耳式体温測定装置の測定装置本体
【課題】耳式体温測定装置を小型化できるＭＣＵのモード切り替え装置を提供する。
【解決手段】本発明は、測定装置本体５に内蔵されたマイクロコントローラＭＣＵに対するプログラム書き込みモードと書き込んだプログラムを実行するランモードとの切り替えをＭＣＵ側のモード切り替えスイッチにて行うのではなく、ＭＣＵのテストポート５３１に印加される電圧がＨＩＧＨであればフラッシュモード、ＬＯＷであればランモードとするモード切り替え回路５００を設け、プログラム書き込み装置のコネクタ４’を本体側コネクタ５０１に接続して５Ｖの高電圧をコモン電圧に印加すればマイクロコントローラ側を自ずとプログラム書き込みモードに移行させることができ、測温プローブ２のコネクタ４を接続すればマイクロコントローラ側を自ずとランモードに切り替えられるようにしたものである。
【解決手段】本発明は、測定装置本体５に内蔵されたマイクロコントローラＭＣＵに対するプログラム書き込みモードと書き込んだプログラムを実行するランモードとの切り替えをＭＣＵ側のモード切り替えスイッチにて行うのではなく、ＭＣＵのテストポート５３１に印加される電圧がＨＩＧＨであればフラッシュモード、ＬＯＷであればランモードとするモード切り替え回路５００を設け、プログラム書き込み装置のコネクタ４’を本体側コネクタ５０１に接続して５Ｖの高電圧をコモン電圧に印加すればマイクロコントローラ側を自ずとプログラム書き込みモードに移行させることができ、測温プローブ２のコネクタ４を接続すればマイクロコントローラ側を自ずとランモードに切り替えられるようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブの測温部を耳孔に挿入して鼓膜の温度を測る耳式体温測定装置においてプログラム書き込み可能なマイクロコントローラＭＣＵを内蔵する測定装置本体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば手術室や集中治療室では施術中の患者の体温測定は必須であり、長時間にわたり連続して体温測定ができ、かつ信頼性の高い体温測定装置が必要とされている。さらに、患者の体温測定を連続的に行うために、患者への負担が少ないことも必要である。このような必要に応える体温測定装置として、患者の耳孔に測温部を挿入して鼓膜の温度を測る耳式体温測定装置が注目されている。
【０００３】
ところが従来の耳式体温測定装置の場合、測定装置本体が大がかりなものとなる問題点があり、その小型化が要望されていた。これに応えるものとして、特開２００６−２５０８８３号公報（特許文献１）、特開２００７−１１１３６３号公報（特許文献２）に記載されているような測温部を含むプローブを小型化し、また測定装置本体も小型化した耳式体温測定装置が知られている。
【特許文献１】特開２００６−２５０８８３号公報
【特許文献２】特開２００７−１１１３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した従来技術の小型化された耳式体温測定装置のさらに小型化が図れるマイクロコントローラ内蔵の測定装置本体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の特徴は、コモン電圧線と、電源としての内蔵バッテリと、測温プローブプラグを接続するためのコネクタであって、前記コモン電圧線にコモン電圧端子が接続されているコネクタと、前記測温プローブの温度センサを制御し、かつ前記温度センサからの測定温度に対応した抵抗値出力信号を入力してデジタル温度値に変換して出力するフラッシュタイプのマイクロコントローラであって、テストポートと、プログラム書き込みポートと、前記コモン電圧線に接続されているコモン電圧ポートを有し、前記テストポートに第１の所定電圧より高いＨＩＧＨ電圧が印加された時にフラッシュモードとなり、前記書き込みポートからのプログラム書き込みを可能とし、前記テストポートに印加電圧に前記第１の所定電圧より低いＬＯＷ電圧が印加された時にランモードとなるマイクロコントローラと、前記コモン電圧線に入力側が接続され、一定電圧の基準電圧を出力する電圧レギュレータと、前記コモン電圧線に接続され、コモン電圧が第２の所定電圧より高い時に前記マイクロコントローラのテストポートに前記ＨＩＧＨ電圧を印加し、前記コモン電圧が前記第２の所定電圧より低い時に前記マイクロコントローラのテストポートに前記ＬＯＷ電圧を印加し、かつ、前記コモン電圧線から当該モード切り替え回路に流れるリーク電流を前記電圧レギュレータの出力にバイパスさせて合流させるモード切り替え回路とを備え、前記コネクタは、前記コモン電圧端子と共に、前記内蔵バッテリと接続されたバッテリ電源端子と、前記マイクロコントローラの書き込みポートに接続されたプログラム書き込み端子と、前記測温プローブの温度センサからの測定温度に対応した抵抗値出力信号を入力するためのセンサ接続端子とを有している耳式体温測定装置の測定装置本体である。
【０００６】
上記発明の耳式体温測定装置の測定装置本体において、前記モード切り替え回路は、前記コモン電圧線にエミッタが接続され、前記テストポートにコレクタが接続され、前記コモン電圧線にバイアス抵抗を介してベースが接続されたＰＮＰ型トランジスタと、前記コレクタとグランドとの間に介挿され、当該トランジスタが導通状態の時に当該コレクタの電圧を前記ＨＩＧＨ電圧にする第１の抵抗と、前記トランジスタのベースと前記レギュレータの出力との間に介挿された第２の抵抗とで構成されているものとすることができる。
【０００７】
また、上記発明の耳式体温測定装置の測定装置本体において、前記モード切り替え回路は、コモン電圧線とグランドとの間に２個の抵抗を直列に接続し、前記２個の抵抗の接続中点にコンパレータとして動作するオペアンプの＋入力端子を接続し、前記オペアンプの−端子を別の抵抗を介してレギュレータの出力線に接続し、前記オペアンプの出力端子をマイクロコントローラテストポートに接続した構成にして、前記オペアンプの＋端子に印加される電圧が前記コモン電圧線に印加されるバッテリ電圧とプログラム書き込み電圧との中間電圧よりも高い電圧の時に前記オペアンプを導通させて前記コモン電圧線のコモン電圧をＨＩＧＨ電圧として前記テストポートに出力し、前記中間電圧よりも低い電圧の時に前記オペアンプを不導通になるように反転させるようにしたものとすることができる。
【０００８】
また、上記発明の耳式体温測定装置の測定装置本体において、前記モード切り替え回路は、前記コモン電圧線とグランドとの間にＣＭＯＳインバータを設置し、前記ＣＭＯＳインバータのスイッチング端子とレギュレータの出力との間を抵抗を介して接続し、前記ＣＭＯＳインバータの出力を前記テストポートに接続した構成とし、前記ＣＭＯＳインバータを前記スイッチング端子に印加される電圧が前記コモン電圧線に印加されるバッテリ電圧とプログラム書き込み電圧との中間電圧よりも高い電圧の時に前記コモン電圧線のコモン電圧をＨＩＧＨ電圧として前記テストポートに出力し、前記中間電圧よりも低い電圧の時に前記抵抗を通じて降圧した前記レギュレータの出力電圧をＬＯＷ電圧として前記テストポートに出力するようにしたものとすることができる。
【０００９】
さらに、上記発明の耳式体温測定装置の測定装置本体において、前記コネクタは、測温プローブ側コネクタを接続することで当該測温プローブ側コネクタの短絡された２個の端子を介して前記バッテリ電源端子とコモン電圧端子とが接続され、プログラム書き込み装置側コネクタを接続することで当該プログラム書き込み側コネクタの前記第２の所定電圧の電圧端子に前記コモン電圧端子が接続されるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、測定装置本体に内蔵されたマイクロコントローラに対するプログラム書き込みモード（フラッシュモード）と書き込んだプログラムを実行するランモードとの切り替えをマイクロコントローラ側のモード切り替えスイッチにて行うのではなく、マイクロコントローラのテストポートに印加される電圧がＨＩＧＨであればフラッシュモード、ＬＯＷであればランモードとなる。そのため、本発明によれば、マイクロコントローラのテストポートに対する印加電圧をＨＩＧＨ電圧にするプログラム書き込み装置を用意し、そのプログラム書き込み装置を当該測定装置本体のコネクタに接続するだけでマイクロコントローラ側を自ずとフラッシュモードに移行させることができる。このため、本発明によれば、マイクロコントローラがモード切り替えスイッチを必要とせず、回路構成を単純化でき、これを内蔵する装置本体のいっそうの小型化が図れる。
