JP6207309B2 - 電子体温計および報知装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子体温計および報知装置に関する。

現在普及している多くの電子体温計は、予測検温機能と実測検温機能を有している。こうした電子体温計は、内蔵されている圧電ブザーにより、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に、使用者に検温完了を報知する。電子体温計を含む一般的な電子機器のブザー音は、２〜４ｋＨｚ程度の周波数帯域であることが多い。これは、２〜４ｋＨｚ程度が、健常者が聞き取りやすい可聴周波数であり、圧電ブザーの音圧が得られやすい周波数であるためである。

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にくくなる。このため、電子機器のブザー音を聞き取りやすくするための様々な技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、検温動作が終了した場合に２又は３種類の周波数で構成される複数の音を所定パターンに従って報知するブザー音報知手段により、高齢者にも聞きやすいブザー音を発することができる電子体温計が記載されている。特許文献２には、電気機器の作動状態の変化を知らせる報知音を感知して取り込み、取り込まれた報知音に応じて聴覚情報や視覚情報を出力することで、電気機器から発せられる報知音を高齢者でも的確に認識できるようにする報知音変換装置が記載されている。また、特許文献３には、機器の本体に取り付けられ、機器が発する報知音を検知し、より認識しやすい大きな音量や異なる周波数の報知音を発する報知装置が記載されている。

特開２００７−０２４５９４号公報 特開２００４−０２０８１７号公報 特開２００２−３１２８５８号公報

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う。したがって、聞き取りやすい周波数に変換するなどの処理を行ったとしても、衣服内から発生するブザー音は依然として聞き取りにくく、使用者が検温完了を認識できないおそれがある。また、報知音を変換して出力する従来技術ではブザー音をパルス列により識別しており、ブザー音が空中伝搬するときに外乱音が混入すると、ブザー音のパルス列は正確に識別できないおそれがある。

そこで、本発明は、本構成を有しない場合と比べて、検温完了を使用者により確実に報知可能な電子体温計を提供することを目的とする。

本発明に係る電子体温計は、被測定部位の温度を検出する測温部と、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圧電ブザーと、集音部と、集音部により集音された音波が圧電ブザーのブザー音であるか否かをブザー音に固有の高調波の有無に基づき判定する判定部と、判定部による判定結果に応じて、圧電ブザーのブザー音が検出されたことを報知する報知部とを有することを特徴とする。

本発明に係る電子体温計では、判定部は、圧電ブザーのブザー音の基本周波数および高調波の周波数について、集音部により集音された音波のレベルが予め定められたしきい値を超えているときに、音波をブザー音であると判定することが好ましい。

本発明に係る電子体温計では、報知部は、圧電ブザーのブザー音が検出されたことを振動により報知することが好ましい。

本発明に係る電子体温計では、集音部、判定部および報知部は、測温部および圧電ブザーを含む本体から分離した報知ユニットとして構成されていることが好ましい。

また、本発明に係る報知装置は、集音部と、集音部により集音された音波が電子体温計に内蔵された圧電ブザーのブザー音であるか否かをブザー音に固有の高調波の有無に基づき判定する判定部と、判定部の判定結果に応じて、圧電ブザーのブザー音が検出されたことを報知する報知部とを有することを特徴とする。

本発明の電子体温計によれば、本構成を有しない場合と比べて、検温完了を使用者により確実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１６について説明するための図である。 圧電ブザー１６がブザー音を発していないときと発しているときに集音部２１により集音された音波の周波数スペクトルの例を示す図である。 電子体温計１の本体１０と報知ユニット２０の動作例を示すシーケンス図である。 衣服５０の上に装着可能な報知ユニット４０の外観図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る電子体温計および報知装置について詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

図１は、電子体温計１の外観図である。電子体温計１は、本体１０と、報知ユニット２０とを有する。

本体１０は、腋窩に挟まれて使用される電子体温計１の本体部分であり、測温部１１と、表示部１２と、スイッチ１３とを有する。測温部１１は、被測定部位の温度を検出する。表示部１２は、体温の測定値や測定中である旨を表示する。スイッチ１３は、本体１０の電源をオン／オフするためのスイッチである。

