welche die Bestimmung zur Folge haben, daß die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist.
Wenn zum Beispiel, wie in 14 gezeigt, eine Hand oder Finger einen Abschnitt des Meßfühlers nahe der Temperaturmeßeinheit 3a hält, kann dadurch der Änderungsbetrag der elektrostatischen Kapazität gleich dem Änderungsbetrag der elektrostatischen Kapazität sein, der auftritt, wenn der Meßzielbereich in geeignetem Kontakt mit der Temperaturmeßeinheit 3a ist. Wenn in diesem Fall die Bestimmung nur basierend auf dem Änderungsbetrag der elektrostatischen Kapazität durchgeführt würde, könnte fälschlicherweise bestimmt werden, daß der Meßzielabschnitt in geeignetem Kontakt mit der Temperaturmeßeinheit 3a war, wenngleich der tatsächliche Kontakt ungeeignet war. Jedoch steigt die von dem Temperatursensor 6 abgetastete Temperatur kaum, es sei denn, die Hand oder der Finger ist in Kontakt mit der Temperaturmeßeinheit 3a und der durch den Kontakt der Hand oder des Fingers verursachte Temperaturanstieg ist langsamer als der, der durch den Kontakt des Meßzielabschnitts und mit der Temperaturmeßeinheit 3a bewirkt wird. Daher wird selbst in dem Fall, in dem die Änderung der elektrostatischen Kapazität größer als der Referenzwert ist, bestimmt, daß der Kontakt ungeeignet ist, wenn die Bedingungen, welche die Bestimmung zur Folge haben, daß der Meßzielabschnitt in geeignetem Kontakt mit der Temperaturmeßeinheit 3a ist, nicht erfüllt sind. Dadurch kann der Bestimmungsfehler verhindert werden. In 14 zeigt M2 einen Moment an, zu dem der Benutzer einen Abschnitt des Meßfühlers nahe der Temperaturmeßeinheit 3a mit der Hand oder den Fingern hält.
Wenn versucht würde, nur unter Verwendung des Temperatursensors 6 zu bestimmen, ob der Zielmeßabschnitt in geeignetem Kontakt mit dem Temperaturmeßabschnitt 3a ist oder nicht, könnte der Bestimmungsfehler, wie in 15 gezeigt, auftreten, wenn die Temperaturmeßeinheit 3a nicht in festem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist. Wenn folglich die Temperaturmeßeinheit 3a nicht fest in Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, aber die Bedingungen für den Temperaturanstieg erfüllt sind, wird fälschlicherweise bestimmt, daß der Meßzielabschnitt in geeignetem Kontakt mit der Temperaturmeßeinheit 3a ist. Wenn die Temperaturmeßeinheit 3a jedoch, wie in 15 gezeigt, nicht fest in Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, steigt die elektrostatische Kapazität nicht über den Referenzwert. Durch Messen der elektrostatischen Kapazität ist es daher möglich, zu bestimmen, daß die Temperaturmeßeinheit 3a nicht geeignet in Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, und die fehlerhafte Bestimmung kann verhindert werden. In der Figur stellt M3 einen Moment dar, in dem der Meßfühler 3 in der Achselhöhle aufgenommen ist, aber die Temperaturmeßeinheit 3a nicht geeignet in Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist.
Bezug nehmend auf 16 wird eine Beschreibung für den Temperaturmeßfluß in dem elektronischen Thermometer gemäß der Ausführungsform gegeben. In einem Beispiel, das nachstehend beschrieben werden soll, ist das elektronische Thermometer gemäß der Ausführungsform vom Vorhersagetyp. Die gleichen Schritte wie die in dem Temperaturmeßfluß (6), der bereits in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, tragen die gleichen Nummern, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Die folgende Beschreibung wird nur für Unterschiede zu dem Temperaturmeßfluß von 6 gegeben.
In jeder der bereits beschriebenen Ausführungsformen werden, wie in 6 gezeigt, die Bestimmung des Kontaktzustands der Temperaturmeßeinheit 3a vor dem Beginn der Temperaturmessung (S104 in 6) und die Bestimmung des Kontaktzustands der Temperaturmeßeinheit 3a während der Temperaturmessung (S110 in 6) nur basierend auf den Änderungen in der elektrostatischen Kapazität durchgeführt. In dieser Ausführungsform wird jedoch der Kontaktzustand der Temperaturmeßeinheit 3a, wie in 16 gezeigt, vor und während der Temperaturmessung zusätzlich zu der Änderung in der elektrostatischen Kapazität basierend auf der von dem Temperatursensors 6 abgetasteten Temperaturänderung bestimmt (S204 und S210).
