JP5457235B2 - 電子体温計およびその表示制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検者の体温を計測する電子体温計に関するものである。

従来より、被検者の体温を計測する電子体温計として、水銀体温計の形状を踏襲した、細長い棒状の先端部に感温部を備え、被検者の腋下等に挟むことで体温の計測を行う電子体温計が一般的に知られている（特許文献１）。

このような電子体温計においては、当然のことながら、電子回路や温度検出のための温度センサ部を駆動するための電源が必要である。そのような電源として、一般には、小型の一次電池が電子体温計に内蔵される。このような一次電池は消耗品であり、一次電池の寿命が尽きてしまえば、電子体温計は動作しなくなる。一次電池を交換可能に構成した電子体温計も存在するが、液密性をより確実に維持するための工夫が必要となる。そこで、一次電池に代えて、太陽電池と二次電池（充電池）を利用することが提案されている（特許文献２）。すなわち、太陽電池により生じた電力により二次電池が充電され、充電された二次電池を電源として用いて電子体温計が駆動される。

特開２００８−２０３０９６号公報 特開２００７−１９８８６８号公報

しかしながら、二次電池を太陽電池で充電するためにそれなりの時間がかかる。また、体温計測中、電子体温計は被検者の脇の下に挟まれたり、衣服の下に隠されたりするため、太陽電池が安定して電力を供給できる環境にはなく、太陽電池から直接に供給される電力だけを用いて電子体温計を駆動することは困難である。

そこで、二次電池に代えて、高速充電が可能であり、半永久的に繰り返して利用することができるコンデンサ（キャパシタ）を用いることが考えられる。すなわち、太陽電池を用いて、少なくとも１回の体温計測に必要な電力をコンデンサに充電し、当該充電された電力を用いて電子体温計による体温計測を実行させることが考えられる。

上述したように、コンデンサは高速に充電され得るが、太陽電池を利用した充電である場合、周囲の環境により充電に要する時間は大きく異なってくる。例えば、直射日光下（１万〜１０万ルクス）では１０〜２０秒程度で体温計測が可能となるものの、室内光下（４００〜５００ルクス）では体温計測に使用可能な状態となるまでに２０分程度の充電時間が必要となってしまう。

以上のように、電子体温計のおかれている環境やコンデンサの充電残量によって体温計を使用できるようになるまでの待ち時間は変化するため、現在の環境において後どれくらい充電すればよいかをユーザに通知することが望まれる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、電子体温計を使用できるようになるまで充電するのに必要な残り時間をユーザに通知可能な電子体温計及びその表示制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の一態様による電子体温計は以下の構成を備える。すなわち、
光エネルギを電力に変換する太陽電池を有する電子体温計であって、
前記太陽電池が発電した電力により充電されるコンデンサと、
前記コンデンサに充電された電力により体温計測を行う計測手段と、
前記太陽電池が発電している電力と前記コンデンサの充電状態とを検出する検出手段と、
前記検出手段で得られた前記電力と前記充電状態とに基づいて、前記計測手段による少なくとも１回の体温計測の実行を可能とする状態まで前記コンデンサが充電されるのに要する残り充電時間を推定する推定手段と、
表示部に設けられた、前記計測手段による体温計測の結果である体温を数値で表示するための表示器に、前記推定手段で推定した残り充電時間を数値により表示するとともに、前記コンデンサの前記充電状態に応じて前記表示部に設けられた複数のセグメントを順次点灯させる表示制御手段とを備える。

また、上記の目的を達成するための本発明の他の態様による電子体温計の表示制御方法は、
光エネルギを電力に変換する太陽電池と、前記太陽電池が発電した電力により充電されるコンデンサと、前記コンデンサに充電された電力により体温計測を行う計測手段とを備えた電子体温計における表示制御方法であって、
前記太陽電池が発電している電力と前記コンデンサの充電状態とを検出する検出工程と、
前記検出工程で得られた前記電力と前記充電状態とに基づいて、前記計測手段による少なくとも１回の体温計測の実行を可能とする状態まで前記コンデンサが充電されるのに要する残り充電時間を推定する推定工程と、
表示部に設けられた、前記計測手段による体温計測の結果である体温を数値で表示するための表示器に、前記推定工程で推定された残り充電時間を数値により表示するとともに、前記コンデンサの前記充電状態に応じて前記表示部に設けられた複数のセグメントを順次点灯させる表示制御工程とを有する。