報知ユニット２０は、電子体温計１の検温完了のブザー音を検出し、そのブザー音を、より知覚しやすい光や振動などの異なる形態に変換して使用者に報知する。報知ユニット２０は、例えばゴム製のキャップ形状を有し、本体１０の測温部１１とは反対側の端部にはめ込まれる。

図２は、電子体温計１の機能ブロック図である。

本体１０は、測温部１１と、表示部１２と、スイッチ１３と、温度記憶部１４と、制御部１５と、圧電ブザー１６とを有する。

温度記憶部１４は、測温部１１で順次測定される実測温度の値を記憶するメモリである。また、温度記憶部１４は、電子体温計１が前回使用されたときの測定値も記憶する。

制御部１５は、電子体温計１の制御プログラムが記憶されたメモリやＣＰＵなどで構成され、予測検温と実測検温を行う機能ブロックとして、予測部１５Ａと、安定検出部１５Ｂとを有する。

予測部１５Ａは、測温部１１で検出された実測温度を順次取得し、測定開始後の予め設定された時点での実測温度を予測演算用データとして、予測用の演算式を用いることにより、予測温度を算出する。なお、予測演算用データとして取り込むデータ数や、取り込むタイミングなどは適宜設定することができる。制御部１５は、予測部１５Ａが算出した予測温度を表示部１２に表示させる。また、制御部１５は、予測部１５Ａによる予測検温が完了したときに、圧電ブザー１６を駆動してブザー音を発生させる。

安定検出部１５Ｂは、測温部１１で検出された実測温度と温度記憶部１４に記憶されている最高温度値とを比較して、測温部１１が熱平衡状態になり温度上昇が安定したか否かを判定する。安定検出部１５Ｂは、安定状態に達したと判定したときに、表示部１２に表示されている予測温度を実測温度に切り替えて、最終的な実測温度を表示させる。また、制御部１５は、安定状態に達したと安定検出部１５Ｂが判定して実測検温が完了したときに、圧電ブザー１６を駆動してブザー音を発生させる。

圧電ブザー１６は、予測検温が完了したときと、実測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。圧電ブザー１６は、例えば予測検温完了時に３回、実測検温完了時に５回など、ブザー音の発生回数や長さを変えることにより、予測検温完了と実測検温完了を区別して使用者に報知する。

報知ユニット２０は、集音部２１と、アンプ２２と、判定部２３と、報知部２４と、スイッチ２５とを有する。

集音部２１は、圧電ブザー１６が発したブザー音を検出するためのマイクである。図１に示す例では、報知ユニット２０は本体１０の端部にはめ込まれているから、集音部２１は、電子体温計１の大きさ程度の範囲内の音波を検出できる程度の感度をもつように調整しておく。

アンプ２２は、集音部２１により集音された音波を、後続する処理のために適当なレベルの電気信号に増幅する。

判定部２３は、電子体温計１の検温完了のブザー音を検出するための制御部であり、制御プログラムが記憶されたメモリやＣＰＵなどで構成される。判定部２３は、機能ブロックとして、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２３Ａと、スプリアス判定部２３Ｂとを有する。

ＢＰＦ２３Ａは、アンプ２２により増幅された信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により周波数スペクトルに変換した上で、例えば１〜８ｋＨｚの周波数成分を抽出するフィルタである。

スプリアス判定部２３Ｂは、集音部２１により集音された音波が圧電ブザー１６のブザー音であるか否かを、圧電ブザー１６のブザー音に固有の高調波の有無に基づき判定する。この判定方法の詳細については後述する。

報知部２４は、例えばバイブレータであり、判定部２３による判定結果に応じて、圧電ブザー１６のブザー音が検出されたことを、音波を用いずに使用者に報知する。すなわち、集音部２１により集音された音波が圧電ブザー１６のブザー音であるとスプリアス判定部２３Ｂが判定したときに、報知部２４は、報知ユニット２０を振動させることで、使用者に報知する。報知部２４は、例えば、判定部２３による判定に合わせて、ブザー音の発生回数や長さに対応する回数や長さの振動により報知を行う。報知部２４は、例えば、予測検温完了時の３回のブザー音と実測検温完了時の５回のブザー音に対応して、報知部２４もそれぞれ３回と５回の振動報知を行う。

