JP5378028B2 - 電子体温計及び作動制御方法 - Google Patents
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Description
サーミスタとコンデンサとが直列に接続された積分回路と、
前記積分回路における前記コンデンサの電圧と所定電圧との比較結果を示す比較信号を出力する比較手段と、
クロック信号を生成するクロック手段と、
前記積分回路の前記コンデンサにおける充電または放電の開始から前記比較信号の変化を検出するまでの期間の前記クロック信号のカウント値と、前記クロック信号の周波数とに基づいて、前記コンデンサにおける充電時間または放電時間を計測する計測手段と、
前記計測手段で計測された前記充電時間または前記放電時間に基づいて前記サーミスタの周辺温度を算出する算出手段とを備え、
前記クロック手段は、前記算出手段で算出された周辺温度に基づいて、前記クロック信号の周波数を切替える。
1.電子体温計の外観構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる電子体温計100の外観構成を示す図であり、図1(a)は平面図を、図1(b)は側面図をそれぞれ示している。101は本体ケースで、図2により後述する演算制御部220等の電子回路、電池(電源部)250等が収納される。
図2は本実施形態にかかる電子体温計100の機能構成を示す内部ブロック図である。
3.1 電子体温計における体温計測処理の全体の流れ
次に、電子体温計における体温計測処理の流れについて説明する。なお、ここでは、平衡温予測式の電子体温計100の体温計測処理の流れについて説明するが、本発明はこれに限定されず、実測式の電子体温計、予測/実測を併用するタイプの電子体温計にも適用可能である。
温度計測部210は、サーミスタとコンデンサが直列に接続された積分回路と、積分回路におけるコンデンサの電圧と所定電圧との比較結果を示す比較信号を出力する比較回路を有する。(図4により後述する)そして、タイマー222は、積分回路のコンデンサにおける充電または放電の開始(定常状態から過渡状態への移行の開始)から比較信号の変化を検出するまでの期間を充電時間或いは放電時間(すなわち、過渡期間)とし、その期間の長さをクロック発生部228が発生するクロック信号を計数することで計測する。この充電時間或いは放電時間は、サーミスタの抵抗値の変化に応じて変化するため、演算処理部223は、充電時間或いは放電時間の計測結果からサーミスタの抵抗値、すなわち、温度値を得ることができる。タイマー222によって計数されるクロックの周波数は高いほど計測精度が上がるが、電力消費は大きくなる。クロックの周波数を低く抑えれば電力消費を低減できるが、計測精度は低下してしまう。本実施形態では、クロック発生部228が発生するクロック信号の周波数を切替えることにより、計測精度を維持すると共に省電力化を図る。すなわち、体温測定中であるか否かを判定し、体温測定中であれば高周波数のクロックを用いてタイマー222による過渡期間の計測精度を維持し、体温測定中で無ければ低周波数のクロックを用いて省電力化を図る。
次に、温度計測部210の詳細構成及び、ステップS301において開始される温度計測処理の流れについて説明する。なお、温度計測処理の説明にあたっては、本実施形態における温度計測処理の特徴をより明確にするために、はじめに、一般的な温度計測処理の流れを説明する。
図4は、温度計測部210の詳細構成を示す図である。図4に示すように、温度計測部210では、互いに並列に接続されたサーミスタ401及び基準抵抗素子402が、それぞれ、コンデンサ403に直列に接続されている。すなわち、サーミスタ401とコンデンサ403は積分回路を構成する。また、同様に基準抵抗素子402とコンデンサ403も積分回路を構成しており、基準抵抗素子402とサーミスタ401は並列に接続されている。そして、サーミスタ401とコンデンサ403とを含む系の両端、及び基準抵抗素子402とコンデンサ403とを含む系の両端には、電圧切替部410を介してそれぞれ交互に電圧Vが印加されるように構成されている。すなわち、電圧切替部410は、端子T1に電圧Vを印加してコンデンサ403を充電した後、端子T1を0Vとしてコンデンサ403によるサーミスタ401を介した放電を開始させる。また、電圧切替部410は、端子T2に電圧Vを印加してコンデンサ403を充電した後、端子T2を0Vとしてコンデンサ403による基準抵抗素子402を介した放電を開始させる。なお、コンデンサ403への充電は、端子T1、T2のいずれか一方のみを用いるようにしてもよい。
なお、上式において、基準温度は37℃としている。
図5は、一般的な温度計測処理の流れを示すフローチャートであり、図6は、コンデンサ403の両端の電圧の時間変化及びA/D変換部420より出力されるディジタル信号の時間変化を示す図である。図5及び図6を用いて、一般的な温度計測処理の流れについて説明する。
ここで、図6の例では、基準抵抗素子402とコンデンサ403の系の両端に印加した電圧と、サーミスタ401とコンデンサ403の系の両端に印加した電圧とが、同じであるとしている。