本発明によれば、現在の環境下での充電において、電子体温計を使用できるようになるまで充電するのに必要な残り時間をユーザに通知することが可能となる。

実施形態による電子体温計の外観を示す図である。 実施形態による電子体温計の制御構成の位置例を示すブロック図である。 実施形態による電子体温計の動作を説明するフローチャートである。 充電に関する所要時間の推定のためのテーブルの例を示す図である。 実施形態による電子体温計の、充電に関する所要時間表示の例を示す図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態の一例について説明する。

図１は本実施形態による電子体温計１００の外観を示す図である。図１に示されるように、対衝撃性のＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂で形成された筐体１０１には、体温の計測結果等を表示するための表示部１０２が設けられている。また、筐体１０１の先端は、温度検出部２０６を液密に内蔵する金属キャップ１００ａが設けられている。表示部１０２は、透明の熱可塑性樹脂で形成された窓部とその中に設けられたＬＣＤで構成されている。窓部と筐体１０１は、好ましくは２色成形等で液密構造となっている。更に、電子体温計１００には、光エネルギを電力に変換する太陽電池１０３が好ましくは液密構造にて設けられている。太陽電池１０３で発電した電力は、後述するようにコンデンサに蓄積され、電子体温計１００を駆動するための電力として用いられる。太陽電池１０３を駆動電源として用いることで、電池交換が不要となり、測定開始／停止スイッチを設ける必要がなく、金属キャップ１００ａ，表示部１０２，太陽電池１０３を液密構造とすることで、水洗やアルコール等による消毒が可能となる。なお、電子体温計１００の形状、表示部１０２や太陽電池１０３の形状や配置等は図示のものに限られるものではない。また、表示部１０２も、ＬＣＤに限られるものではなく、ＬＥＤやＥＬなどを用いた構成としても良い。

図２は、本実施形態による電子体温計１００の制御構成例を示すブロック図である。コンデンサ２０１は、太陽電池１０３が発電し、供給する電力によって充電され、少なくとも１回分の体温計測の実行を可能とする電力を蓄積する。コンデンサ２０１としては、例えば、アルミ電界コンデンサや電気二重層キャパシタ等を利用することができる。ダイオード２０２は、太陽電池１０３への電流の流れ込み、すなわち逆流を防止するために設けられている。電圧制御部２０３は、太陽電池１０３や電力やコンデンサ２０１から供給される電力を用いて制御部２００に対して安定した電圧（例えば１．５Ｖ）を供給する。また、制御部２００に対する電力供給とは別経路で温度検出部２０６に対して安定した駆動電力を供給する。なお、電圧制御部２０３から温度検出部２０６への電力供給は、演算制御部２０５の制御下でオンオフが可能となっている。

出力監視回路２０４は、太陽電池１０３の出力電力や、コンデンサ２０１の充電状態を検出し、その検出結果を対応した数値に変換して演算制御部２０５に提供する。演算制御部２０５は、出力監視回路２０４から提供された検出結果の数値を、太陽電池１０３の発電電力やコンデンサ２０１の充電量に変換して用いる。なお、出力監視回路２０４が、検出結果として、太陽電池１０３の発生している電力やコンデンサ２０１の充電量を取得し、これを演算制御部２０５に提供するようにしても良い。演算制御部２０５は不図示のＣＰＵやメモリを有し、温度検出部２０６から取得される測定温度に基づいて平衡温度を予測し、これを体温計測結果として表示部１０２に表示するなど、電子体温計１００における各種制御を行う。また、演算制御部２０５は、出力監視回路２０４との協働により、太陽電池１０３による発電電力とコンデンサ２０１の充電量を検出（監視）し、検出された電力と充電量とに基づいて、少なくとも１回の体温計測の実行を可能とする状態までコンデンサ２０１が充電されるのに要する時間を推定する（詳細は後述する）。温度検出部２０６は、サーミスタ等の検温素子２０８と、検温素子２０８の温度による電気特性の変化を温度値もしくはこれに対応した数値に変換する測定処理回路２０７とを有する。測定処理回路２０７としては、例えば、検温素子２０８とともに発振回路を形成し、その発振周波数を測定することで温度に対応したデータを得るものなど、如何なる方式の構成を採用してもよい。

