JP2015172535A - 電子体温計 - Google Patents

Abstract

【課題】振動モータを使用せずに検温完了をブザー音と振動により使用者に報知可能な電子体温計を提供する。【解決手段】電子体温計（１）は、被測定部位の温度を測定する測温部（１１）と、測温部による検温が完了したことに応じてブザー音を発する複数の圧電ブザー（１６Ａ，１６Ｂ）と、複数の圧電ブザーを駆動する駆動部（１５Ａ，１５Ｂ）とを有する。駆動部は、うなり振動が発生する駆動周波数で複数の圧電ブザーを駆動する。【選択図】図２

Description

本発明は、電子体温計に関する。

現在普及している多くの電子体温計は、内蔵されているブザーにより、使用者に検温完了を報知する。一般に、電子体温計のブザーには、消費電力とコストの観点から圧電ブザーが使用されている。圧電ブザーでは１ｋＨｚ以下の低周波の音波を発生させることが難しいため、一般的な電子体温計では、健常者の可聴周波数域に合わせて、２ｋＨｚ前後の周波数のブザー音が使用される。

しかしながら、特に高齢者にとっては、聴覚の高域可聴感度が劣化するため、１ｋＨｚ以上の高周波のブザー音は聞き取り辛くなる。このため、特に難聴高齢者向けに、振動モータを搭載し振動により検温完了を報知する電子体温計も知られている（例えば、特許文献１を参照）。そうした振動報知を行う電子体温計では、電磁モータに偏心おもりを装着した回転型の振動モータにより、触覚振動として使用者が知覚可能な数十Ｈｚの低周波振動を発生させる。

また、振動モータとブザーの両方を搭載した電子体温計も知られている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２の電子体温計は、電池電圧の低下を抑さえるために、振動報知装置による振動報知とブザー報知装置によるブザー報知を交互に行う。

特許第４６２７２６１号公報 特開２００７−１５５５７９号公報

一般に、電子体温計は本体が脇の下に挟まれ衣類に覆われた状態で使用される。このため、衣服の素材によっては、電子体温計が発するブザー音は衣服に吸収されてしまい、特に高齢者にとって余計に聞き取り辛くなる。特許文献１のような振動報知の電子体温計であれば、高齢者でも検温完了を認識することは可能である。しかしながら、振動報知は使用者本人にしか伝わらないため、例えば介護者が別の人に検温させる場合などに、使用者以外の人が検温完了を認識できないという不具合がある。このため、ブザー報知と振動報知の両方を使用できることが望ましい。

従来の電子体温計でブザー報知と振動報知の両方を実現するためには、圧電ブザーと振動モータの両方を搭載する必要がある。しかしながら、回転型の振動モータは、配置できる位置に制約がある上に、圧電ブザーに比べてコストが高く、消費電力も多い。このため、電子体温計に圧電ブザーと振動モータの両方を搭載することは、製造コスト、電池寿命などの観点から難しい。

そこで、本発明は、振動モータを使用せずに検温完了をブザー音と振動により使用者に報知可能な電子体温計を提供することを目的とする。

本発明の電子体温計は、被測定部位の温度を測定する測温部と、測温部による検温が完了したことに応じてブザー音を発する複数の圧電ブザーと、複数の圧電ブザーを駆動する駆動部とを有し、駆動部は、うなり振動が発生する駆動周波数で複数の圧電ブザーを駆動することを特徴とする。

上記の電子体温計は、複数の圧電ブザーの駆動周波数を切り換える切換部をさらに有することが好ましい。

上記の電子体温計では、切換部は、複数の圧電ブザーを互いに異なる駆動周波数で駆動するモードと、複数の圧電ブザーを同じ駆動周波数で駆動するモードとを切換え可能であることが好ましい。