【００１１】
また、本発明によれば、モード切り替え回路にトランジスタを用い、当該トランジスタが導通状態の時に当該コレクタの電圧をＨＩＧＨ電圧にする第１の抵抗をコモン電圧線とコレクタとの間に設け、トランジスタのベースとレギュレータの出力との間に第２の抵抗を介挿し、トランジスタがオフの時にはコモン電圧線から第１、第２の抵抗を通じてレギュレータの出力側にリーク電流が流れてレギュレータの出力電流と合流するようにすることで、ランモード時に前述のリーク電流分だけレギュレータそのものの入力電流を削減でき、結果としてモード切り替え回路の挿入によっても電力消費がほとんど変わらなくでき、装置本体の消費電力を抑制でき、バッテリの電力を長持ちさせることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、モード切り替え回路にオペアンプを用い、コモン電圧を高電圧にしてオペアンプを反転させて導通させた時に当該コモン電圧をＨＩＧＨ電圧としてマイクロコントローラのテストポートに出力し、コモン電圧をバッテリ電圧の低電圧にしてオペアンプを再反転させた時に不導通状態にしてオペアンプの出力電圧をＬＯＷ電圧としてマイクロコントローラのテストポートに出力するようにすることで、通常の動作状態であるマイクロコントローラのランモード時にモード切り替え回路にバッテリ電流を流すことがなく、結果としてモード切り替え回路の挿入によっても電力消費がほとんど変わらなくでき、装置本体の消費電力を抑制でき、バッテリの電力を長持ちさせることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、モード切り替え回路にＣＭＯＳインバータを用い、ＣＭＯＳインバータがコモン電圧を出力する動作状態の時に当該コモン電圧をＨＩＧＨ電圧としてマイクロコントローラのテストポートに出力し、ＣＭＯＳインバータが反転してレギュレータの電圧をＬＯＷ電圧としてマイクロコントローラのテストポートに出力するようにすることで、通常の動作状態であるマイクロコントローラのランモード時にモード切り替え回路にバッテリ電流を流すことがなく、結果としてモード切り替え回路の挿入によっても電力消費がほとんど変わらなくでき、装置本体の消費電力を抑制でき、バッテリの電力を長持ちさせることができる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、コネクタに測温プローブ側コネクタを接続することで測温プローブ側コネクタの短絡された２個の端子を介してバッテリ電源端子とコモン電圧端子とを接続し、同コネクタにプログラム書き込み装置側コネクタを接続することで当該プログラム書き込み側コネクタの第２の所定電圧の電圧端子にコモン電圧端子を接続することができ、該コネクタに測温プローブ側コネクタを接続するかプログラム書き込み装置側コネクタを接続するかによりコモン電圧線にバッテリ電圧を印加して通常のランモードとし、あるいはコモン電圧線にプログラム書き込み電圧を印加してプログラム書き込みモードとすることができ、作業者に対してモード切り替えを意識させずにマイクロコントローラのモード切り替えを行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態の耳式体温測定装置の機器構成を示し、図２は回路構成を示している。図１に示すように、本実施の形態の耳式体温測定装置１は、被測定者の耳孔に挿入して鼓膜の温度を測定し抵抗値として出力するプローブ２、このプローブ２の測定信号を送信し、またプローブ２に電源を供給するケーブル３、雄型コネクタ４、温度測定演算処理その他の制御を行う測定装置本体５、この測定装置本体５に接続されたケーブル６、このケーブル６の先端に接続されている雌コネクタ７から成る。測定装置本体５のケーブル６に接続されている雌コネクタ７は、測定温度を表示するモニタ８に接続される。
【００１６】
図２に示すように、測定装置本体５の主な構成要素は、プローブ２の測定温度に対応した抵抗値をＡＤ変換するＡＤ変換器５１、プローブ２の温度測定信号を増幅する差動増幅器５２、デジタル演算処理を行う制御信号処理回路５３、制御信号処理回路５３が求めた測定温度デジタル信号をモニタ８側の温度対応アナログ抵抗値に再変換する抵抗値出力回路５４、スイッチ群５５（スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３）、スイッチング・ライン群５６（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３）、抵抗群５７（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）、ケーブル６、雌コネクタ７を含む。
【００１７】
プローブ２は、使用時にケーブル３及び雄型コネクタ４を介して測定装置本体５のコネクタ５０１（図１１、図１２を参照）に連結される。プローブ２は、後述する測温用の第１センサ２５及び補正用の第２センサ２６を備えている。センサ２５、２６はサーミスタで成る。抵抗Ｒ３、Ｒ４は図２ではプローブ２内に設けられているが、それらは測定装置本体５に設けられてもよい。雄型コネクタ４は、慣用のカードエッジ式コネクタが好ましい。このカードに、校正値等の個別情報が記録される。
【００１８】
プローブ２の測温用の第１センサ２５及び補正用の第２センサ２６の検出信号が、抵抗Ｒ３及びＲ４を介してＡＤ変換器５１に、そしてスイッチＳ２及びＳ３を介して差動増幅器５２に入力される。
【００１９】
ＡＤ変換器５１は制御信号処理回路５３及び差動増幅器５２に接続され、制御信号処理回路５３は抵抗値出力回路５４に接続されている。制御信号処理回路５３からはデジタル信号が出力され、抵抗値出力回路５４からはアナログ信号が出力される。制御信号処理回路５３はスイッチング・ライン群５６を介してスイッチ群５５に接続されている。スイッチ群５５は差動増幅器５２に接続されている。
【００２０】
第１センサ２５及び第２センサ２６からの微少温度差信号を容易に検出できるようにするために、ＡＤ変換器５１には高精度高分解能を持たせることが好ましい。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は高精度抵抗である。ＶｒｅｆはＡＤ変換器５１の基準電圧であって、ＡＤ変換値のフルスケール値である。
【００２１】
図３〜図８に示すように、本実施の形態におけるプローブ２は、本体部２１、本体部２１に連結された測温部２２、本体部２１の外側に沿って設けられたタブ２３を含む。本体部２１は、長辺部分２１１と屈曲短辺部分２１２からなるほぼＬ字形に屈曲した円筒体に形成される。長辺部分２１１が測温対象者９の耳孔９ａの下方から顔面こめかみ付近にそって延び、屈曲短辺部分２１２が測温部２２の後述するフランジ部分２２１に結合する。この概略Ｌ字形形状は、測温部２２の先端部分２２２を測温対象者９の耳孔９ａ内で鼓膜側に向けると共に、装着時に本体部２１が耳介から脱落又は耳介上で回転しないようにする。本体部２１の下端からはケーブル３が延びていて、後述する第１センサ２５及び第２センサ２６を装着した可撓性印刷回路基板２４６を雄型コネクタ４に電気的に接続する。タブ２３は、プローブ２を測温対象者９の耳孔９ａに着脱する際に作業を容易にするために設けられている。
【００２２】
測温部２２は、本体部２１の屈曲短辺部分２１２に結合するフランジ部分２２１、フランジ部分２２１から延びる先端部分２２２を含む。フランジ部分２２１は耳孔９ａの入口を閉じるように形成され、また、先端部分２２２は外耳道の複雑な形状に合わせるように形成される。
【００２３】
プローブ２を構成する本体部２１、測温部２２、タブ２３、センサミラー２４は断熱性材料から作られる。測温部２２は、測温対象者９のアレルギー体質を考慮して、エラストマ又はシリコンゴムで被覆することが好ましい。
【００２４】
前述したように、本実施の形態耳式体温測定装置１のプローブ２は、本体部２１、測温部２２、タブ２３を含む。測温部２２は、フランジ部分２２１、先端部分２２２を含む。図３に示すように、測温部２２の先端部分２２２の内部にセンサミラー２４が嵌め込まれる。センサミラー２４は、例えば、図３に示したような平行光集光型センサミラー又は図４に示したような点光源集光型センサミラーのいずれでもよい。平行光集光型センサミラーは、円筒体ホルダの前面の平行光をセンサに集光する。点光源集光型センサミラーは、鼓膜想定位置の点光源からの光を集光する。センサミラー２４は、各センサ２５、２６の組付け作業を容易にするために、測温部２２とは別部品としている。