ブザー２０９は、例えば、演算制御部２０５が平衡温度の予測を完了した際に、体温計測の終了をユーザに通知するために用いられる。スイッチ２１０は、例えばマグネットリードスイッチを含む。マグネットリードスイッチは電子体温計１００が収納ケースから取り出されることによりＯＮ状態となり、演算制御部２０５はこのリードスイッチがＯＮ状態であることを検出すると、体温計測の処理を起動する。体温計測の処理が起動された電子体温計１００を脇下などに挟むと、演算制御部２０５は、温度検出部２０６で検出される温度の上昇により体温計測の開始を検出するとともに、平衡温度の予測を開始する。

本実施形態の電子体温計１００は、太陽電池１０３もしくはコンデンサ２０１から供給される電力により駆動する。電圧制御部２０３は、まず出力監視回路２０４、演算制御部２０５、表示部１０２を駆動可能とするように電力を供給する。演算制御部２０５は電圧制御部２０３から電力供給を受けると、図３に示す処理を開始する。

図３は、本実施形態の電子体温計の動作を説明するフローチャートである。まず、Ｓ３０１において、演算制御部２０５は出力監視回路２０４が検出したコンデンサ２０１における充電量を取得する。Ｓ３０２において、演算制御部２０５は、Ｓ３０１で取得されたコンデンサ２０１の充電量が体温計測を実行するのに十分であるかどうかを判定する。充電量が十分であると判定された場合は、処理はＳ３０３に進み、演算制御部２０５は電圧制御部２０３を制御して、温度検出部２０６に電力を供給させる。こうして、温度検出部２０６が駆動状態になると、Ｓ３０４において、演算制御部２０５は体温測定のための処理を開始する。体温測定の処理において、演算制御部２０５は、温度検出部２０６により計測された温度値の変化に基づいて、体温の計測開始を検知し、更に、その平衡時の温度を予測する。３０秒程度で予測を終えるとブザー２０９を鳴動するとともに、その予測値（すなわち体温計測値）を表示部１０２に表示する。なお、平衡温度の予測等を含む体温測定の処理には周知の如何なる手法も適用可能であり、ここではその詳細な説明は省略する。体温計測を終えると処理はＳ３０１に戻る。

一方、Ｓ３０２でコンデンサ２０１における充電量が不十分であると判定されると、処理はＳ３０５へ進む。Ｓ３０５において、演算制御部２０５は、電圧制御部２０３が温度検出部２０６へ電力を供給している場合には、その電力供給を停止させる。

次に、Ｓ３０６において、演算制御部２０５は、太陽電池１０３が発電している電力量を検出する。なお、太陽電池１０３から出力される電力量は出力監視回路２０４が検出し、演算制御部２０５に通知される。出力監視回路２０４が太陽電池１０３からの出力を検出できている場合（すなわち、太陽電池１０３が発電している場合）は、処理はＳ３０７からＳ３０８へ進む。Ｓ３０８において、演算制御部２０５は、コンデンサ２０１の充電量と太陽電池１０３からの出力電力に基づいて、現時点から、少なくとも１回の体温計測を行えるだけの電力がコンデンサ２０１に充電されるまでに要する時間（所要時間）を算出（推定）する。そして、Ｓ３０９において、その算出結果、すなわち、電子体温計１００が使用可能になるまでの所要時間（残り充電時間）を表示部１０２に表示する。Ｓ３０７において出力監視回路２０４が太陽電池１０３からの出力を検出できていない場合（太陽電池１０３からの出力がない場合）は、処理をＳ３０１へ戻す。なお、Ｓ３０７では、単に太陽電池からの出力が検出されるのを待つ処理としても良い。したがって、Ｓ３０７でＮＯと判定された場合に、処理をＳ３０６へ戻すようにしてもよい。

