JP5248744B2

JP5248744B2 - 電子体温計および電子体温計の制御方法

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Publication number: JP5248744B2
Application number: JP2005207484A
Authority: JP
Inventors: 勝栗尾
Original assignee: TRUMO KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: TRUMO KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2025-07-15
Also published as: JP2007024686A

Description

本発明は、電子体温計および発光素子を有する電子体温計の制御方法に関するものである。特に、電池により駆動される電子体温計、および、電池により駆動される発光素子を有する電子体温計の制御方法に関するものである。

従来、情報表示部を有する電子機器において、該情報表示部をバックライト等を用いて点灯し、表示される情報が見易くなるよう構成された機器がある（非特許文献１）。さらに、小型の電子機器においては、小型化やコスト低減のため照明に使用する発光素子の電源を電子機器の主要な機能の電源と共用することが多い。

一方、電子体温計などの小型の電子機器においては比較的低い電圧（例えば３Ｖ）の電源を用いて駆動することが多い。この場合、発光素子の駆動にはそれと同等またはそれ以上の駆動電圧が必要である。
KAZ社, VICS(R) Comfort-Flex Digital Thermometer の取扱説明書, 1998年

しかしながら、一般的に、発光素子は流れる電流値に対応して発光強度が変化する。そのため、発光素子を簡単な電流制限回路とＳＷ素子を用いて駆動した場合、電池の消耗などによる駆動電圧の低下に従い、流れる電流値も低下し、発光強度が低下する。さらに、電池が新しく駆動電圧が高い場合は、必要以上に電流が流れ、その結果電池の消耗が早くなるという問題点も発生する。発光素子の駆動回路に定電流回路を併せて設けることにより、発光素子の発光強度をほぼ一定に保持することは可能であるが、回路が複雑になりコストが上昇するという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、電子体温計の発光素子の発光強度をほぼ一定に保持することを可能とする技術を提供することを目的としている。

上述の１以上の問題点を解決するため、本発明の電子体温計は以下の構成を備える。すなわち、電子体温計は、体温測定部と、電流値に応じて発光強度が変化する発光素子を備えた表示部と、前記体温測定部と前記表示部とに電力を供給する電源と、前記電源がＯＮ状態でありかつ前記体温測定部による体温測定終了時から第１の所定時間経過するまでの第１期間内にあるとき前記発光素子の発光をＯＮ制御可能なユーザ操作スイッチと、前記発光素子に流れる電流値を計測する計測手段と、前記発光素子に流れる電流値と発光強度の関係情報を記憶する記憶手段と、前記発光素子に流す電流の電流値を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記体温測定部による体温測定終了時から第２の所定時間（ただし、第２の所定時間は第１の所定時間より短い）経過するまでの第２期間と、前記第１期間内における前記ユーザ操作スイッチの操作後から第３の所定時間経過するまでの第３期間との両方の期間、前記表示部を照明すべく、前記計測手段により計測された電流値と前記関係情報とに基づいて、前記電源の電圧値の変化に依存せず前記発光素子の発光強度がほぼ一定となるように前記発光素子に流す電流の電流値をＰＷＭ制御する。

本発明によれば、電圧値の変化に依存せず発光素子の発光強度をほぼ一定に保持することが出来る。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（第１実施形態）
＜概要＞
本実施形態では、電子体温計の照明に用いるＬＥＤに流れる電流を、直接的又は間接的に取得し、取得した電流値を元にＬＥＤをＰＷＭ（パルス幅変調）で駆動することにより、輝度をほぼ一定に保持する方法について述べる。

つまり、電流値が比較的大きい場合にはＰＷＭのデューティ比を小さくし、電流値が小さくなるに従いデューティ比を大きくするのである。また、電源電圧が高い時に照明部駆動のデューティ比を小さくすることにより、低消費電力化が可能である。演算回路、ブザー、照明部を備える電子体温計を想定した場合、単位時間あたりの消費電力量は、一般的には、ブザー＞照明部＞演算回路の順である。ただし、照明はブザーに比較し駆動時間が比較的長いことから、結果的に照明部の消費電力量は最も大きいものとなる。そのため、照明部の低消費電力化は、電池を長持ちさせるためにも重要である。