【００２５】
センサミラー（点光源集光型センサミラー）２４は絶縁性材料から作られ、図４に示すように、内部に凹形状反射面２４１を有する比較的長尺の円筒体ホルダ２４２、ホルダ２４２の後方から延びる連結軸２４５、ホルダ２４２の前面に張り渡された後述する可撓性印刷回路基板２４６、基板２４６に装着された後述する測温用の第１センサ２５及び補正用の第２センサ２６、ホルダ前面を覆う保護カバー２７を含む。
【００２６】
センサミラー２４の反射面２４１は、素材の鏡面仕上げのままにするか、さらにその上に金属（例えば、アルミニウム）箔を貼り付けるか、ニッケルメッキを施すことが好ましい。保護カバー２７は、放射エネルギ損失を抑え、センサ２５、２６を保護する材料であればよい。例えば、厚み０．０１５ｍｍのポリエチレン・フィルムが好ましい。保護カバー２７は、センサミラー２４の円筒体ホルダ２４２及び連結軸２４５の外周面と測温部２２の先端部分２２２の穴内周面との間に押し込まれて固定される。
【００２７】
可撓性印刷回路基板２４６は、図５に示すように、可撓性絶縁材料（例えば、ポリエチレン等）からなる細長フィルムであって、その表面に回路導体２４６ｄ及び熱溜まり２４６ｅが印刷され、さらに赤外線透過穴２４６ｃ、第１位置決め穴２４６ａ、第２位置決め穴２４６ｂが貫通されている。これらの作用については後述する。
【００２８】
図４、図６〜図８に示すように、センサミラー２４の円筒体ホルダ２４２の外周面中間部分のほぼ対向部位に第１突起２４２ａ及び第２突起２４２ｂが設けられる。図５に示すように、可撓性印刷回路基板２４６の一端側で第１突起２４２ａ及び第２突起２４２ｂにそれぞれ対応する部位に第１位置決め穴２４６ａ及び第２位置決め穴２４６ｂが設けられる。第１突起２４２ａ及び第２突起２４２ｂが第１位置決め穴２４６ａ及び第２位置決め穴２４６ｂにそれぞれ係合される。このようにして、可撓性印刷回路基板２４６の一端側は、センサミラー２４の円筒体ホルダ２４２の前面空間に簡単に張り渡される。
【００２９】
可撓性印刷回路基板２４６の他端側がセンサミラー２４の円筒体ホルダ２４２の外周面上を長手方向に沿って誘導され、基板２４６の他端側を本体部２１の先端に埋め込まれた連結基板２１３に接続される。図３に示すように、各センサ２５、２６を装着した可撓性印刷回路基板２４６の他端は、連結基板２１３を介してケーブル３の先端に接続される。このようにして、可撓性印刷回路基板２４６は、測温部２２内で本体部２１の内部を貫通するケーブル３に電気的に接続される。
【００３０】
図４、図６〜図８に示すように、可撓性印刷回路基板２４６の一端側は円筒体ホルダ２４２の前面空間に張り渡される。図５に示すように、円筒体ホルダ２４２の前面空間に張り渡される予定部位に相当する可撓性印刷回路基板２４６の中間部分に赤外線透過用穴２４６ｃが設けられる。その赤外線透過用穴２４６ｃの両側でかつ基板２４６の長手方向に第１センサ２５及び第２センサ２６が配置される。可撓性印刷回路基板２４６が円筒体ホルダ２４２の前面空間に張り渡される以前に、センサ２５、２６は予め基板２４６の回路導体２４６ｄに半田付けされる。このようにすれば、センサ２５、２６をセンサミラー２４に装着することが容易になり、高度の技術を必要とせず、測温部２２を量産化することができる。測温対象者９からの赤外線は基板２４６の赤外線透過穴２４６ｃを通過し、センサミラー２４の反射面２４１で反射され、センサ２５、２６に至る。
【００３１】
また、図５に示すように、円筒体ホルダ２４２の前面空間に張り渡される予定部位に相当する可撓性印刷回路基板２４６の中間部分において、その基板２４６の一端側に熱溜まり導体２４６ｅを設けることが好ましい。熱溜まり導体２４６ｅは、基板２４６に到達する赤外線を吸収し、センサ２５、２６への二次的熱影響を防止する。
【００３２】
示度試験の結果、プローブ２の示度は外気温度によって影響を受けることがわかった。そこで、測温用のセンサ（第１センサ２５）の外に別のセンサ（第２センサ２６）を設けて、外気温度の影響を補正している。
【００３３】
第１センサ２５及び第２センサ２６には、小熱容量、高熱感受性、高赤外線反応温度上昇率等の特性を備えたサーミスタ素子が適している。
【００３４】
実験の結果、センサミラー２４の円筒体ホルダ２４２の前面空間に張り渡された可撓性印刷回路基板２４６上には、集光点が一番高くなる温度分布が現れることを確認した。そこで、測温用の第１センサ２５は、図４に示すように、センサミラー２４の反射面２４１のほぼ集光点に配置される。外気温度補正用の第２センサ２６は、集光点から外れた位置に配置される。センサ２５、２６は同一基板上にあるので、ほぼ同時に昇温し、補正がより簡単になっている。第１センサ２５には、放射率が高く（赤外線を良く吸収し発熱する）、赤外線により発生した熱を発散し易い樹脂（例えば、黒色熱硬化性のエポキシ樹脂）が塗布される。第２センサ２６には、赤外線を吸収し難い樹脂（例えば、２液硬化型エポキシ樹脂）が塗布される。
【００３５】
第１センサ２５及び第２センサ２６を同時に温度校正する。この温度校正には、図２に示した測定装置本体５を用いて、測温対象者９の体温を測定する。まず、プローブコネクタ４を測定装置本体５に接続し、温度プラグ７をモニタ８に接続する。
【００３６】
ａ）オフセット校正
スイッチ群５５のスイッチＳ１をオン、スイッチＳ２及びＳ３をオフにする。ＡＤ変換を実行し、オフセット値を求める。抵抗Ｒ１、Ｒ２が既知であるから、ＡＤ入力値が既知となる。ＡＤ変換値とＡＤ入力値との差は、差動増幅器５２及びＡＤ変換器５１のオフセット誤差である。オフセット校正時のＡＤ変換器入力Ｖ１は、Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）×Ｖｒｅｆとなる。高精度ＡＤ変換器の場合、測定毎にセルフキャリブレーションが行われるため、ＡＤ変換器のオフセット誤差は無視してよい。従って、オフセット誤差は実質的に差動増幅器５２に起因する。
【００３７】
ｂ）第１センサ２５の測定
スイッチＳ２をオン、スイッチＳ１及びＳ３をオフにする。ＡＤ変換を実行し、ＡＤ変換値を求める。第１センサ２５の測定時のＡＤ変換入力Ｖ２は、Ｒ３／（Ｒ３＋ＲＴｈ１）×Ｖｒｅｆとなる。ただし、ＲＴｈ１は、任意の温度における第１センサ２５の抵抗値である。
【００３８】
ｃ）第２センサ２６の測定
スイッチＳ３をオン、スイッチＳ１及びＳ２をオフにする。ＡＤ変換を実行し、ＡＤ変換値を求める。第２センサ２６の測定時のＡＤ変換入力Ｖ３は、Ｒ４／（Ｒ４＋ＲＴｈ２）×Ｖｒｅｆとなる。だだし、ＲＴｈ２は任意の温度における第２センサ２６の抵抗値である。
【００３９】
ｄ）第１センサ２５と第２センサ２６とのＡＤ変換値差
第１センサ２５のＡＤ変換値からオフセット校正で求めたオフセット値を引く。この値と第１センサ２５と第２センサ２６とのＡＤ変換値の差の関係から、測定しようとする目標点の温度を求める。
【００４０】
測定された温度データは、ＭＣＵ（マイクロコントローラ）である制御信号処理回路５３からデジタル信号として出力され、また、抵抗値出力回路５４からアナログ信号が出力される。アナログ信号はセンサ（サーミスタ）入力のモニタ８にて温度表示可能にするためである。
【００４１】
測定された温度対応抵抗値のアナログ信号を制御信号処理回路５３にて温度値を示すデジタル信号に変換して抵抗値出力回路５４に出力する。抵抗値出力回路５４は、図９に示す構成であり、１１ビットアナログデジタル変換回路であり、温度値のデジタル信号をアナログ抵抗値に変換して出力する。すなわち、制御信号処理回路５３のポートＰ０〜Ｐ１０から１１桁のオン／オフのデジタル信号が出力されると、これに対応する桁ビットのアナログスイッチＡＮ０〜ＡＮ１１が１（ＨＩＧＨ）でオープン（ＯＦＦ）、０（ＬＯＷ）でクローズ（ＯＮ）する。この結果、アナログスイッチＡＮｉがオープンしたビットの抵抗Ｒｉの直列合成抵抗値が温度値のデジタル信号に対応した抵抗値Ｒｏｕｔに変換される。この抵抗値出力回路５４のＡＢ端子間にはＶｃｃの１／２の１．５Ｖｃｃのバイアス電圧が印加してあり、結果としてＡＢ端子間には抵抗値Ｒｏｕｔに対応した電流Ｉｏｕｔ（＝Ｖｃｃ／２Ｒｏｕｔ）が出力される。モニタ８はこの電流Ｉｏｕｔをサーミスタに流れる電流としてそれに対応する抵抗値を求め、さらに抵抗値／温度変換により温度表示する。