あるいは、本体１０からブザー音が発生するのは予測検温完了時と実測検温完了時の２回であることがわかっているから、報知部２４は、例えば、１回目（すなわち予測検温完了時）は５秒間、２回目（すなわち実測検温完了時）は３０秒間振動するなど、１回目と２回目のいずれの動作であるかに応じて振動の継続時間や強さなどを変化させてもよい。

スイッチ２５は、報知ユニット２０の電源をオン／オフするためのスイッチである。

図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、圧電ブザー１６について説明するための図である。圧電ブザー１６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。

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。

圧電ブザー１６の共鳴器３４を電子体温計１の本体１０に装着すると、共鳴振動により、基本波と特定のスプリアスによる音波との複合音波が発生する。スプリアスとは高調波の周波数成分のことであり、共鳴器を有する圧電ブザーの場合、特に、基本波と２次高調波と３次高調波との複合音波が発生する。例えば、図３（Ｃ）に示したように圧電ブザーを２ｋＨｚの矩形波で駆動すると、この２ｋＨｚがブザー音の基本周波数となり、その２次高調波と３次高調波である４ｋＨｚ近傍、６ｋＨｚ近傍の周波数成分を内包する音波が発生する。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、それぞれ、圧電ブザー１６がブザー音を発していないときと発しているときに集音部２１により集音された音波の周波数スペクトルの例を示す図である。各グラフの横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸はレベル（ｄＢ）である。図４（Ａ）と図４（Ｂ）の周波数スペクトルを比較すると、ブザー音が発生しているときの図４（Ｂ）では、符号ａ〜ｃでそれぞれ示したように、２ｋＨｚ、４ｋＨｚおよび６ｋＨｚの付近にピークが見られる。

そこで、報知ユニット２０のスプリアス判定部２３Ｂは、ＢＰＦ２３Ａにより抽出された１〜８ｋＨｚの周波数スペクトルが圧電ブザーのブザー音に固有の特徴であるスプリアス（高調波）パターンを有するか否かを判定する。このようなスプリアスパターンの判定処理により、スプリアス判定部２３Ｂは、圧電ブザー１６のブザー音と外乱雑音とを識別する。

具体的には、スプリアス判定部２３Ｂは、ブザー音の基本波、２次高調波および３次高調波について、それぞれの周波数を中心とする一定の範囲における周波数スペクトルの振幅量が予め定められたレベル以上であるか否かを判定する。スプリアス判定部２３Ｂは、例えば、
（ａ）２．０±０．３ｋＨｚ内のピーク成分が−６０ｄｂ以上である
（ｂ）４．０±０．３ｋＨｚ内のピーク成分が−６０ｄｂ以上である
（ｃ）６．０±０．３ｋＨｚ内のピーク成分が−６０ｄｂ以上である
の３つの条件をすべて満たすときに、判定対象の周波数スペクトルはブザー音のスプリアスパターンを有しており、圧電ブザー１６のブザー音であると判定する。±０．３ｋＨｚの周波数範囲や−６０ｄｂの基準レベルは、報知ユニット２０に近接する本体１０からのブザー音を検出できるように、適宜調整して定めればよい。このようにして、スプリアス判定部２３Ｂは、外乱雑音の中から圧電ブザー１６のブザー音を検出する。

なお、ブザー音の基本波とスプリアスの周波数は、使用される圧電ブザーにより異なる。そこで、スプリアス判定部２３Ｂが用いる上記（ａ）〜（ｃ）の判定基準の周波数は、報知ユニット２０が対象とする電子体温計の圧電ブザーに合わせて設定しておく。

図５は、電子体温計１の本体１０と報知ユニット２０の動作例を示すシーケンス図である。図５に示した各ステップの処理は、本体１０の制御部１５と報知ユニット２０の制御部である判定部２３により行われる。

まず、本体１０のスイッチ１３がオンされると、本体１０の制御部１５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１５は、温度記憶部１４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）。

続いて、制御部１５は、測温部１１に温度測定を開始させ、表示部１２に予測検温中であることを表示させる（Ｓ３）。温度測定が開始されると、測温部１１は、検出した実測温度を予測部１５Ａと安定検出部１５Ｂに送る。予測部１５Ａは、測温部１１で検出された実測温度を順次取得し、予め設定された時点での実測温度を予測演算用データとして取り込んで予測検温を行い、予測温度を算出する（Ｓ４）。