＜電子体温計の内部構成＞
図１は、本実施形態の電子体温計の外観を示す図で、図１（ａ）は、平面図、図１（ｂ）は、側面図、図１（ｃ）は、背面図である。２は、本体ケースで、後述する演算制御部２０等の電子回路、ブザー３１、電池(電源部)４０等が収納されている。３は、ステンレス製の金属キャップで、体温測定に必要なサーミスタ１３(図２参照)等を含む温度計測部を接着剤で固定して収納している。本体ケース２と金属キャップ３は接着剤を介して液密に固定されている。この本体ケース２は、リン酸ジルコニウム銀化合物をほぼ１〜２．５重量％含むスチレン系樹脂（ハイインパクトスチロール，ＡＢＳ樹脂）、ポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレン，ポリエチレン）等で形成されて、表示部３０を覆う透明の窓部２ｄとは好ましくは二色成形で形成されている。窓部２ｄは、透明樹脂であるポリスチレン、ブタジエン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂；ポリ−２−メチルペンテン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂；セルロースアセテート等のセルロースエステル；ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等から形成される。本体ケース２の金属キャップ３の反対側には電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４が設けられている。また、本体ケース２の背面には、凹部２ａが設けられ、検温後の電子体温計を容易に把持し、取出しやすくしている。２ｂ，２ｃは滑りどめ部で、検温時に電子体温計がずれないようになっている。３０ａは、予測モードを表示する予測モード表示部、３０ｂは、ブザー音の発生を行わない、いわゆる消音モードを表示する消音モード表示部である。

図２は、本実施形態に係る電子体温計の内部ブロック図である。

本電子体温計は、温度を計測しそれをデジタル値として出力する温度計測部１０と、計測された温度から予測温度を演算すると共に本電子体温計を制御する演算制御部２０と、測定結果を表示する、バックライト用のＬＥＤ３０ｃを備えた表示部３０とから構成される。また、それぞれの構成部は電池４０を電源として動作する。

温度計測部１０は、並列に接続された感温部に設置されたサーミスタ１３及びコンデンサ１４と、測温用ＣＲ発振回路１１とから成り、サーミスタ１３の温度に対応するカウンタ１６のカウント量の変化に従い、温度をデジタル量として出力する。なお、本温度計測部１０の構成は一例であって、これに限る必要はない。

演算制御部２０は、体温測定に必要なパラメータを格納したＥＥＰＲＯＭ２２ａ、計測温度を時系列で記憶するためのＲＡＭ２３、予測式などのプログラムを格納したＲＯＭ２２、表示部３０を制御するための表示制御部３０ｄ、測温用ＣＲ発振回路１１の発振信号をカウントするカウンタ１６、ＲＯＭ２２のプログラムに従いＥＥＰＲＯＭ２２ａに書かれた条件で演算を行なう演算処理部２１、カウンタ１６，演算処理部２１，表示制御部３０ｄを制御する制御回路５０とからなる。

＜ＬＥＤおよびその制御回路＞
図３は、電池の放電特性を示す図である。

図に示されるように、電池４０が消耗するにつれ電圧値は低下する。ＬＥＤ３０ｃや演算処理部２１の動作には所定値以上の電圧が必要であり、所定値を下回るタイミングで、いわゆる電池寿命となる。

例えば、ＬＥＤ３０ｃを駆動するために必要な電圧がＶ１（Ｖ）の場合は、ＬＥＤ３０ｃはｔ１のタイミングで動作しなくなる。つまり、Ｖ１以下の電圧の場合は電流が流れず、ＬＥＤ３０ｃは発光しない。一方、ＬＥＤ３０ｃを駆動するために必要な電圧がＶ２（Ｖ）の場合は、ＬＥＤ３０ｃはｔ２のタイミングまで動作が可能である。