【００４２】
測定装置本体５は、測定対象温度を長時間期間中連続的に測定することを目的とし、その操作手順は、（１）校正、（２）第１センサ２５の測定、（３）第２センサ２６の測定、（４）測定温度計算、（５）温度データ出力となる。前記の操作手順（１）−（５）を連続的に繰り返す。
【００４３】
次に、図１０〜図１２を用いて、測定装置本体５に内蔵されている制御信号処理回路５３となるマイクロコントローラＭＣＵに対するモード切り替え回路５００について説明する。
【００４４】
図１０に示すように、マイクロコントローラＭＣＵには多数の入出力ポートが用意されているが、ここでは内蔵されるフラッシュメモリＦＬＭに対するプログラムの書き込み（新規書き込み、上書きを含むものとする）に関連するポートについてのみ示している。ＭＣＵは、テストポート５３１、コモン電圧入力ポート５３２、ベリファイ信号ポート５３３、プログラム書き込みポート５３４、温度信号入力ポート５３５を備え、中央演算処理装置ＣＰＵ、フラッシュメモリＦＬＭを内蔵している。
【００４５】
このＭＣＵに対して、外部にモード切り替え回路５００が備えられている。モード切り替え回路５００は、コモン電圧線からコモン電圧Ｖｃｃを入力し、このコモン電圧Ｖｃｃが所定電圧４Ｖよりも高い時に導通し、低い時に不導通となるトランジスタＱＲと、ベースバイアス抵抗Ｒ５〜Ｒ７が設けられている。トランジスタＱＲのコレクタ端がＭＣＵのテストポート５３１に接続され、同時に抵抗Ｒ８を介してグランドＧＮＤに接続されている。
【００４６】
モード切り替え回路５００のバイアス抵抗Ｒ５は、コモン電圧線Ｖｃｃを入力とし、一定電圧のＶｒｅｆをＡＤ変換器５１に出力するレギュレータ５８の出力線に接続され、このバイアス抵抗Ｒ５に流れる電流をレギュレータ５８の出力電流に合流させるようにしてある。ＡＤ変換器５１は、上にて図２を参照して説明したように、測温プローブ２の温度検出信号としての抵抗値アナログ信号をデジタル信号に変換してマイクロコントローラＭＣＵの温度信号ポート５３５に入力するものである。
【００４７】
ＡＤ変換器５３用の基準電圧Ｖｒｅｆは２．２Ｖである。レギュレータ５１からＡＤ変換器５３にこの電圧Ｖｒｅｆ＝２．２Ｖが印加される。またコモン電圧線Ｖｃｃにも５Ｖが印加されている。抵抗Ｒ８＝３０ＫΩ、抵抗Ｒ６＝抵抗Ｒ７＝１００ＫΩ、抵抗Ｒ５＝９０〜９５ＫΩである。これにより、トランジスタＱＲは、Ｖｃｃが４Ｖよりも高い電圧にてオン（導通）し、４Ｖよりも低い電圧にてオフ（不導通）する設定である。つまり、コモン電圧線の電圧Ｖｃｃが５ＶであればマイクロコントローラＭＣＵのテストポート５３１にはＨＩＧＨ電圧が印加され、このＭＣＵをプログラム書き込みモードに移行させる。他方、コモン電圧線の電圧Ｖｃｃが３ＶであればマイクロコントローラＭＣＵのテストポート５３１にはＬＯＷ電圧が印加され、このＭＣＵを通常のランモードになる。
【００４８】
図１１、図１２に示すように、測定装置本体５のコネクタ５０１には、測温プローブ２の雄型コネクタ４のグランド端子ＧＮＤ、サーミスタ信号端子ＴＨ１，ＴＨ２と接続される端子ＧＮＤ、ＴＨ１，ＴＨ２、内蔵バッテリ５０２と接続されているバッテリ電源端子Ｂ、本体内部のコモン電圧線Ｖｃｃと接続され、またプログラム書き込み装置の書き込み装置側コネクタ４’のコモン電圧端子ＶＣと接続されるコモン電圧端子ＶＣ、書き込み装置側コネクタ４’からの書き込みデータを入力するプログラム書き込み端子ＰＧ、ベリファイ信号を出力するベリファイ信号端子ＶＦが設けられている。
【００４９】
尚、図１１に示すように、測温プローブ２側の雄型コネクタ４において、本体側コネクタ５０１のバッテリ電源端子ＢＴとコモン電圧端子ＶＣとに接続される端子ＶＡ，ＶＢ間は短絡されている。これにより、雄型コネクタ４を本体側コネクタ５０１に差し込んで接続した時に、この雄型コネクタ４側の端子ＶＡ，ＶＢを通じてバッテリ電源端子ＢＴとコモン電圧端子ＶＣとが接続され、測定装置本体５内のコモン電圧線Ｖｃｃにバッテリ電圧（通常時、約３Ｖ）が印加され、この測定装置本体５が起動され、耳式体温測定装置１として使用可能になる。
【００５０】
他方、図１２に示すように、マイクロコントローラＭＣＵへの初期のプログラムの書き込み、ファームウェアのバージョンアップ等にてＭＣＵのフラッシュメモリＦＬＭへのプログラムの書き込みを行うためにプログラム書き込み装置を用意し、その書き込み装置側コネクタ４’を本体側コネクタ５０１に差し込んで接続すると、装置側の高電圧５Ｖのコモン電圧Ｖｃｃのコモン電圧端子ＶＣ、プログラム書き込み端子ＰＧ、ベリファイ信号端子ＶＦ、グランド端子Ｇそれぞれが、本体側コネクタ５０１の対応するコモン電圧端子ＶＣ、プログラム書き込み端子ＰＧ、ベリファイ信号端子ＶＦ、グランド端子Ｇそれぞれに接続される。この結果、コモン電圧端子ＶＣを通じてコモン電圧線ＶｃｃにＭＣＵのプログラム書き込みに必要な５Ｖの高電圧がプログラム書き込み装置側から印加されることになる。
【００５１】
次に、モード切り替え回路５００とマイクロコントローラＭＣＵのモード切り替え動作について説明する。
【００５２】
［プログラム書き込みモード］
本実施の形態の耳式体温測定装置を動作させるためのプログラムをＭＣＵ内のフラッシュメモリＦＬＭに書き込む必要が生じたり、また同プログラムの更新する必要が生じたりした場合には、図１２に示したようにプログラム書き込み装置を用意し、その書き込み装置側コネクタ４’を本体側コネクタ５０１に接続する。これにより、プログラム書き込み装置側コネクタ４’の高電圧５Ｖのコモン電圧端子ＶＣ、プログラム書き込み端子ＰＧ、ベリファイ信号端子ＶＦ、グランド端子Ｇそれぞれが、本体側コネクタ５０１の対応するコモン電圧端子ＶＣ、プログラム書き込み端子ＰＧ、ベリファイ信号端子ＶＦ、グランド端子Ｇそれぞれに接続される。この結果、コモン電圧端子ＶＣを通じてコモン電圧線ＶｃｃにＭＣＵのプログラム書き込みに必要な５Ｖの高電圧がプログラム書き込み装置側から供給されることになる。これにより、次の動作により、ＭＣＵはプログラム書き込みモード、つまりフラッシュモードに移行する。
【００５３】
プログラム書き込み装置の接続により、コモン電圧線の電圧Ｖｃｃが５Ｖの高電圧になると、トランジスタＱＲは導通状態となり、ＴＥＳＴポート５３１の電圧もＨＩＧＨとなる。これにより、ＭＣＵはフラッシュモードに移行し、ＣＰＵはプログラム書き込みポート５３４からのデータをフラッシュメモリＦＬＭに書き込む。そしてベリファイ信号をベリファイ信号ポート５３３からプログラム書き込み装置側に出力する。
【００５４】
［ランモード］
プログラムの書き込みあるいは更新が完了してプログラム書き込み装置が外され、本体側コネクタ５０１に図１１に示すように測温プローブ２の雄型コネクタ４が接続されると、次の手順にてマイクロコントローラＭＣＵがランモードに移行し、測温動作に入る。
【００５５】
測温プローブ２側の雄型コネクタ４が装置本体側コネクタ５０１に接続されると、この雄型コネクタ４側の端子ＶＡ，ＶＢを通じて装置本体５側のコネクタ５０１のバッテリ電源端子ＢＴとコモン電圧端子ＶＣとが接続され、測定装置本体５内のコモン電圧線Ｖｃｃにバッテリ電圧（通常時、約３Ｖ）が印加され、モード切り替え回路５００は次の手順にてトランジスタＱＲを不導通状態にしてマイクロコントローラＭＣＵのテストポート５３１の印加電圧をＬＯＷにし、このＭＣＵを通常動作状態であるランモードに切り替え、測定装置本体５を起動して耳式体温測定装置１として使用可能にする。
【００５６】
バッテリ５０２からのコモン電圧Ｖｃｃ＝３Ｖが印加されると、このコモン電圧Ｖｃｃとレギュレータ５８の出力電圧である基準電圧Ｖｒｅｆ＝２．２Ｖとの電圧差は０．８Ｖである。トランジスタＱＲのエミッタ・ベース間開放電圧は−０．２８Ｖであり、トランジスタＱＲのベースのオン電圧は−０．６Ｖであるから、このときにはトランジスタＱＲはオフとなり、ＴＥＳＴポート５３１の電圧はＬＯＷ＝０Ｖとなる。これにより、ＭＣＵはランモードであると判断し、フラッシュメモリＦＬＭに書き込まれているプログラムを実行するランモードに移行する。
【００５７】