Insbesondere wenn eine Differenz (C – C0) zwischen dem Wert C der abgetasteten elektrostatischen Kapazität und dem Wert C0 der elektrostatischen Kapazität gleich nach dem Einschalten größer als ein vorgegebener Wert von z. B. 0,5 pF ist und eine Änderung ΔT in der abgetasteten Temperatur größer als ein vorgegebener Wert ist, d. h. wenn eine Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur (ein Gradient der Temperaturänderung in 13 bis 15) größer als eine Referenzanstiegsgeschwindigkeit ist, aus der bestimmt wird, daß die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, wird bestimmt, daß die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist (S204 und S210). Diese Bedingungen sind lediglich beispielhaft beschrieben und sind nicht einschränkend.
Dadurch kann selbst in dem Fall, in dem die Temperaturmeßeinheit 3a nicht in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist, aber der Änderungsbetrag in der elektrostatischen Kapazität den gleichen Wert annimmt, wie der, der durch den geeigneten Kontakt der Temperaturmeßeinheit 3a bewirkt wird, bestimmt werden, daß die Temperaturmeßeinheit 3a nicht in geeignetem Kontakt ist, es sei denn, die Temperaturänderung zeigt die Änderungsgeschwindigkeit, aus der bestimmt wird, daß der Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt ist. Ebenso wird, selbst wenn die Temperaturänderung die Anstiegsgeschwindigkeit zeigt, aus der bestimmt wird, daß die Temperaturmeßeinheit 3a in geeignetem Kontakt ist, bestimmt, daß die Temperaturmeßeinheit 3a nicht in ungeeignetem Kontakt ist, es sei denn, die Änderung in der elektrostatischen Kapazität übersteigt den vorgegebenen Wert, aus dem bestimmt wird, daß die Temperaturmeßeinheit 3a in einem geeigneten Kontakt ist. Dadurch kann der Bestimmungsfehler verhindert werden.
Daher kann die Ausführungsform das Auftreten der fehlerhaften Abtastung unterdrücken und kann die Genauigkeit der Temperaturmessung verbessern.
(Fünfte Ausführungsform)
Bezug nehmend auf 17A–20B wird nachstehend ein elektronisches Thermometer 1d gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 17A und 17B sind schematische Ansichten, die einen charakteristischen Abschnitt des elektronischen Thermometers 1d gemäß dieser Ausführungsform zeigen. 17A ist eine perspektivische Ansicht eines Meßfühlers, bei der ein bestimmter Teil abgeschnitten ist, und 17B ist ein Längsschnitt des Meßfühlers. 18 ist eine schematische Ansicht, die ein Prinzip der Körperkontaktabtastung in der fünften Ausführungsform darstellt. 19 ist eine schematische Ansicht, die eine Schaltungsstruktur des elektronischen Thermometers gemäß der fünften Ausführungsform darstellt. 20A und 20B sind schematische Ansichten, die ein spezifisches Beispiel des Leiters zeigen. 20A ist eine perspektivische Ansicht eines Meßfühlers, bei dem ein gewisser Teil abgeschnitten ist, und 20B ist ein Längsschnitt des Meßfühlers. Die folgende Beschreibung wird nur für Unterschiede zu den vorhergehenden Ausführungsformen gegeben. Die gleichen Elemente und Strukturen tragen die gleichen Bezugsnummern, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Die gleichen Elemente und Strukturen führen im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge aus oder bieten die gleichen Ergebnisse und ähnliches.
Wie in 17A und 17B gezeigt, hat ein elektronisches Thermometer 1d gemäß der Ausführungsform einen menschlichen Körperkontaktsensor 7, der im Gegensatz zu den bereits beschriebenen Ausführungsformen aus einem Leiter 7g ausgebildet ist. Dieser Leiter 7g dient als eine der Elektroden, die einen Kondensator bilden, der den menschlichen Körper als die andere Elektrode verwendet.
Bezug nehmend auf 18 wird nun das Prinzip der Körperkontaktabtastung in dem elektronischen Thermometer 1d gemäß der Ausführungsform beschrieben. Wenn der Meßfühler des elektronischen Thermometers 1d in der Achselhöhle aufgenommen ist, wird eine in der Figur gezeigte Schaltung zwischen dem elektronischen Thermometer 1d, dem menschlichen Körper und einem Boden gebildet. Elektrostatische Kapazitäten C1, C2 und C3 werden jeweils zwischen dem elektronischen Thermometer 1d und dem Boden, zwischen dem menschlichen Körper und dem Boden und zwischen dem menschlichen Körper und dem Leiter 7g ausgebildet. Eine zusammengesetzte Kapazität Cx in dieser Schaltung wird dargestellt durch (1/Cx = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3). Die elektrostatische Kapazität C3 zwischen dem menschlichen Körper und dem Leiter 7g nimmt zu, wenn der Meßzielabschnitt in Kontakt mit der Temperaturmeßeinheit 3a kommt.