図7は、本実施形態における温度計測処理の流れを示すフローチャートであり、図8は、コンデンサ403の両端の電圧の時間変化及びA/D変換部420より出力されるディジタル信号の時間変化を示す図である。図7及び図8を用いて、本実施形態における温度計測処理の流れについて説明する。
上記第1の実施形態では、温度計測処理開始直後から、コンデンサの充電/放電を4回繰り返すことにより、1回の温度計測処理を完了する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、コンデンサの充電/放電を3回繰り返すことにより、1回の温度計測処理を完了する構成としてもよい。
上記第1の実施形態では、温度計測処理開始直後から、コンデンサの充電/放電を、4回繰り返すことにより、1回の温度計測処理が完了する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、放電時間を繰り返し計測することによる電源部の電圧低下が、一定の閾値以内に収束した後から、コンデンサの充電/放電を繰り返すことにより、1回の温度計測処理を完了する構成としても良い。
Claims (8)
- サーミスタとコンデンサとが直列に接続された積分回路と、
クロック信号を生成するクロック手段と、
前記積分回路において定常状態から過渡状態に移行した際の過渡期間を前記クロック信号をカウントすることにより計測する計測手段と、
前記計測手段で計測された前記過渡期間に基づいて温度値を算出する算出手段とを備え、
前記クロック手段は、前記算出手段で算出された温度値に基づいて、前記クロック信号の周波数を切替えることを特徴とする電子体温計。 - 前記クロック手段は、前記算出手段で算出された温度値が所定温度またはそれ以上である場合の前記クロックの周波数を、前記算出された温度値が前記所定温度よりも低い場合の周波数よりも高くすることを特徴とする請求項1に記載の電子体温計。
- 前記計測手段は、
前記積分回路における前記コンデンサの電圧と所定電圧との比較結果を示す比較信号を出力する比較手段を備え、
前記積分回路の前記コンデンサにおける放電の開始から前記比較信号の変化を検出するまでの期間において前記クロック信号をカウントすることにより前記過渡期間を計測することを特徴とする請求項1または2に記載の電子体温計。 - 前記積分回路は、更に前記コンデンサと直列に、且つ、前記サーミスタと並列に接続された基準抵抗体を有し、
前記計測手段は、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記サーミスタを介して放電して得られる放電時間と、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記基準抵抗体を介して放電して得られる放電時間との少なくとも2つの放電時間を計測し、
前記算出手段は、前記計測手段で計測された前記少なくとも2つの放電時間を用いて温度値を算出することを特徴とする請求項3に記載の電子体温計。 - 前記計測手段は、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記サーミスタを介して放電して得られる第1の放電時間の計測と、前記第1の放電時間の計測の直前及び直後において前記コンデンサに蓄積された電荷を前記基準抵抗体を介して放電して得られる第2及び第3の放電時間の計測を行い、
前記算出手段は、前記第2及び第3の放電時間の平均値と、前記第1の放電時間とを用いて温度値を算出することを特徴とする請求項4に記載の電子体温計。 - 所定のサンプリングタイミングで前記計測手段を機能させることにより温度値を取得する取得手段を更に備え、
前記計測手段は、前記所定のサンプリングタイミングの各々において、前記放電時間の計測の開始に先立って、少なくとも1回の前記コンデンサへの充電と放電を行うことを特徴とする請求項4または5に記載の電子体温計。 - 前記計測手段は、前記コンデンサからの前記基準抵抗体を介した放電を複数回繰り返し、前回の放電時間と今回の放電時間との差が所定値以下になった場合に当該今回の放電時間を前記第2の放電時間とし、当該今回の放電時間の計測の直後に前記コンデンサから前記サーミスタを介した放電を行って前記第1の放電時間を計測し、更に、前記第1の放電時間の計測の直後に前記コンデンサから前記基準抵抗体を介した放電を行って前記第3の放電時間を計測することを特徴とする請求項5に記載の電子体温計。
- サーミスタとコンデンサとが直列に接続された積分回路と、
クロック信号を生成するクロック手段とを備えた電子体温計の制御方法であって、
前記積分回路において定常状態から過渡状態に移行した際の過渡期間を前記クロック信号をカウントすることにより計測する計測工程と、
前記計測工程で計測された前記過渡期間に基づいて温度値を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された温度値に基づいて、前記クロック手段が発生する前記クロック信号の周波数を切替える切替工程とを有することを特徴とする電子体温計の制御方法。
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