なお、Ｓ３０８における、所要時間を推定する例としては以下のような方法が挙げられる。すなわち、コンデンサ２０１への単位時間の充電量Δｃと太陽電池が発電している電力量ｐとの関係をｆ（ｐ）とする。この場合、目標とする充電量をＣtarget、現在の充電量をＣpresentとすれば、目標とする充電量までコンデンサ２０１が充電されるまでの時間ｔは、
ｔ＝（Ｃtarget−Ｃpresent）／Δｃ＝（Ｃtarget−Ｃpresent）／ｆ（ｐ）
で表される。ここで、単位時間の充電量Δｃと太陽電池が発電している電力量ｐが比例関係にあるとすれば、ｋを比例定数として、
ｔ＝（Ｃtarget−Ｃpresent）／ｋｐ
のように算出することができる。

また、Ｓ３０８における所要時間の算出（推定）は、上述のように太陽電池１０３の出力とコンデンサ２０１の充電状態を所定の演算式に代入して算出しても良いが、図４に示すようなテーブルを参照して所要時間を決定するようにしても良い。このようなテーブルは演算制御部２０５のメモリに保持しておくことができる。例えば、太陽電池１０３の出力がｙのとき、コンデンサ２０１の現在の充電状態が３０％ならば所要時間はｔ３となる。同様に、コンデンサ２０１の現在の充電状態が５０％ならば所要時間はｔ２、コンデンサ２０１の現在の充電状態が７０％ならば所要時間はｔ１（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）となる。以上、太陽電池が発電している電力量とコンデンサの充電状態に基づいて残り充電時間を推定する方法の例を示したが、本発明は上述した方法に限定されるものではない。

図５の（ａ）は、Ｓ３０９における表示部１０２への残り充電時間表示の例を示す図である。例えば、通常は計測された体温の表示に用いられる表示部である７セグメント４０１を用いて、「分」を単位とした１０進法で上記所要時間を表示する。図５（ａ）の例では、所要時間が２．５分（すなわち２分３０秒）であることを示している。

また、このとき、出力監視回路２０４が検出したコンデンサ２０１の充電量と太陽電池１０３の出力の状態を表示するようにしても良い。例えば、演算制御部２０５は、図形セグメント４０２を用いてこれらを表示する。本例において、円形セグメント４１１には、太陽電池の出力状態が、その出力量（電力量）に応じた色や濃淡により表示される。例えば、出力量の小→大に応じて、色を「青」→「赤」、或いは、濃度を「淡」→「濃」のように変化させて、太陽電池１０３の出力状態を表示する。ユーザはこのような表示により、太陽電池１０３における光量が十分であるか、或いは不足しているかを知ることができる。したがって、ユーザは、早く充電を終わらせたいような場合に、より明るい場所へと電子体温計１００を持っていくといった対応をとることができる。

また、円形セグメント４１１の周囲には複数の三角形セグメント４１２が配置されており、本例ではこの三角形セグメント４１２によりコンデンサ２０１の充電状態を表示する。すなわち、コンデンサ２０１の充電量に応じて、点灯している（色が変更された）三角形セグメント４１２の個数が変更される。例えば、１２時の位置の三角形セグメントを起点として、充電量に応じて時計回りに点灯する三角形セグメントを増やすようにする。これにより、ユーザはコンデンサ２０１における充電状態を知ることができる。

なお、上述した表示形態は単なる一例を示すものであり、Ｓ３０８で算出された所要時間に基づいた通知を行えるものであればどのような表示形態を用いても良い。例えば、図５の（ｂ）に示すように、表示部１０２において所要時間が記載された複数のセグメント４１３を表示部１０２に用意しておき、Ｓ３０８で推定された所要時間に最も近い時間が記載されたセグメントを点灯（色の変更）するようにしても良い。また、Ｓ３０１で検出されたコンデンサ２０１の充電量やＳ３０６検出された太陽電池１０３からの出力状態を示すための表示においても、様々な表示形態を適用できることはいうまでもない。