このランモードの際には、抵抗Ｒ８に流れる電流は約６μＡであり、極めて少ない電流である。加えて、抵抗Ｒ８に流れる電流はレギュレータ５８からの電流と合流してＡＤ変換器５３に供給されるため、このレギュレータ５８にコモン電圧線Ｖｃｃから供給される電流はこの抵抗Ｒ８に流れる電流と同じだけ減少する。この結果、本実施の形態のモード切り替え回路５００によれば、該回路の増設により増加する消費電流は実質的にはほぼ０であることになる。
【００５８】
以上により、本実施の形態のモード切り替え回路５００の増設により、ＭＣＵのモード切り替えのために通常必要とされているモード切り替えスイッチを必要とせず、回路構成を単純化してコスト増加を抑えることができると共に回路面積の増加も抑制でき、ひいては測定装置本体５の小型化を阻害しないメリットがある。加えて、モード切り替え回路５００の増設により消費電流の実質的な増加が無視できるので、内蔵バッテリ５０２の消耗を早めることがないメリットもある。
【００５９】
尚、上記実施の形態の抵抗値やトランジスタの特性値は例示したものであり、その数値の者に特定されることはなく、装置の用途、サイズ、規模等々の仕様に応じて適宜に変更可能である。
【００６０】
また、モード切り替え回路５００については、図１３に示すオペアンプＯＰを用いたもの（第２の実施の形態）、あるいは図１４に示すＣＭＯＳインバータＣＭを用いたもの(第３の実施の形態)を採用することも可能である。
【００６１】
図１３に示すモード切り替え回路５００Ａは次の構成である。コモン電圧線ＶｃｃとグランドＧＮＤとの間に抵抗Ｒ６Ａ，Ｒ７Ａを直列に接続し、この抵抗Ｒ６Ａ，Ｒ７Ａの接続中点にコンパレータとして動作するオペアンプＯＰ２の＋入力端子を接続している。そしてオペアンプＯＰ２の−端子は抵抗Ｒ５Ａを介してレギュレータ５８の出力線に接続している。オペアンプＯＰ２の出力はマイクロコントローラＭＣＵのテストポート５３１に接続し、このテストポート５３１にＨＩＧＨ、ＬＯＷの電圧を切り替えて出力するようにしてある。このモード切り替え回路５００Ａでは、レギュレータ５８の出力電圧Ｖｒｅｆ＝２．２Ｖであり、オペアンプＯＰ２はプログラム書き込み装置側からの高電圧５Ｖと内蔵バッテリ５０２からの低電圧３Ｖ（通常電圧）との間の４Ｖにてスイッチングする設定である。したがって、プログラム書き込み装置が接続され、コモン電圧Ｖｃｃ＝５ＶになればオペアンプＯＰ２は反転し、このコモン電圧Ｖｃｃが抵抗Ｒ６Ａにて降圧されたＶｔｈがそのままＭＣＵのテストポート５３１にＨＩＧＨ電圧として出力されてＭＣＵをプログラム書き込みモードに移行させる。逆に、測温プローブ２のコネクタ４が接続され、コモン電圧Ｖｃｃがバッテリ５０２の電圧３ＶになればオペアンプＯＰ２は再反転して、レギュレータ５８の出力Ｖｒｅｆを抵抗Ｒ５Ａにて降圧した電圧をＭＣＵのテストポート５３１にＬＯＷ電圧として出力し、ＭＣＵを通常動作モード、つまり、ランモードに移行させる。尚、ＭＣＵのモード切り替え動作は上述した第１の実施の形態と同様である。
【００６２】
本実施の形態の場合にも、抵抗Ｒ６Ａ，Ｒ７ＡがオペアンプＯＰの＋側に接続されており、それゆえに極めて高いインピーダンスの入力が可能である。そのため、この抵抗Ｒ６Ａ，Ｒ７Ａに高抵抗値の素子を採用することができ、それにより第１の実施の形態と同様にオペアンプＯＰが反転動作しない状態ではコモン電圧線からグランドにほとんど電流が流れず、バッテリの消耗を抑制することができる。
【００６３】
図１４に示すモード切り替え回路５００Ｂは次の構成である。コモン電圧線ＶｃｃとグランドＧＮＤとの間にＣＭＯＳインバータＵ１を設置し、このスイッチング端子とレギュレータ５８の出力との間を抵抗Ｒ５Ｂを介して接続し、またスイッチング端子とグランドＧＮＤとの間を抵抗Ｒ６Ｂを介して接続している。ＣＭＯＳインバータＵ１は電流検出電圧の１／２に入力で出力を反転するため、スイッチング端子にレギュレータ５８の出力である基準電圧Ｖｒｅｆ＝２．２Ｖから２Ｖに降圧した電圧が入力するように抵抗Ｒ５Ｂ，Ｒ６Ｂは設定することで、コモン電圧Ｖｃｃが４Ｖよりも高くなった時にコモン電圧ＶｃｃをＨＩＧＨとしてマイクロコントローラＭＣＵのテストポート５３１に出力し、コモン電圧Ｖｃｃが４Ｖよりも低くなった時に反転してＬＯＷ電圧をＭＣＵのテストポート５３１に出力する。
【００６４】
このモード切り替え回路５００Ｂでは、プログラム書き込み装置が接続され、コモン電圧Ｖｃｃ＝５ＶになればＣＭＯＳインバータＵ１は反転し、このコモン電圧ＶｃｃをそのままＭＣＵのテストポート５３１にＨＩＧＨ電圧として出力してＭＣＵをプログラム書き込みモードに移行させる。逆に、測温プローブ２のコネクタ４が接続され、コモン電圧Ｖｃｃがバッテリ５０２の電圧３ＶになればＣＭＯＳインバータＵ１は再反転してＬＯＷ＝０の電圧をＭＣＵのテストポート５３１に出力し、ＭＣＵを通常動作モード、つまり、ランモードに移行させる。尚、ＭＣＵのモード切り替え動作は上述した第１の実施の形態と同様である。
【００６５】
本実施の形態の場合にも、抵抗Ｒ６Ｂに高抵抗値の素子を採用することができ、それにより第１の実施の形態と同様にＣＭＯＳインバータＵ１が反転動作しない状態ではコモン電圧線からグランドにほとんど電流が流れず、バッテリの消耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の１つの実施の形態の耳式体温測定装置の概略構成説明図。
【図２】上記実施の形態の耳式体温測定装置の回路ブロック図。
【図３】上記実施の形態の耳式体温測定装置を構成するプローブの一部破断側面図。
【図４】上記実施の形態の耳式体温測定装置におけるプローブを構成するセンサミラーの縦断面図。
【図５】上記実施の形態の耳式体温測定装置におけるセンサミラーを構成する可撓性印刷回路基板の平面図。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線から見たセンサミラーの正面図。
【図７】図６の矢印ＶＩＩ方向から見たセンサミラーの斜視図。
【図８】図６の矢印ＶＩＩＩ方向から見たセンサミラーの斜視図。
【図９】上記実施の形態の耳式体温測定装置における抵抗値出力回路部分の回路図。
【図１０】上記実施の形態の耳式体温測定装置における測定装置本体内のＭＣＵのモード切り替え機能部の回路ブロック図。
【図１１】上記実施の形態の耳式体温測定装置における測定装置本体と測温プローブとのコネクタ接続の説明図。
【図１２】上記実施の形態の耳式体温測定装置における測定装置本体とプログラム書き込み装置とのコネクタ接続の説明図。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の測定装置本体におけるモード切り替え回路部分を含むモード切り替え機能部の回路ブロック図。
【図１４】本発明の第３の実施の形態の測定装置本体におけるモード切り替え回路部分を含むモード切り替え機能部の回路ブロック図。
【符号の説明】
【００６７】
１ 耳式体温測定装置
２ プローブ
３、６ ケーブル
４ （測温プローブ側の）雄型コネクタ
４’ （プログラム書き込み装置側の）コネクタ
５ 測定装置本体
９ 測温対象者
９ａ 耳孔
２１ 本体部
２２ 測温部
２３ タブ
２４ センサミラー
２５ 第１センサ
２６ 第２センサ
２７ 保護カバー
５３ 制御信号処理回路
５４ 抵抗値出力回路
５８ レギュレータ
５００ モード切り替え回路
５０１ （測温装置本体側の）コネクタ
５３１ テストポート
５３２ コモン電圧ポート
５３３ ベリファイ信号ポート
５３４ プログラム書き込みポート
５３５ 音字信号入力ポート
ＭＣＵ マイクロコントローラ
ＣＰＵ 中央演算処理装置
ＦＬＭ フラッシュメモリ
Ｒ１〜Ｒ８，Ｒ５Ａ〜Ｒ７Ａ，Ｒ５Ｂ，Ｒ６Ｂ 抵抗
ＱＲ トランジスタ
Ｖｃｃ コモン電圧
ＯＰ２ オペアンプ
Ｕ１ ＣＭＯＳインバータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブの測温部を耳孔に挿入して鼓膜の温度を測る耳式体温測定装置においてプログラム書き込み可能なマイクロコントローラＭＣＵを内蔵する測定装置本体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば手術室や集中治療室では施術中の患者の体温測定は必須であり、長時間にわたり連続して体温測定ができ、かつ信頼性の高い体温測定装置が必要とされている。さらに、患者の体温測定を連続的に行うために、患者への負担が少ないことも必要である。このような必要に応える体温測定装置として、患者の耳孔に測温部を挿入して鼓膜の温度を測る耳式体温測定装置が注目されている。