ここで、電池が新しく電圧が高い場合は、必要以上に電流が流れ、その結果電池の消耗が早くなる。そこで、電圧が高い場合には、後述するＰＷＭ制御などを用いて必要以上の通電を行わないようにする。

図４は、ＬＥＤおよびその周辺の回路を示した図である。

図の上下端の配線は電源線である。また、演算処理部２１からは、トランジスタを制御するための信号線（Ｌ１）と、Ｃ点での電流値を測定するためのＡ／Ｄ変換のための信号線（Ｌ２）を有している。

演算処理部２１は信号線（Ｌ１）に印加する電圧を制御によりトランジスタの動作制御することにより、ＬＥＤ３０ｃの駆動を制御可能としている。例えば、信号線（Ｌ１）に対し電圧を印加しＤ点がＨｉｇｈ状態の時には、ＬＥＤ３０ｃには電流が流れずＬＥＤ３０ｃは発光しない。一方、信号線（Ｌ１）に対し電圧を印加せずＤ点がＬｏｗ状態の時には、直列に接続されたＬＥＤ３０ｃおよび抵抗には電流が流れ、ＬＥＤ３０ｃは発光する。

ところで、ＬＥＤ３０ｃは流れる電流値に応じて発光強度が変化する。つまり、電流値が大きいほど発光強度も強くなる。また、ＬＥＤ３０ｃなどの発光素子は高速にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、人間が感じる明るさを擬似的に変化させることが可能である。

よって、電流値に応じてデューティ比を変化させ、ＬＥＤ３０ｃを駆動することにより、輝度をほぼ一定に保持することが可能であることが分かる。なお、ここで、デューティ比とは単位時間あたりの電流の通電時間（電圧の印加時間）の比率を意味する。なお、ＯＮ／ＯＦＦの切り換えを高速に動作（例えば、６０Ｈｚ以上）させることにより、人間の目で見てちらつきを感じないようにすることが可能である。以降、この動作をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動と呼ぶ。

図５は、デューティ比を説明するための図である。電圧が印加されていないか、もしくは、ＬＥＤ３０ｃの駆動電圧以下の電圧が印加されている期間については電流が流れない。その結果、その間のＬＥＤ３０ｃによる電力消費はほぼゼロになるため低消費電力化が可能である。

図６は、ＬＥＤが所定の発光強度となる電流値とデューティ比の関係を示す図である。

つまり、図に示される関係を利用して、ＬＥＤ３０ｃを駆動するデューティ比を変化させることにより、ほぼ一定の輝度でＬＥＤ３０ｃを発光させることが可能であることが理解される。つまり、電池を交換した直後など電圧が高く結果的に電流値が大きくなる際は低いデューティ比でＬＥＤ３０ｃを駆動する。一方、電池が消耗し、電圧が低く結果的に電流値が小さくなるにつれてデューティ比を徐々に高くするのである。

＜動作フロー＞
ＬＥＤ３０ｃのＰＷＭ駆動のデューティ比設定について説明する。以下のフローは、ユーザによるボタン４の押下などにより開始される。

ここで、ＥＥＰＲＯＭ２２ａには図６に示される関係を数値テーブル化したものをパラメータとしてあらかじめ記憶されているものとする。なお、ＥＥＰＲＯＭ２２ａに図６に示される関係を数式化したものを記憶し、測定した電流値に応じてデューティ比を導出する構成でもよい。

図７は、デューティ比設定のためのフローチャートである。なお、以下のステップは演算処理部２１がＲＯＭ２２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

ステップＳ７０１では、デューティ比１００％でＬＥＤ３０ｃに電圧を印加する。

ステップＳ７０２では、ステップＳ７０１で電圧が印加されている状態で、ＬＥＤ３０ｃに流れる電流値をＣＰＵ２１の信号線Ｌ２を用いて読み取る。

ステップＳ７０３では、ＬＥＤ３０ｃへの電圧の印加を終了する。

ステップＳ７０４では、ステップＳ７０２で読み取った電流値に対応するデューティ比をＥＥＰＲＯＭ２２ａに記憶されたパラメータから読み出し、ＲＡＭ２３に記憶する。なお、ＣＰＵ２１内のレジスタなどに記憶してもよい。たとえば、図６の特性を有するＬＥＤの場合は、１０ｍＡの電流値に対しては４０％のデューティ比を記憶し、６ｍＡの電流値に対しては７０％のデューティ比を記憶する。