上記の電子体温計では、切換部は、複数の圧電ブザーを駆動するモードと、複数の圧電ブザーのうち１つのみを駆動するモードとを切換え可能であることが好ましい。

上記の電子体温計によれば、振動モータを使用せずに検温完了をブザー音と振動により使用者に報知することができる。

電子体温計１の外観図である。 電子体温計１の機能ブロック図である。 圧電ブザーについて説明するための図である。 圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂにより発生するうなり振動の波形を示す図である。 各報知モードのときに圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂにより発生する音波および振動波の波形を示した図である。 電子体温計１の動作例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、電子体温計について説明する。ただし、本発明が図面または以下に記載される実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。

この電子体温計は、腋窩に挟まれて使用者の体温を測定し、測定される温度の変化が安定すると、内蔵する２つ（複数）の圧電ブザーにより、使用者に検温完了を報知する。その際、電子体温計は、ブザー振動モード、大音ブザーモードおよび小音ブザーモードのいずれかの報知モードで動作する。

ブザー振動モードでは、電子体温計は、２つの圧電ブザーを互いに異なる駆動周波数で駆動し、ブザー報知と同時に、ブザー音の合成波により生じる低周波の定在波振動（うなり振動）を利用した振動報知を行う。大音ブザーモードでは、電子体温計は、２つの圧電ブザーを同じ駆動周波数で駆動し、うなり振動を発生させずに、単体の圧電ブザーよりも大きな音量でブザー報知を行う。小音ブザーモードでは、電子体温計は、２つの圧電ブザーの一方のみを駆動し、大音ブザーモードよりも小さな音量でブザー報知を行う。ブザー振動モードと大音ブザーモードは複数の圧電ブザーを駆動するモードであり、小音ブザーモードは複数の圧電ブザーのうち１つのみを駆動するモードである。

図１は、電子体温計１の外観図である。また、図２は、電子体温計１の機能ブロック図である。

電子体温計１は、測温部１１と、表示部１２と、スイッチ１３と、制御部１４と、駆動回路１５Ａ，１５Ｂと、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂとを有する。これらの各部には、図示しない電池により電力が供給される。符号１０は、電子体温計１の外装ケースを指す。

測温部１１は、サーミスタなどの感熱素子である体温センサ１１１と、体温センサ１１１による測定データから被測定部位の温度を検知する検知回路１１２で構成される。表示部１２は、測定中である旨、体温の測定値、報知モードなどを表示する。スイッチ１３は、電子体温計１の電源のオン／オフ、検温開始操作および報知モードの切換え操作などを行うためのスイッチである。

制御部１４は、電子体温計１の制御プログラムが記憶されたメモリ、ＣＰＵなどを有するマイクロコンピュータおよびその周辺回路で構成される。制御部１４は、検温およびブザー音の発生を制御する機能ブロックとして、安定検出部１４１と、モード切換部１４２と、周波数生成部１４３と、メモリ１４４とを有する。

安定検出部１４１は、測温部１１で測定された温度値を順次取得し、取得された温度値をメモリ１４４に記憶されている最高温度値と比較する。取得された温度値がメモリ１４４の最高温度値より大きい場合には、取得された温度値でメモリ１４４の最高温度値を更新し、その最高温度値を表示部１２に表示させる。また、安定検出部１４１は、測温部１１から取得した温度値の変化率に基づき、測温部１１が熱平衡状態になり温度上昇が安定状態に達したか否かを判定する。安定検出部１４１は、安定状態に達したと判定すると、検温を完了する。このとき、検温が完了した旨を表示部１２に表示させてもよい。

モード切換部１４２は、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂによる報知モードの切換えを制御する。例えば、使用者によりスイッチ１３が長押しされると、モード切換部１４２は、ブザー振動モード、大音ブザーモードおよび小音ブザーモードの間で、現在の報知モードを順次切り換える。そして、モード切換部１４２は、現在のモードを表示部１２に表示させるとともに、メモリ１４４に記憶する。

周波数生成部１４３は、安定状態に達したと安定検出部１４１が判定して検温が完了したときに、メモリ１４４に記憶されている現在の報知モードに応じて、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂを駆動するための周波数を生成する。モード切換部１４２と周波数生成部１４３は、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂの駆動周波数を切り換える切換部の一例である。