【０００３】
ところが従来の耳式体温測定装置の場合、測定装置本体が大がかりなものとなる問題点があり、その小型化が要望されていた。これに応えるものとして、特開２００６−２５０８８３号公報（特許文献１）、特開２００７−１１１３６３号公報（特許文献２）に記載されているような測温部を含むプローブを小型化し、また測定装置本体も小型化した耳式体温測定装置が知られている。
【特許文献１】特開２００６−２５０８８３号公報
【特許文献２】特開２００７−１１１３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した従来技術の小型化された耳式体温測定装置のさらに小型化が図れるマイクロコントローラ内蔵の測定装置本体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の特徴は、コモン電圧線と、電源としての内蔵バッテリと、測温プローブプラグを接続するためのコネクタであって、前記コモン電圧線にコモン電圧端子が接続されているコネクタと、前記測温プローブの温度センサを制御し、かつ前記温度センサからの測定温度に対応した抵抗値出力信号を入力してデジタル温度値に変換して出力するフラッシュタイプのマイクロコントローラであって、テストポートと、プログラム書き込みポートと、前記コモン電圧線に接続されているコモン電圧ポートを有し、前記テストポートに第１の所定電圧より高いＨＩＧＨ電圧が印加された時にフラッシュモードとなり、前記書き込みポートからのプログラム書き込みを可能とし、前記テストポートに印加電圧に前記第１の所定電圧より低いＬＯＷ電圧が印加された時にランモードとなるマイクロコントローラと、前記コモン電圧線に入力側が接続され、一定電圧の基準電圧を出力する電圧レギュレータと、前記コモン電圧線に接続され、コモン電圧が第２の所定電圧より高い時に前記マイクロコントローラのテストポートに前記ＨＩＧＨ電圧を印加し、前記コモン電圧が前記第２の所定電圧より低い時に前記マイクロコントローラのテストポートに前記ＬＯＷ電圧を印加し、かつ、前記コモン電圧線から当該モード切り替え回路に流れるリーク電流を前記電圧レギュレータの出力にバイパスさせて合流させるモード切り替え回路とを備え、前記コネクタは、前記コモン電圧端子と共に、前記内蔵バッテリと接続されたバッテリ電源端子と、前記マイクロコントローラの書き込みポートに接続されたプログラム書き込み端子と、前記測温プローブの温度センサからの測定温度に対応した抵抗値出力信号を入力するためのセンサ接続端子とを有している耳式体温測定装置の測定装置本体である。
【０００６】
上記発明の耳式体温測定装置の測定装置本体において、前記モード切り替え回路は、前記コモン電圧線にエミッタが接続され、前記テストポートにコレクタが接続され、前記コモン電圧線にバイアス抵抗を介してベースが接続されたＰＮＰ型トランジスタと、前記コレクタとグランドとの間に介挿され、当該トランジスタが導通状態の時に当該コレクタの電圧を前記ＨＩＧＨ電圧にする第１の抵抗と、前記トランジスタのベースと前記レギュレータの出力との間に介挿された第２の抵抗とで構成されているものとすることができる。
【０００７】
また、上記発明の耳式体温測定装置の測定装置本体において、前記モード切り替え回路は、コモン電圧線とグランドとの間に２個の抵抗を直列に接続し、前記２個の抵抗の接続中点にコンパレータとして動作するオペアンプの＋入力端子を接続し、前記オペアンプの−端子を別の抵抗を介してレギュレータの出力線に接続し、前記オペアンプの出力端子をマイクロコントローラテストポートに接続した構成にして、前記オペアンプの＋端子に印加される電圧が前記コモン電圧線に印加されるバッテリ電圧とプログラム書き込み電圧との中間電圧よりも高い電圧の時に前記オペアンプを導通させて前記コモン電圧線のコモン電圧をＨＩＧＨ電圧として前記テストポートに出力し、前記中間電圧よりも低い電圧の時に前記オペアンプを不導通になるように反転させるようにしたものとすることができる。
【０００８】
また、上記発明の耳式体温測定装置の測定装置本体において、前記モード切り替え回路は、前記コモン電圧線とグランドとの間にＣＭＯＳインバータを設置し、前記ＣＭＯＳインバータのスイッチング端子とレギュレータの出力との間を抵抗を介して接続し、前記ＣＭＯＳインバータの出力を前記テストポートに接続した構成とし、前記ＣＭＯＳインバータを前記スイッチング端子に印加される電圧が前記コモン電圧線に印加されるバッテリ電圧とプログラム書き込み電圧との中間電圧よりも高い電圧の時に前記コモン電圧線のコモン電圧をＨＩＧＨ電圧として前記テストポートに出力し、前記中間電圧よりも低い電圧の時に前記抵抗を通じて降圧した前記レギュレータの出力電圧をＬＯＷ電圧として前記テストポートに出力するようにしたものとすることができる。
【０００９】
さらに、上記発明の耳式体温測定装置の測定装置本体において、前記コネクタは、測温プローブ側コネクタを接続することで当該測温プローブ側コネクタの短絡された２個の端子を介して前記バッテリ電源端子とコモン電圧端子とが接続され、プログラム書き込み装置側コネクタを接続することで当該プログラム書き込み側コネクタの前記第２の所定電圧の電圧端子に前記コモン電圧端子が接続されるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、測定装置本体に内蔵されたマイクロコントローラに対するプログラム書き込みモード（フラッシュモード）と書き込んだプログラムを実行するランモードとの切り替えをマイクロコントローラ側のモード切り替えスイッチにて行うのではなく、マイクロコントローラのテストポートに印加される電圧がＨＩＧＨであればフラッシュモード、ＬＯＷであればランモードとなる。そのため、本発明によれば、マイクロコントローラのテストポートに対する印加電圧をＨＩＧＨ電圧にするプログラム書き込み装置を用意し、そのプログラム書き込み装置を当該測定装置本体のコネクタに接続するだけでマイクロコントローラ側を自ずとフラッシュモードに移行させることができる。このため、本発明によれば、マイクロコントローラがモード切り替えスイッチを必要とせず、回路構成を単純化でき、これを内蔵する装置本体のいっそうの小型化が図れる。
【００１１】
また、本発明によれば、モード切り替え回路にトランジスタを用い、当該トランジスタが導通状態の時に当該コレクタの電圧をＨＩＧＨ電圧にする第１の抵抗をコモン電圧線とコレクタとの間に設け、トランジスタのベースとレギュレータの出力との間に第２の抵抗を介挿し、トランジスタがオフの時にはコモン電圧線から第１、第２の抵抗を通じてレギュレータの出力側にリーク電流が流れてレギュレータの出力電流と合流するようにすることで、ランモード時に前述のリーク電流分だけレギュレータそのものの入力電流を削減でき、結果としてモード切り替え回路の挿入によっても電力消費がほとんど変わらなくでき、装置本体の消費電力を抑制でき、バッテリの電力を長持ちさせることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、モード切り替え回路にオペアンプを用い、コモン電圧を高電圧にしてオペアンプを反転させて導通させた時に当該コモン電圧をＨＩＧＨ電圧としてマイクロコントローラのテストポートに出力し、コモン電圧をバッテリ電圧の低電圧にしてオペアンプを再反転させた時に不導通状態にしてオペアンプの出力電圧をＬＯＷ電圧としてマイクロコントローラのテストポートに出力するようにすることで、通常の動作状態であるマイクロコントローラのランモード時にモード切り替え回路にバッテリ電流を流すことがなく、結果としてモード切り替え回路の挿入によっても電力消費がほとんど変わらなくでき、装置本体の消費電力を抑制でき、バッテリの電力を長持ちさせることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、モード切り替え回路にＣＭＯＳインバータを用い、ＣＭＯＳインバータがコモン電圧を出力する動作状態の時に当該コモン電圧をＨＩＧＨ電圧としてマイクロコントローラのテストポートに出力し、ＣＭＯＳインバータが反転してレギュレータの電圧をＬＯＷ電圧としてマイクロコントローラのテストポートに出力するようにすることで、通常の動作状態であるマイクロコントローラのランモード時にモード切り替え回路にバッテリ電流を流すことがなく、結果としてモード切り替え回路の挿入によっても電力消費がほとんど変わらなくでき、装置本体の消費電力を抑制でき、バッテリの電力を長持ちさせることができる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、コネクタに測温プローブ側コネクタを接続することで測温プローブ側コネクタの短絡された２個の端子を介してバッテリ電源端子とコモン電圧端子とを接続し、同コネクタにプログラム書き込み装置側コネクタを接続することで当該プログラム書き込み側コネクタの第２の所定電圧の電圧端子にコモン電圧端子を接続することができ、該コネクタに測温プローブ側コネクタを接続するかプログラム書き込み装置側コネクタを接続するかによりコモン電圧線にバッテリ電圧を印加して通常のランモードとし、あるいはコモン電圧線にプログラム書き込み電圧を印加してプログラム書き込みモードとすることができ、作業者に対してモード切り替えを意識させずにマイクロコントローラのモード切り替えを行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態の耳式体温測定装置の機器構成を示し、図２は回路構成を示している。