以上のステップを経て、ＲＡＭ２３などにＰＷＭ駆動のデューティ比が記憶され、検温開始等の待ち受け状態に移行する。

図８は、ＬＥＤ駆動時のフローチャートである。（ａ）は、検温終了時のＬＥＤ３０ｃの駆動フローチャート、（ｂ）は待機時のユーザ指示によるＬＥＤ３０ｃの駆動フローチャートを示している。

まず、検温終了時のＬＥＤ３０ｃの駆動フローチャート（図８（ａ））について説明する。ここでは、検温終了後、所定の条件をトリガに自動的にＬＥＤ３０ｃを駆動する場合の動作を説明する。また、以下のステップは演算処理部２１がＲＯＭ２２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

ステップＳ８０１では、検温動作の終了に伴い、サーミスタ１３による実測値（Ｔ１）を定期的（例えば１秒毎）に取得開始する。なお、ＲＡＭ２３にはピークホールド値（Ｔｐ）として最高温度である実測値が記憶されている。

ステップＳ８０２では、最新の実測値（Ｔ１）がピークホールド値に比較し高いか否かを判断する。Ｔ１＞Ｔｐの場合は、ＴｐをＴ１の値に変更した後再びステップＳ８０２を実行する。Ｔ１＜Ｔｐの場合は、ステップＳ８０３に進む。

ステップＳ８０３では、Ｔｐ−Ｔ１が所定値（例えば０．４度）より大きいか否かを判断する。Ｔｐ−Ｔ１＜０．４の場合は、再びステップＳ８０２を実行する。Ｔｐ−Ｔ１＞０．４の場合は、ステップＳ８０４に進む。つまり、体温計を被測定部から取り外したことを０．４度の温度低下をトリガに予測しているのである。

ステップＳ８０４では、ＲＡＭ２３からステップＳ７０４で記憶されたデューティ比を読み出し、ＬＥＤ３０ｃを当該デューティ比でＰＷＭ駆動する。

ステップＳ８０５では、ＬＥＤ３０ｃの駆動開始から所定の時間（例えば２秒）経過したか否かを判断する。２秒経過した場合はステップＳ８０６に進む。２秒経過していない場合は再びステップＳ８０５を実行する。

ステップＳ８０６では、ＬＥＤ３０ｃの駆動を終了する。

以上のステップにより、電子体温計を被測定部からの取り出しを自動検出し、表示部３０に表示される情報が見易くなるように、所定の時間だけＬＥＤ３０ｃを駆動することが可能となる。また、ＬＥＤ３０ｃはステップＳ７０４で記憶されたデューティ比で駆動されているため、電池の電圧値によらずほぼ一定に保つことが出来る。

次に、待機時のユーザ指示によるＬＥＤ３０ｃの駆動フローチャート（図８（ｂ））について説明する。ここでは、ユーザによる電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４押下をトリガにＬＥＤ３０ｃを所定の時間駆動する場合の動作を説明する。なお、ここで電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４は、電源ＯＮ時の所定の条件下（例えば測定終了時）で押下された際はＬＥＤ３０ｃの制御に使用可能なよう構成されているとする。また、以下のステップは演算処理部２１がＲＯＭ２２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

ステップＳ８１１では、ユーザによる電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４の押下を検出する。

ステップＳ８１２では、ＲＡＭ２３からステップＳ７０４で記憶されたデューティ比を読み出し、ＬＥＤ３０ｃを当該デューティ比でＰＷＭ駆動する。

ステップＳ８１３では、ＬＥＤ３０ｃの駆動開始から所定の時間（例えば２秒）経過したか否かを判断する。２秒経過した場合はステップＳ８１４に進む。２秒経過していない場合は再びステップＳ８１３を実行する。