現在の報知モードがブザー振動モードである場合には、周波数生成部１４３は、例えば、２０００Ｈｚと２０１０Ｈｚなどの予め定められた近接する２つの周波数を生成し、それぞれを駆動回路１５Ａ，１５Ｂに出力する。すなわち、周波数生成部１４３は、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂのブザー音により低周波のうなり振動が発生するような、近接する２つの周波数を生成する。現在の報知モードが大音ブザーモードである場合には、周波数生成部１４３は、例えば、２０００Ｈｚなどの予め定められた１つの周波数を生成し、それを駆動回路１５Ａ，１５Ｂに出力する。また、現在の報知モードが小音ブザーモードである場合には、周波数生成部１４３は、例えば２０００Ｈｚなどの予め定められた１つの周波数を生成し、それを駆動回路１５Ａのみ（一方の駆動回路のみ）に出力する。

メモリ１４４は、電子体温計１が前回使用されたときの測定値、測温部１１で順次測定される温度値などを記憶するメモリである。また、メモリ１４４は、モード切換部１４２により設定された現在の報知モードも記憶する。

駆動回路１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ、周波数生成部１４３により生成された駆動周波数で、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂを駆動してブザー音を発生させる。特に、駆動回路１５Ａ，１５Ｂは、周波数生成部１４３により生成された矩形波を正弦波に波形整形して、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂを正弦波で駆動させる。駆動回路１５Ａ，１５Ｂは、駆動部の一例である。

圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂは、安定検出部１４１の判定により検温が完了したときに、その旨を使用者に報知するためのブザー音を発する。なお、測温部１１による検温に影響を及ぼさないように、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂは、電子体温計１の筺体内で測温部１１とは反対側の端部近くに配置される。

図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、圧電ブザーについて説明するための図である。

圧電ブザーは、厚み方向に分極した薄板状の圧電素子と金属薄板を貼り合わせて形成された圧電振動板のたわみ振動を発生音源とするブザーである。圧電ブザーは、小型で消費電力が少ないなどの特長があるため、一般的な電子体温計に広く用いられている。

図３（Ａ）は、圧電素子３１と金属薄板３２が貼り合わされた圧電振動板３３の厚み方向の断面図である。圧電素子３１は分極方向と同一方向の電圧を印加すると縮み、逆方向の電圧を印加すると伸びる性質がある。そこで、圧電ブザーは、電圧の印加により圧電素子を伸縮させて圧電振動板３３にたわみを生じさせることにより、ブザー音を発生させる。ただし、圧電振動板３３だけでは十分な音圧が得られないため、圧電ブザーは共鳴器に圧電振動板を固定して形成される。

図３（Ｂ）は、圧電振動板３３と共鳴器３４を有する圧電ブザー１６の断面図である。圧電振動板３３は、例えば圧電素子の端部が支持され、共鳴器３４の内部に吊るされた状態で固定される。これにより、共鳴器３４の形状に応じた共鳴周波数を有するブザー音が、放音孔３５から放出される。共鳴器３４を介して圧電ブザー１６を電子体温計１の筐体に装着することで、共鳴振動により大きな音圧のブザー音が得られる。

図３（Ｃ）は、圧電ブザーの駆動波形と圧電ブザーから発生する音波の波形の例を示す模式図である。例えば、２ｋＨｚの矩形波の電圧で圧電ブザーを駆動すると、共鳴器で共鳴振動が生じることにより、２ｋＨｚより高い周波数の音波が発生する。これにより、圧電ブザーのブザー音は、２ｋＨｚ程度の基本波と、特定の共鳴振動による高調波とを含む音波になる。正弦波で圧電ブザーを駆動する場合も同様に、基本波と高調波を含む音波が得られる。

図４は、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂにより発生するうなり振動の波形を示す図である。ここで、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂのブザー音により低周波のうなり振動が発生する原理について説明する。