検温開始から例えば数十秒後に予測温度が算出されると、予測部１５Ａは、その予測温度を表示部１２に送って、表示部１２に予測温度を表示させる（Ｓ５）。それとともに、制御部１５は、圧電ブザー１６を駆動して、予測検温完了のブザー音を例えば３回発生させる（Ｓ６）。これにより、本体１０は、予測温度が表示されたことを使用者に告知する。

一方、報知ユニット２０のスイッチ２５がオンされると、集音部２１が集音を開始する（Ｓ２１）。そして、判定部２３は、スプリアスパターンの判定処理を開始する（Ｓ２２）。これにより、スプリアス判定部２３Ｂは、Ｓ６で発生した３回のブザー音が検出されたと判定する（Ｓ２３）。そこで、判定部２３は、ブザー音の検出に合わせて報知部２４を駆動して、本体１０で予測検温完了のブザー音が発生したことを、振動により使用者に報知する（Ｓ２４）。

本体１０では、予測検温の完了後も測温部１１が温度検出を継続し、検出した実測温度を予測部１５Ａと安定検出部１５Ｂに送り続ける。検温開始から例えば数分後に、測温部１１が熱平衡状態に近付くと、安定検出部１５Ｂは、検出温度の変化が安定状態に達したことを検出する（Ｓ７）。このとき、安定検出部１５Ｂは、表示部１２に表示されている予測温度を実測温度に切り替えて、最終的な実測温度を表示させる（Ｓ８）。それとともに、制御部１５は、圧電ブザー１６を駆動して、実測検温完了のブザー音を例えば５回発生させる（Ｓ９）。これにより、本体１０は、実測温度が表示されたことを使用者に告知する。

報知ユニット２０では、予測検温完了のブザー音が検出された後も、判定部２３がスプリアスパターンの判定処理を継続する（Ｓ２５）。これにより、スプリアス判定部２３Ｂは、Ｓ９で発生した５回のブザー音が検出されたと判定する（Ｓ２６）。そこで、判定部２３は、ブザー音の検出に合わせて報知部２４を駆動して、本体１０で実測検温完了のブザー音が発生したことを、振動により使用者に報知する（Ｓ２７）。以上で、電子体温計１の本体１０と報知ユニット２０の動作は終了する。

図１に示す例では報知ユニット２０は本体１０の端部にはめ込まれているが、報知ユニットは、本体１０とは別個の装置であってもよい。例えば、報知ユニットを本体１０から分離して衣服の上に取り付けられるようにすれば、使用時にも衣服の下に隠れることがないため、振動だけでなく、光などの別の形態で検温完了のブザー音を使用者に報知することが可能になる。以下では、本体１０から分離した報知ユニット（報知装置）の例を説明する。

図６は、衣服５０の上に装着可能な報知ユニット４０の外観図である。報知ユニット４０は、クリップ４１と、ＬＥＤ４２とを有する。報知ユニット４０の機能ブロックは、図２に示した報知ユニット２０のものと同じである。

クリップ４１は、報知ユニット４０を使用者の衣服５０の上などに装着するためのものである。これにより、報知ユニット４０は、電子体温計１の使用時にも使用者から見える位置で、使用者に対し着脱可能に構成されている。

ＬＥＤ４２は、報知部２４として設けられており、圧電ブザー１６のブザー音が検出されたときに点灯することで、電子体温計１の検温完了を光により使用者に報知する。なお、報知ユニット４０でも、報知ユニット２０と同様に報知部２４としてバイブレータを使用して、光と振動の両方で検温完了を使用者に報知してもよい。あるいは、使用者から見える位置に装着可能な報知ユニットであっても、ＬＥＤ４２を設けずに、報知ユニット２０と同様に振動による報知を行ってもよい。

なお、報知ユニットは、衣服の上に装着するものに限らず、例えば使用者の手に取り付けられる形状とするなどして、使用者に対し着脱可能に構成してもよい。また、報知ユニットは、使用者の手元の台の上などに置いて使用するものであってもよい。