以上のように、上記実施形態によれば、電子体温計１００が充電の必要な状態であった場合に、体温計を使用できるまでの時間を把握することができる。また、太陽電池１０３の出力状態を示す表示や、コンデンサ２０１の充電状態を示す表示はオプションであるが、これらを体温計測が可能となるまでの所要時間と同時に表示することで、充電に適した環境であるかどうかなどをユーザが容易に判断することができる。

なお、上記実施形態では、コンデンサ２０１の充電量と太陽電池１０３の出力状態に基づいて所要時間を推定（算出）し、これを表示するようにしたが、これに限られるものではない。例えば、Ｓ３０１で検出されたコンデンサ２０１の充電量とＳ３０６検出された太陽電池１０３からの出力状態とを、例えば図形セグメント４０２によりユーザに通知することで、体温計測が可能となるまでの所要時間をユーザに推定させるようにしても良い。

所要時間の表示を行わない場合は、出力監視回路２０４が検出した太陽電池１０３の出力状態とコンデンサ２０１の充電状態が、例えば表示部１０２の図形セグメント４０２に表示されればよい。したがって、推定処理（Ｓ３０８）といったような複雑な処理が不要となるため、演算制御部２０５を用いずに、出力監視回路２０４の出力で図形セグメント４０２を駆動できるように構成することが可能である。この場合、充電中は演算制御部２０５に太陽電池１０３の電力を供給しないで済むので、コンデンサ２０１への充電をより高速化できる。

また、上記実施形態では、太陽電池１０３の出力をコンデンサ２０１の充電と制御部２００の駆動に用いたがこれに限られるものではない。例えば、太陽電池１０３とは別に、演算制御部２０５を駆動するための太陽電池を設け、充電中はこの別途設けられた太陽電池を用いて演算制御部２０５を駆動するようにしても良い。
また、上記実施形態では、コンデンサ２０１を用いたが、これに代えて二次電池を用いた構成にも適用できる。

１０１：電子体温計 １０２：ＬＣＤ １０３：太陽電池 ２０１：コンデンサ ２０２：逆流防止ダイオード ２０３：電圧制御部 ２０４：出力監視回路 ２０５：演算制御部 ２０６：温度検出部

Claims (3)

1. 光エネルギを電力に変換する太陽電池を有する電子体温計であって、
   前記太陽電池が発電した電力により充電されるコンデンサと、
   前記コンデンサに充電された電力により体温計測を行う計測手段と、
   前記太陽電池が発電している電力と前記コンデンサの充電状態とを検出する検出手段と、
   前記検出手段で得られた前記電力と前記充電状態とに基づいて、前記計測手段による少なくとも１回の体温計測の実行を可能とする状態まで前記コンデンサが充電されるのに要する残り充電時間を推定する推定手段と、
   表示部に設けられた、前記計測手段による体温計測の結果である体温を数値で表示するための表示器に、前記推定手段で推定した残り充電時間を数値により表示するとともに、前記コンデンサの前記充電状態に応じて前記表示部に設けられた複数のセグメントを順次点灯させる表示制御手段とを備えることを特徴とする電子体温計。
2. 前記表示制御手段は、更に、前記検出手段が検出した前記太陽電池が発電している電力量を示す表示を前記表示部において行うことを特徴とする請求項１に記載の電子体温計。
3. 光エネルギを電力に変換する太陽電池と、前記太陽電池が発電した電力により充電されるコンデンサと、前記コンデンサに充電された電力により体温計測を行う計測手段とを備えた電子体温計における表示制御方法であって、
   前記太陽電池が発電している電力と前記コンデンサの充電状態とを検出する検出工程と、
   前記検出工程で得られた前記電力と前記充電状態とに基づいて、前記計測手段による少なくとも１回の体温計測の実行を可能とする状態まで前記コンデンサが充電されるのに要する残り充電時間を推定する推定工程と、
   表示部に設けられた、前記計測手段による体温計測の結果である体温を数値で表示するための表示器に、前記推定工程で推定された残り充電時間を数値により表示するとともに、前記コンデンサの前記充電状態に応じて前記表示部に設けられた複数のセグメントを順次点灯させる表示制御工程とを有することを特徴とする電子体温計の表示制御方法。

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