ステップＳ８１４では、ＬＥＤ３０ｃの駆動を終了する。

以上のステップにより、ユーザによる電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４の操作に従い、表示部３０に表示される情報が見易くなるように、所定の時間だけＬＥＤ３０ｃを駆動することが可能となる。また、ＬＥＤ３０ｃはステップＳ７０４で記憶されたデューティ比で駆動されているため、電池の電圧値によらずほぼ一定に保つことが出来る。

＜周辺回路の変形例＞
上記では電流値を直接測定する回路構成を用い説明を行った。しかし、電流値を直接測定せず、間接的に測定するような構成としてもよい。

図９は、ＬＥＤおよびその周辺の回路（変形例）を示した図である。

図の上下端の配線は電源線である。また、演算処理部２１からは、トランジスタを制御するための信号線（Ｌ１）と、Ｃ’点での電圧値を測定するためのＡ／Ｄ変換のための信号線（Ｌ３）を有している。なおここで、Ｒ２およびＲ３は抵抗値の大きいレベル変換用の抵抗である。

つまり、ここでは、ＬＥＤ３０ｃ（Ａ点およびＢ点の間）を流れる電流値を測定する替わりに、Ｃ’点の電圧を測定し、Ｃ’点の電圧からＡ’点の電圧（＝Ａ点の電圧）を導出している。その後、あらかじめＥＥＰＲＯＭ２２ａ内に記憶されたＬＥＤ３０ｃの電圧−電流特性テーブルを用いてＬＥＤ３０ｃに流れる電流値を導出する。

このようにして導出されたＬＥＤ３０ｃに流れる電流値、および、ＥＥＰＲＯＭ２２ａに記憶された図６に示される関係を示すパラメータによりＬＥＤ３０ｃを駆動するデューティ比を決定することが出来る。

第１実施形態に係る電子体温計の外観図である。第１実施形態に係る電子体温計の内部ブロック図である。電池における電圧の経時変化を示す図である。ＬＥＤおよびその周辺の回路図である。デューティ比を説明するための図である。ＬＥＤが所定の発光強度となる電流値とデューティ比の関係を示す図である。デューティ比設定のためのフローチャートである。ＬＥＤ駆動時のフローチャートである。ＬＥＤおよびその周辺の回路図（変形例）である。