図１に示すように、本実施の形態の耳式体温測定装置１は、被測定者の耳孔に挿入して鼓膜の温度を測定し抵抗値として出力するプローブ２、このプローブ２の測定信号を送信し、またプローブ２に電源を供給するケーブル３、雄型コネクタ４、温度測定演算処理その他の制御を行う測定装置本体５、この測定装置本体５に接続されたケーブル６、このケーブル６の先端に接続されている雌コネクタ７から成る。測定装置本体５のケーブル６に接続されている雌コネクタ７は、測定温度を表示するモニタ８に接続される。
【００１６】
図２に示すように、測定装置本体５の主な構成要素は、プローブ２の測定温度に対応した抵抗値をＡＤ変換するＡＤ変換器５１、プローブ２の温度測定信号を増幅する差動増幅器５２、デジタル演算処理を行う制御信号処理回路５３、制御信号処理回路５３が求めた測定温度デジタル信号をモニタ８側の温度対応アナログ抵抗値に再変換する抵抗値出力回路５４、スイッチ群５５（スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３）、スイッチング・ライン群５６（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３）、抵抗群５７（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）、ケーブル６、雌コネクタ７を含む。
【００１７】
プローブ２は、使用時にケーブル３及び雄型コネクタ４を介して測定装置本体５のコネクタ５０１（図１１、図１２を参照）に連結される。プローブ２は、後述する測温用の第１センサ２５及び補正用の第２センサ２６を備えている。センサ２５、２６はサーミスタで成る。抵抗Ｒ３、Ｒ４は図２ではプローブ２内に設けられているが、それらは測定装置本体５に設けられてもよい。雄型コネクタ４は、慣用のカードエッジ式コネクタが好ましい。このカードに、校正値等の個別情報が記録される。
【００１８】
プローブ２の測温用の第１センサ２５及び補正用の第２センサ２６の検出信号が、抵抗Ｒ３及びＲ４を介してＡＤ変換器５１に、そしてスイッチＳ２及びＳ３を介して差動増幅器５２に入力される。
【００１９】
ＡＤ変換器５１は制御信号処理回路５３及び差動増幅器５２に接続され、制御信号処理回路５３は抵抗値出力回路５４に接続されている。制御信号処理回路５３からはデジタル信号が出力され、抵抗値出力回路５４からはアナログ信号が出力される。制御信号処理回路５３はスイッチング・ライン群５６を介してスイッチ群５５に接続されている。スイッチ群５５は差動増幅器５２に接続されている。
【００２０】
第１センサ２５及び第２センサ２６からの微少温度差信号を容易に検出できるようにするために、ＡＤ変換器５１には高精度高分解能を持たせることが好ましい。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は高精度抵抗である。ＶｒｅｆはＡＤ変換器５１の基準電圧であって、ＡＤ変換値のフルスケール値である。
【００２１】
図３〜図８に示すように、本実施の形態におけるプローブ２は、本体部２１、本体部２１に連結された測温部２２、本体部２１の外側に沿って設けられたタブ２３を含む。本体部２１は、長辺部分２１１と屈曲短辺部分２１２からなるほぼＬ字形に屈曲した円筒体に形成される。長辺部分２１１が測温対象者９の耳孔９ａの下方から顔面こめかみ付近にそって延び、屈曲短辺部分２１２が測温部２２の後述するフランジ部分２２１に結合する。この概略Ｌ字形形状は、測温部２２の先端部分２２２を測温対象者９の耳孔９ａ内で鼓膜側に向けると共に、装着時に本体部２１が耳介から脱落又は耳介上で回転しないようにする。本体部２１の下端からはケーブル３が延びていて、後述する第１センサ２５及び第２センサ２６を装着した可撓性印刷回路基板２４６を雄型コネクタ４に電気的に接続する。タブ２３は、プローブ２を測温対象者９の耳孔９ａに着脱する際に作業を容易にするために設けられている。
【００２２】
測温部２２は、本体部２１の屈曲短辺部分２１２に結合するフランジ部分２２１、フランジ部分２２１から延びる先端部分２２２を含む。フランジ部分２２１は耳孔９ａの入口を閉じるように形成され、また、先端部分２２２は外耳道の複雑な形状に合わせるように形成される。
【００２３】
プローブ２を構成する本体部２１、測温部２２、タブ２３、センサミラー２４は断熱性材料から作られる。測温部２２は、測温対象者９のアレルギー体質を考慮して、エラストマ又はシリコンゴムで被覆することが好ましい。
【００２４】
前述したように、本実施の形態耳式体温測定装置１のプローブ２は、本体部２１、測温部２２、タブ２３を含む。測温部２２は、フランジ部分２２１、先端部分２２２を含む。図３に示すように、測温部２２の先端部分２２２の内部にセンサミラー２４が嵌め込まれる。センサミラー２４は、例えば、図３に示したような平行光集光型センサミラー又は図４に示したような点光源集光型センサミラーのいずれでもよい。平行光集光型センサミラーは、円筒体ホルダの前面の平行光をセンサに集光する。点光源集光型センサミラーは、鼓膜想定位置の点光源からの光を集光する。センサミラー２４は、各センサ２５、２６の組付け作業を容易にするために、測温部２２とは別部品としている。
【００２５】
センサミラー（点光源集光型センサミラー）２４は絶縁性材料から作られ、図４に示すように、内部に凹形状反射面２４１を有する比較的長尺の円筒体ホルダ２４２、ホルダ２４２の後方から延びる連結軸２４５、ホルダ２４２の前面に張り渡された後述する可撓性印刷回路基板２４６、基板２４６に装着された後述する測温用の第１センサ２５及び補正用の第２センサ２６、ホルダ前面を覆う保護カバー２７を含む。
【００２６】
センサミラー２４の反射面２４１は、素材の鏡面仕上げのままにするか、さらにその上に金属（例えば、アルミニウム）箔を貼り付けるか、ニッケルメッキを施すことが好ましい。保護カバー２７は、放射エネルギ損失を抑え、センサ２５、２６を保護する材料であればよい。例えば、厚み０．０１５ｍｍのポリエチレン・フィルムが好ましい。保護カバー２７は、センサミラー２４の円筒体ホルダ２４２及び連結軸２４５の外周面と測温部２２の先端部分２２２の穴内周面との間に押し込まれて固定される。
【００２７】
可撓性印刷回路基板２４６は、図５に示すように、可撓性絶縁材料（例えば、ポリエチレン等）からなる細長フィルムであって、その表面に回路導体２４６ｄ及び熱溜まり２４６ｅが印刷され、さらに赤外線透過穴２４６ｃ、第１位置決め穴２４６ａ、第２位置決め穴２４６ｂが貫通されている。これらの作用については後述する。
【００２８】
図４、図６〜図８に示すように、センサミラー２４の円筒体ホルダ２４２の外周面中間部分のほぼ対向部位に第１突起２４２ａ及び第２突起２４２ｂが設けられる。図５に示すように、可撓性印刷回路基板２４６の一端側で第１突起２４２ａ及び第２突起２４２ｂにそれぞれ対応する部位に第１位置決め穴２４６ａ及び第２位置決め穴２４６ｂが設けられる。第１突起２４２ａ及び第２突起２４２ｂが第１位置決め穴２４６ａ及び第２位置決め穴２４６ｂにそれぞれ係合される。このようにして、可撓性印刷回路基板２４６の一端側は、センサミラー２４の円筒体ホルダ２４２の前面空間に簡単に張り渡される。