C1 und C2 haben im Wesentlichen einige hunderte Mikrofarad. C3 ist gleich mehreren Mikrofarad und extrem kleiner als C1 und C2, d. h. die Kapazitäten zwischen dem Boden. C1, C2 und C3 sind jeweils nicht stabil und ändern sich ansprechend auf Änderungen in der Umgebung. Jedoch ist die Änderung in C3 extrem kleiner als die in C1 und C2. Daher beeinflußt die Änderung in C3 äußerst vorwiegend die Änderung der zusammengesetzten Kapazität Cx im Vergleich zu den Änderungen in C1 und C2.
Daher ist die Ausführungsform aufgebaut, um den Kontaktzustand des menschlichen Körpers durch Abtasten der Änderung in C3 als die Änderung in Cx zu bestimmen. Diese Ausführungsform ist konfiguriert, um die Änderung in Cx durch eine in 19 gezeigte Schaltungsstruktur abzutasten. Wenn der menschliche Körper in Kontakt mit der Elektrode 7g kommt, um Cx zu ändern, wandelt die CR-Oszillationsschaltung 17 die Änderung in Cx in eine Frequenz um, so daß die Änderung in Cx als die Frequenzänderung abgetastet wird. Die CR-Oszillationsschaltung 17 liefert die Änderung in Cx als eine Zählerausgabe (an einem Hoch- oder Tiefpegel) eines Inverters an die CPU 14. Diese Struktur ist lediglich ein Beispiel. Eine Struktur, welche die Änderung in Cx abtastet, ist nicht darauf beschränkt, und eine andere Struktur, die bekannt ist, kann verwendet werden. 19 zeigt nur eine Struktur zum Abtasten von Cx, die ein Teil der Schaltungsstruktur des elektronischen Thermometers ist, und andere Strukturen sind im wesentlichen die gleichen wie die in
4 gezeigten.
Diese Ausführungsform kann den Kontaktzustand nur durch eine Elektrode abtasten und kann daher die Struktur des elektronischen Thermometers vereinfachen.
Natürlich kann diese Ausführungsform im wesentlichen das gleiche Ergebnis wie die vorher beschriebene Ausführungsform erzeugen. Somit ist der Leiter nicht aufgebaut, um in direkten Kontakt mit dem menschlichen Körper zu kommen. Daher fließt kein Strom durch den Leiter direkt zu dem menschlichen Körper, und dies kann den elektrischen Einfluß, der direkt auf einen menschlichen Körper ausgeübt wird, unterdrücken. Da der Leiter von dem Meßfühler nicht nach außen freiliegt, dient der aus Harz bestehende Meßfühler als ein Schutz, wenn statische Elektrizität auf das Thermometer angewendet wird, und kann die Störung der inneren Teile, wie etwa einer CPU, aufgrund der statischen Elektrizität verhindern.
Das Thermometer tastet nicht nur den Kontaktzustand zwischen der Temperaturmeßeinheit und dem Meßzielabschnitt am Anfang der Messung, sondern auch den Kontaktzustand während der Messung ab und kann daher den Kontaktzustand zwischen dem Meßzielabschnitt und der Temperaturmeßeinheit immer überwachen. Daher kann die Ausführungsform die Genauigkeit der Temperaturmessung verbessern und kann ähnlich den vorher beschriebenen Ausführungsformen insbesondere in geeigneter Weise in dem Thermometer vom Vorhersagetyp verwendet werden.
Ähnlich den vorher beschriebenen Ausführungsformen mißt diese Ausführungsform die Temperaturänderung zusätzlich zu der Messung der Änderung in der elektrostatischen Kapazität und kann dadurch die Genauigkeit der Temperaturmessung verbessern, indem sie das Auftreten der fehlerhaften Abtastung unterdrückt.
Der spezifische Temperaturmeßfluß in dieser Ausführungsform ist im wesentlichen der gleiche wie die in den vorher beschriebenen Ausführungsformen.
Um die Struktur des Leiters 7g deutlich zu zeigen, sind 17A und 17B schematische Darstellungen, als ob ein Spalt zwischen der äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Oberfläche des Meßfühlers 3 vorhanden wäre. In der Praxis ist es jedoch angemessen, die äußere Umfangsoberfläche des Leiters 7g, wie in 20A und 20B gezeigt, ohne einen Zwischenraum dazwischen in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Meßfühlers 3 zu halten, so daß keine dielektrische Schicht aus Luft zwischen dem Leiter 7g und dem menschlichen Körper gebildet werden kann. Dazu kann der Leiter 7g eine Form haben, die zu der Form der inneren Umgangsoberfläche des Meßfühlers 3 paßt und kann z. B. eine kreisförmige zylindrische Form haben, deren radiale Größe sich ändert, wenn die Position sich in der Längsrichtung bewegt.