また、スマートフォンやタブレット端末などの携帯端末を報知ユニットとして使用してもよい。例えばスマートフォンはマイクやバイブレータを有しており、判定部２３の機能はデジタル信号処理で実現できるため、判定部２３の機能を携帯端末用のアプリケーションとして構成すれば、報知ユニットは携帯端末でも実現可能である。

報知ユニットを携帯端末で実現する場合も、機能ブロックは、図２に示した報知ユニット２０のものと同じである。集音部２１には、携帯端末に備え付けられているマイクを使用する。また、報知部２４には、例えば携帯端末に備え付けられているバイブレータを使用する。報知部２４には、圧電ブザー１６のブザー音が検出されたとき携帯端末を振動させることで、電子体温計１の検温完了を使用者に報知する。

なお、報知ユニット４０や携帯端末の報知ユニットでも、報知部２４は、例えば、１回目のブザー音の検出時（予測検温完了時）は５秒間、２回目のブザー音の検出時（実測検温完了時）は３０秒間、ＬＥＤ４２を点灯させるなど、１回目と２回目のいずれの動作であるかに応じて振動やＬＥＤの点灯の継続時間や強さなどを変化させてもよい。

なお、本体１０とは別個の装置として報知ユニットを構成する場合は、本体１０の端部にはめ込まれている報知ユニット２０よりも集音部２１の感度を高くする必要がある。ただし、集音部２１の感度を高くし過ぎると、例えば病院などで複数の人が同時に電子体温計を使用しているときに、他者の電子体温計のブザー音を誤って検出するおそれがある。このような誤検出をなくすためには、例えば、報知ユニット４０が衣服に取り付けられたときや、報知ユニットとして機能する携帯端末などが例えば衣服のポケットに入れられたときに、脇の下の本体１０から発するブザー音を最適な音圧で検出できるように集音部２１の感度を調整しておけばよい。

以上説明したように、電子体温計１では、衣服内で使用される本体１０からの検温完了のブザー音を、その固有の高調波の有無に基づき報知ユニット２０が検出する。そして、報知ユニット２０が、そのブザー音をより知覚しやすい異なる形態に変換して使用者に報知する。このため、使用時に本体１０が衣服の下に隠れていても、報知ユニット２０が発生させる振動などにより、使用者はより確実に検温完了を識別することができる。

なお、上記の各報知ユニットは、圧電ブザーを使用する電子体温計であれば、予測検温機能がないものにも適用可能である。

１ 電子体温計
１０ 本体
１１ 測温部
１５ 制御部
１６ 圧電ブザー
２０，４０ 報知ユニット
２１ 集音部
２３ 判定部
２４ 報知部

Claims (5)

1. 被測定部位の温度を検出する測温部と、
   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圧電ブザーと、
   前記測温部および前記圧電ブザーを収納する本体と、
   集音部と、
   前記集音部により集音された音波が前記圧電ブザーのブザー音であるか否かを当該ブザー音に固有の高調波に対応する複数のピークが前記音波の周波数スペクトルに含まれるか否かに基づき判定する判定部と、
   前記判定部による判定結果に応じて、前記圧電ブザーのブザー音が検出されたことを報知する報知部と、
   前記集音部、前記判定部および前記報知部を前記本体とは別体の報知ユニットとして一体的に収納するケースと、
   を有することを特徴とする電子体温計。
2. 前記判定部は、前記圧電ブザーのブザー音の基本周波数および高調波の周波数について、前記集音部により集音された音波のレベルが予め定められたしきい値を超えているときに、当該音波を当該ブザー音であると判定する、請求項１に記載の電子体温計。
3. 前記報知部は、前記圧電ブザーのブザー音が検出されたことを振動により報知する、請求項１または２に記載の電子体温計。
4. 前記ケースは、前記本体の端部に固定可能なキャップ形状を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子体温計。
5. 集音部と、
   前記集音部により集音された音波が電子体温計に内蔵された圧電ブザーのブザー音であるか否かを当該ブザー音に固有の高調波に対応する複数のピークが前記音波の周波数スペクトルに含まれるか否かに基づき判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に応じて、前記圧電ブザーのブザー音が検出されたことを報知する報知部と、
   前記集音部、前記判定部および前記報知部を前記電子体温計の本体とは別体の報知ユニットとして一体的に収納するケースと、
   を有することを特徴とする報知装置。

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