例えば、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂが発するブザー音の波形をそれぞれＦ_１＝ｓｉｎ（２πｆ_１ｔ）、Ｆ_２＝ｓｉｎ（２πｆ_２ｔ）とおくと、これらが合成された波形は、
Ｆ_１＋Ｆ_２
＝ｓｉｎ（２πｆ_１ｔ）＋ｓｉｎ（２πｆ_２ｔ）
＝２ｃｏｓ（２π（（ｆ₁−ｆ₂）／２）ｔ）ｓｉｎ（２π（（ｆ₁＋ｆ₂）／２）ｔ）
と表される。図４では、もとの波形Ｆ_１、合成波Ｆ_１＋Ｆ_２、および合成波の低周波振動成分Ｆ_ｃ＝ｃｏｓ（２π（（ｆ_１−ｆ_２）／２）ｔ）を、それぞれ曲線ａ，ｂ，ｃで示している。

このように、互いに異なる周波数ｆ_１，ｆ_２の波形を合成することで、周波数がΔｆ＝｜ｆ_１−ｆ_２｜の低周波振動Ｆ_ｃが生じることがわかる。この低周波振動Ｆ_ｃは、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂから電子体温計１の筺体に伝わって体温計全体を振動させる。そこで、電子体温計１では、この低周波振動Ｆ_ｃを利用して、振動報知を行う。

一般に、電子体温計では２ｋＨｚ程度のブザー音が使用されるので、例えばΔｆ＝１０Ｈｚの低周波振動を発生させたければ、ｆ_１＝２０００Ｈｚ、ｆ_２＝２０１０Ｈｚとすればよい。このように、２つの圧電ブザーを使用すれば、単体の圧電ブザーでは本来発生させることが難しい数十Ｈｚの低周波振動を作り出すことが可能となる。周波数生成部１４３は、低周波振動の周波数Δｆがわきの下で人間が知覚し易い数十〜数百Ｈｚ程度になるように、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂの駆動周波数ｆ_１，ｆ_２を発生させる。

図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、各報知モードのときに圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂにより発生する音波および振動波の波形を示した図である。

図５（Ａ）は、ブザー振動モードのときの波形を示す。近接する周波数ｆ_１，ｆ_２で圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂをそれぞれ駆動することにより、図示するように、低周波の定在波振動を含む合成波が得られる。

図５（Ｂ）は、大音ブザーモードのときの波形を示す。圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂを同じ周波数で駆動することにより、図示するように、各ブザー音の波形が単純加算されて、低周波振動がない２倍の振幅のブザー音が得られる。

図５（Ｃ）は、小音ブザーモードのときの波形を示す。このときは、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂの一方のみを駆動することにより、図示するように、大音ブザーモードのときと比べて半分の振幅の波形が得られる。このように、ブザー振動モードまたは大音ブザーモードと小音ブザーモードとを切り換えることにより、電子体温計１では、ブザー音の音量切換えも可能である。

図６は、電子体温計１の動作例を示すフローチャートである。図６に示した各ステップの処理は、制御部１４内のメモリに予め記憶されたプログラムに従って、制御部１４内のＣＰＵにより実行される。

まず、電子体温計１のスイッチ１３がオンされると、制御部１４は、表示部１２の表示セグメントを全点灯表示させて、スイッチがオン状態となったことを表示する（Ｓ１）。そして、制御部１４は、メモリ１４４に記憶されている前回の測定値を読み出して、表示部１２に表示させる（Ｓ２）。また、制御部１４は、メモリ１４４に記憶されている現在の報知モードも読み出して、表示部１２に表示させる（Ｓ３）。

続いて、モード切換部１４２は、使用者による報知モードの切換え操作として、例えばスイッチ１３が長押しされているか否かを、スイッチ１３からの入力信号に基づき判定する（Ｓ４）。モード切換部１４２は、切換え操作が行われていると判定した場合（Ｓ４でＹｅｓ）には、例えばブザー振動モード、大音ブザーモード、小音ブザーモードの順で、報知モードを１回切り換える（Ｓ５）。その後、処理はステップＳ３に戻り、切り換えられた新たな報知モードが表示部１２に表示される。