Zusammenfassung
Ein elektronisches Thermometer umfaßt einen hohlen Meßfühler (3), der an seiner Spitze in der Längsrichtung mit einer Temperaturmeßeinheit (3a) versehen ist, die einen Temperatursensor zum Abtasten einer Temperatur hat, Elektroden (7a und 7b), die zu dem Temperatursensor benachbart sind und in dem Hohlraum des Meßfühlers (3) angeordnet sind, und eine Bestimmungseinheit, um basierend auf einer Änderung in der elektrostatischen Kapazität, die unter Verwendung der Elektroden (7a und 7b) abgetastet wird, zu bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit (3a) in geeignetem Kontakt mit einem Meßzielabschnitt eines Benutzers ist oder nicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 61-500038 [0005]

Claims

Elektronisches Thermometer, das aufweist: einen hohlen Meßfühler mit einer Temperaturmeßeinheit mit einem Temperatursensor zum Abtasten einer Temperatur an dem Längsende des hohlen Meßfühlers; eine Elektrode, die in einem Hohlraum des Meßfühlers angeordnet ist und sich nahe dem Temperatursensor befindet; und eine Bestimmungseinheit, um basierend auf einer Änderung in der elektrostatischen Kapazität, die unter Verwendung der Elektrode abgetastet wird, zu bestimmen, ob die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit einem Meßzielabschnitt eines Benutzers ist oder nicht.
Elektronisches Thermometer nach Anspruch 1, wobei ein Paar der Elektroden verwendet wird, das elektronische Thermometer ferner eine Meßeinheit zum Messen einer elektrostatischen Kapazität zwischen den paarweisen Elektroden aufweist, und die Bestimmungseinheit basierend auf einer Änderung in der elektrostatischen Kapazität, die von der Meßeinheit gemessen wird, bestimmt, ob die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit einem Meßzielabschnitt eines Benutzers ist oder nicht.
Elektronisches Thermometer nach Anspruch 2, wobei die paarweisen Elektroden ein Paar zylindrischer Leiter sind, die in der Längsrichtung des Meßfühlers mit einem Zwischenraum dazwischen miteinander ausgerichtet sind.
Elektronisches Thermometer nach Anspruch 2, wobei die paarweisen Elektroden ein Paar von Leitern sind, die sich in der Längsrichtung des Meßfühlers spiralförmig erstrecken.
Elektronisches Thermometer nach Anspruch 2, wobei die paarweisen Elektroden ein Paar halbzylindrischer Leiter sind, die in Bezug auf eine Achse, die sich in der Längsrichtung des Meßfühlers erstreckt, symmetrisch angeordnet sind.
Elektronisches Thermometer nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinheit basierend auf der Änderung in der elektrostatischen Kapazität, die zwischen einem Körper des Benutzers und der Elektrode gebildet wird, bestimmt, ob die Temperaturmeßeinheit in einem geeigneten Kontakt mit dem Meßzielabschnitt ist oder nicht.
Elektronisches Thermometer nach Anspruch 6, das ferner aufweist: eine Meßeinheit zum Messen einer elektrostatischen Kapazität, die durch die Zusammensetzung einer elektrostatischen Kapazität, die zwischen dem Körper des Benutzers und der Elektrode gebildet wird, einer elektrostatischen Kapazität, die zwischen dem elektronischen Thermometer und einem Boden gebildet wird, und einer elektrostatischen Kapazität, die zwischen dem Körper des Benutzers und dem Boden gebildet wird, erzeugt wird, wobei die Bestimmungseinheit die Änderung in der elektrostatischen Kapazität, die von der Meßeinheit gemessen wird, als die Änderung in der elektrostatischen Kapazität annimmt, die zwischen dem Körper des Benutzers und der Elektrode gebildet wird, und bestimmt, ob die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt des Benutzers ist oder nicht.
Elektronisches Thermometer nach Anspruch 1, wobei das elektronische Thermometer ein elektronisches Thermometer ist, das die Temperatur des Benutzers vorhersagt.
Elektronisches Thermometer nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Benachrichtigungseinrichtungen, um eine Benachrichtigung an den Benutzer bereitzustellen, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, daß die Temperaturmeßeinheit nicht in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt des Benutzers ist.
Elektronisches Thermometer nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinheit basierend auf der Änderung in der elektrostatischen Kapazität und der von dem Temperatursensor abgetasteten Temperaturänderung bestimmt, ob die Temperaturmeßeinheit in geeignetem Kontakt mit dem Meßzielabschnitt des Benutzers ist oder nicht.