Claims

体温測定部と、
電流値に応じて発光強度が変化する発光素子を備えた表示部と、
前記体温測定部と前記表示部とに電力を供給する電源と、
前記電源がＯＮ状態でありかつ前記体温測定部による体温測定終了時から第１の所定時間経過するまでの第１期間内にあるとき前記発光素子の発光をＯＮ制御可能なユーザ操作スイッチと、
前記発光素子に流れる電流値を計測する計測手段と、
前記発光素子に流れる電流値と発光強度の関係情報を記憶する記憶手段と、
前記発光素子に流す電流の電流値を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記体温測定部による体温測定終了時から第２の所定時間（ただし、第２の所定時間は第１の所定時間より短い）経過するまでの第２期間と、前記第１期間内における前記ユーザ操作スイッチの操作後から第３の所定時間経過するまでの第３期間との両方の期間、前記表示部を照明すべく、前記計測手段により計測された電流値と前記関係情報とに基づいて、前記電源の電圧値の変化に依存せず前記発光素子の発光強度がほぼ一定となるように前記発光素子に流す電流の電流値をＰＷＭ制御する
ことを特徴とする電子体温計。
体温測定部と、
電流値に応じて発光強度が変化する発光素子を備えた表示部と、
前記体温測定部と前記表示部とに電力を供給する電源と、
前記電源がＯＮ状態でありかつ前記体温測定部による体温測定終了時から第１の所定時間経過するまでの第１期間内にあるとき前記発光素子の発光をＯＮ制御可能なユーザ操作スイッチと、
前記発光素子に流れる電流値を計測する計測手段と、
前記発光素子に流れる電流値と発光強度の関係情報を記憶する記憶手段と、
前記発光素子に流す電流の電流値を制御する制御手段と、
前記体温測定部による検知温度の低下に基づいて前記電子体温計が被測定部位から取り外されたことを検知する検知手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記電子体温計が被測定部位から取り外されたことを前記検知手段が検知した時点から第２の所定時間（ただし、第２の所定時間は第１の所定時間より短い）経過するまでの第２期間と、前記第１期間内における前記ユーザ操作スイッチの操作後から第３の所定時間経過するまでの第３期間との両方の期間、前記表示部を照明すべく、前記計測手段により計測された電流値と前記関係情報とに基づいて、前記電源の電圧値の変化に依存せず前記発光素子の発光強度がほぼ一定となるように前記発光素子に流す電流の電流値をＰＷＭ制御する
ことを特徴とする電子体温計。
前記第２の所定時間は２秒間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子体温計。
前記記憶手段は前記発光素子に印加される電圧値と電流値との関係を示すテーブルをさらに記憶し、
前記計測手段は前記電源の電圧値と前記テーブルとに基づいて前記発光素子に流れる電流の電流値を推定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電子体温計。
体温測定部と、電流値に応じて発光強度が変化する発光素子を備えた表示部と、前記体温測定部と前記表示部とに電力を供給する電源と、前記発光素子の発光をＯＮ制御可能なユーザ操作スイッチと、前記発光素子に流れる電流値と発光強度の関係情報を記憶する記憶手段と、を有する電子体温計の制御方法であって、
前記発光素子に流れる電流値を計測する計測工程と、
前記発光素子に流す電流の電流値を制御する制御工程と、
を有し、
前記ユーザ操作スイッチは、前記電源がＯＮ状態でありかつ前記体温測定部による体温測定終了時から第１の所定時間経過するまでの第１期間内にあるとき前記発光素子の発光をＯＮ制御可能なように構成されており、
前記制御工程では、前記体温測定部による体温測定終了時から第２の所定時間（ただし、第２の所定時間は第１の所定時間より短い）経過するまでの第２期間と、前記第１期間内における前記ユーザ操作スイッチの操作後から第３の所定時間経過するまでの第３期間との両方の期間、前記表示部を照明すべく、前記計測工程により計測された電流値と前記関係情報とに基づいて、前記電源の電圧値の変化に依存せず前記発光素子の発光強度がほぼ一定となるように前記発光素子に流す電流の電流値をＰＷＭ制御する
ことを特徴とする制御方法。
体温測定部と、電流値に応じて発光強度が変化する発光素子を備えた表示部と、前記体温測定部と前記表示部とに電力を供給する電源と、前記発光素子の発光をＯＮ制御可能なユーザ操作スイッチと、前記発光素子に流れる電流値と発光強度の関係情報を記憶する記憶手段と、を有する電子体温計の制御方法であって、
前記発光素子に流れる電流値を計測する計測工程と、
前記発光素子に流す電流の電流値を制御する制御工程と、
を有し、
前記ユーザ操作スイッチは、前記電源がＯＮ状態でありかつ前記体温測定部による体温測定終了時から第１の所定時間経過するまでの第１期間内にあるとき前記発光素子の発光をＯＮ制御可能なように構成されており、
前記制御工程では、前記体温測定部による検知温度の低下に基づいて前記電子体温計が被測定部位から取り外されたことを検知した時点から第２の所定時間（ただし、第２の所定時間は第１の所定時間より短い）経過するまでの第２期間と、前記第１期間内における前記ユーザ操作スイッチの操作後から第３の所定時間経過するまでの第３期間との両方の期間、前記表示部を照明すべく、前記計測工程により計測された電流値と前記関係情報とに基づいて、前記電源の電圧値の変化に依存せず前記発光素子の発光強度がほぼ一定となるように前記発光素子に流す電流の電流値をＰＷＭ制御する
ことを特徴とする制御方法。