一方、切換え操作が行われていないとモード切換部１４２が判定した場合（Ｓ４でＮｏ）には、制御部１４は測温部１１による検温を開始する（Ｓ６）。検温を開始すると、安定検出部１４１は、測温部１１で測定された温度値を順次取得し、温度値を表示部１２に表示させる（Ｓ７）。その際、安定検出部１４１は、測温部１１から取得した温度値をメモリ１４４に記憶されている最高温度値と比較し、大きい方の値を表示部１２に表示させるとともにメモリ１４４に記憶する。

また、安定検出部１４１は、測温部１１から取得した温度値の変化率に基づいて、温度上昇が安定状態に達したか否かを判定する（Ｓ８）。安定検出部１４１は、安定状態に達したと判定するまで、ステップＳ７，Ｓ８の処理を繰り返す。そして、安定状態に達したと安定検出部１４１が判定する（Ｓ８でＹｅｓ）と、検温は完了し、処理はステップＳ９に進む。

ここで、周波数生成部１４３は、メモリ１４４に記憶されている現在の報知モードを読み出す（Ｓ９）。現在の報知モードがブザー振動モードである場合には、周波数生成部１４３は、予め定められた近接する２つの周波数を生成し、それぞれを駆動回路１５Ａ，１５Ｂに出力する（Ｓ１０）。現在の報知モードが大音ブザーモードである場合には、周波数生成部１４３は、予め定められた１つの周波数を生成し、それを駆動回路１５Ａ，１５Ｂに出力する（Ｓ１１）。また、現在の報知モードが小音ブザーモードである場合には、周波数生成部１４３は、予め定められた１つの周波数を生成し、それを駆動回路１５Ａのみに出力する（Ｓ１２）。

そして、ステップＳ１０〜Ｓ１２のいずれかで生成された周波数に応じて、駆動回路１５Ａ，１５Ｂが圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂの一方または両方を駆動させる。これにより、制御部１４は、圧電ブザー１６Ａ，１６Ｂの一方または両方にブザー音を発生させて、検温完了を使用者に報知する（Ｓ１３）。以上で、電子体温計１の動作は終了する。

以上説明したように、電子体温計１では、圧電ブザーを２個搭載し、近接周波数の音波の合成によって生ずる低周波の定在波振動（うなり振動）を利用して、振動報知とブザー報知の両方を実現する。これにより、振動モータを使用せずに、低コストかつ低消費電力の圧電ブザーのみで、難聴高齢者向けの振動報知と、健常者向けのブザー報知とを両立させることが可能となる。また、電子体温計１には、振動モータを使用する体温計とは異なり、サイズ、重量、電池寿命などによる制約を受けずに製造可能であるという利点もある。

なお、圧電ブザーは少なくとも２つあればよく、３つ以上あってもよい。また、電子体温計は、予測検温機能と実測検温機能を有するものであってもよい。この場合には、例えば検温開始から数十秒後の予測検温完了時と、検温開始から数分後の実測検温完了時の２回とも、上記と同様の方法で使用者に検温完了を報知すればよい。

１ 電子体温計
１１ 測温部
１２ 表示部
１３ スイッチ
１４ 制御部
１４１ 安定検出部
１４２ モード切換部
１４３ 周波数生成部
１５Ａ，１５Ｂ 駆動回路
１６Ａ，１６Ｂ 圧電ブザー

Claims (4)

1. 被測定部位の温度を測定する測温部と、
   前記測温部による検温が完了したことに応じてブザー音を発する複数の圧電ブザーと、
   前記複数の圧電ブザーを駆動する駆動部と、を有し、
   前記駆動部は、うなり振動が発生する駆動周波数で前記複数の圧電ブザーを駆動することを特徴とする電子体温計。
2. 前記複数の圧電ブザーの駆動周波数を切り換える切換部をさらに有する、請求項１に記載の電子体温計。
3. 前記切換部は、前記複数の圧電ブザーを互いに異なる駆動周波数で駆動するモードと、前記複数の圧電ブザーを同じ駆動周波数で駆動するモードとを切換え可能である、請求項２に記載の電子体温計。
4. 前記切換部は、前記複数の圧電ブザーを駆動するモードと、前記複数の圧電ブザーのうち１つのみを駆動するモードとを切換え可能である、請求項３に記載の電子体温計。

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