【００２９】
可撓性印刷回路基板２４６の他端側がセンサミラー２４の円筒体ホルダ２４２の外周面上を長手方向に沿って誘導され、基板２４６の他端側を本体部２１の先端に埋め込まれた連結基板２１３に接続される。図３に示すように、各センサ２５、２６を装着した可撓性印刷回路基板２４６の他端は、連結基板２１３を介してケーブル３の先端に接続される。このようにして、可撓性印刷回路基板２４６は、測温部２２内で本体部２１の内部を貫通するケーブル３に電気的に接続される。
【００３０】
図４、図６〜図８に示すように、可撓性印刷回路基板２４６の一端側は円筒体ホルダ２４２の前面空間に張り渡される。図５に示すように、円筒体ホルダ２４２の前面空間に張り渡される予定部位に相当する可撓性印刷回路基板２４６の中間部分に赤外線透過用穴２４６ｃが設けられる。その赤外線透過用穴２４６ｃの両側でかつ基板２４６の長手方向に第１センサ２５及び第２センサ２６が配置される。可撓性印刷回路基板２４６が円筒体ホルダ２４２の前面空間に張り渡される以前に、センサ２５、２６は予め基板２４６の回路導体２４６ｄに半田付けされる。このようにすれば、センサ２５、２６をセンサミラー２４に装着することが容易になり、高度の技術を必要とせず、測温部２２を量産化することができる。測温対象者９からの赤外線は基板２４６の赤外線透過穴２４６ｃを通過し、センサミラー２４の反射面２４１で反射され、センサ２５、２６に至る。
【００３１】
また、図５に示すように、円筒体ホルダ２４２の前面空間に張り渡される予定部位に相当する可撓性印刷回路基板２４６の中間部分において、その基板２４６の一端側に熱溜まり導体２４６ｅを設けることが好ましい。熱溜まり導体２４６ｅは、基板２４６に到達する赤外線を吸収し、センサ２５、２６への二次的熱影響を防止する。
【００３２】
示度試験の結果、プローブ２の示度は外気温度によって影響を受けることがわかった。そこで、測温用のセンサ（第１センサ２５）の外に別のセンサ（第２センサ２６）を設けて、外気温度の影響を補正している。
【００３３】
第１センサ２５及び第２センサ２６には、小熱容量、高熱感受性、高赤外線反応温度上昇率等の特性を備えたサーミスタ素子が適している。
【００３４】
実験の結果、センサミラー２４の円筒体ホルダ２４２の前面空間に張り渡された可撓性印刷回路基板２４６上には、集光点が一番高くなる温度分布が現れることを確認した。そこで、測温用の第１センサ２５は、図４に示すように、センサミラー２４の反射面２４１のほぼ集光点に配置される。外気温度補正用の第２センサ２６は、集光点から外れた位置に配置される。センサ２５、２６は同一基板上にあるので、ほぼ同時に昇温し、補正がより簡単になっている。第１センサ２５には、放射率が高く（赤外線を良く吸収し発熱する）、赤外線により発生した熱を発散し易い樹脂（例えば、黒色熱硬化性のエポキシ樹脂）が塗布される。第２センサ２６には、赤外線を吸収し難い樹脂（例えば、２液硬化型エポキシ樹脂）が塗布される。
【００３５】
第１センサ２５及び第２センサ２６を同時に温度校正する。この温度校正には、図２に示した測定装置本体５を用いて、測温対象者９の体温を測定する。まず、プローブコネクタ４を測定装置本体５に接続し、温度プラグ７をモニタ８に接続する。
【００３６】
ａ）オフセット校正
スイッチ群５５のスイッチＳ１をオン、スイッチＳ２及びＳ３をオフにする。ＡＤ変換を実行し、オフセット値を求める。抵抗Ｒ１、Ｒ２が既知であるから、ＡＤ入力値が既知となる。ＡＤ変換値とＡＤ入力値との差は、差動増幅器５２及びＡＤ変換器５１のオフセット誤差である。オフセット校正時のＡＤ変換器入力Ｖ１は、Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）×Ｖｒｅｆとなる。高精度ＡＤ変換器の場合、測定毎にセルフキャリブレーションが行われるため、ＡＤ変換器のオフセット誤差は無視してよい。従って、オフセット誤差は実質的に差動増幅器５２に起因する。
【００３７】
ｂ）第１センサ２５の測定
スイッチＳ２をオン、スイッチＳ１及びＳ３をオフにする。ＡＤ変換を実行し、ＡＤ変換値を求める。第１センサ２５の測定時のＡＤ変換入力Ｖ２は、Ｒ３／（Ｒ３＋ＲＴｈ１）×Ｖｒｅｆとなる。ただし、ＲＴｈ１は、任意の温度における第１センサ２５の抵抗値である。
【００３８】
ｃ）第２センサ２６の測定
スイッチＳ３をオン、スイッチＳ１及びＳ２をオフにする。ＡＤ変換を実行し、ＡＤ変換値を求める。第２センサ２６の測定時のＡＤ変換入力Ｖ３は、Ｒ４／（Ｒ４＋ＲＴｈ２）×Ｖｒｅｆとなる。だだし、ＲＴｈ２は任意の温度における第２センサ２６の抵抗値である。
【００３９】
ｄ）第１センサ２５と第２センサ２６とのＡＤ変換値差
第１センサ２５のＡＤ変換値からオフセット校正で求めたオフセット値を引く。この値と第１センサ２５と第２センサ２６とのＡＤ変換値の差の関係から、測定しようとする目標点の温度を求める。
【００４０】
測定された温度データは、ＭＣＵ（マイクロコントローラ）である制御信号処理回路５３からデジタル信号として出力され、また、抵抗値出力回路５４からアナログ信号が出力される。アナログ信号はセンサ（サーミスタ）入力のモニタ８にて温度表示可能にするためである。
【００４１】
測定された温度対応抵抗値のアナログ信号を制御信号処理回路５３にて温度値を示すデジタル信号に変換して抵抗値出力回路５４に出力する。抵抗値出力回路５４は、図９に示す構成であり、１１ビットアナログデジタル変換回路であり、温度値のデジタル信号をアナログ抵抗値に変換して出力する。すなわち、制御信号処理回路５３のポートＰ０〜Ｐ１０から１１桁のオン／オフのデジタル信号が出力されると、これに対応する桁ビットのアナログスイッチＡＮ０〜ＡＮ１１が１（ＨＩＧＨ）でオープン（ＯＦＦ）、０（ＬＯＷ）でクローズ（ＯＮ）する。この結果、アナログスイッチＡＮｉがオープンしたビットの抵抗Ｒｉの直列合成抵抗値が温度値のデジタル信号に対応した抵抗値Ｒｏｕｔに変換される。この抵抗値出力回路５４のＡＢ端子間にはＶｃｃの１／２の１．５Ｖｃｃのバイアス電圧が印加してあり、結果としてＡＢ端子間には抵抗値Ｒｏｕｔに対応した電流Ｉｏｕｔ（＝Ｖｃｃ／２Ｒｏｕｔ）が出力される。モニタ８はこの電流Ｉｏｕｔをサーミスタに流れる電流としてそれに対応する抵抗値を求め、さらに抵抗値／温度変換により温度表示する。
【００４２】
測定装置本体５は、測定対象温度を長時間期間中連続的に測定することを目的とし、その操作手順は、（１）校正、（２）第１センサ２５の測定、（３）第２センサ２６の測定、（４）測定温度計算、（５）温度データ出力となる。前記の操作手順（１）−（５）を連続的に繰り返す。
【００４３】
次に、図１０〜図１２を用いて、測定装置本体５に内蔵されている制御信号処理回路５３となるマイクロコントローラＭＣＵに対するモード切り替え回路５００について説明する。
【００４４】
図１０に示すように、マイクロコントローラＭＣＵには多数の入出力ポートが用意されているが、ここでは内蔵されるフラッシュメモリＦＬＭに対するプログラムの書き込み（新規書き込み、上書きを含むものとする）に関連するポートについてのみ示している。ＭＣＵは、テストポート５３１、コモン電圧入力ポート５３２、ベリファイ信号ポート５３３、プログラム書き込みポート５３４、温度信号入力ポート５３５を備え、中央演算処理装置ＣＰＵ、フラッシュメモリＦＬＭを内蔵している。
【００４５】
このＭＣＵに対して、外部にモード切り替え回路５００が備えられている。モード切り替え回路５００は、コモン電圧線からコモン電圧Ｖｃｃを入力し、このコモン電圧Ｖｃｃが所定電圧４Ｖよりも高い時に導通し、低い時に不導通となるトランジスタＱＲと、ベースバイアス抵抗Ｒ５〜Ｒ７が設けられている。トランジスタＱＲのコレクタ端がＭＣＵのテストポート５３１に接続され、同時に抵抗Ｒ８を介してグランドＧＮＤに接続されている。
【００４６】
モード切り替え回路５００のバイアス抵抗Ｒ５は、コモン電圧線Ｖｃｃを入力とし、一定電圧のＶｒｅｆをＡＤ変換器５１に出力するレギュレータ５８の出力線に接続され、このバイアス抵抗Ｒ５に流れる電流をレギュレータ５８の出力電流に合流させるようにしてある。ＡＤ変換器５１は、上にて図２を参照して説明したように、測温プローブ２の温度検出信号としての抵抗値アナログ信号をデジタル信号に変換してマイクロコントローラＭＣＵの温度信号ポート５３５に入力するものである。
【００４７】
ＡＤ変換器５３用の基準電圧Ｖｒｅｆは２．２Ｖである。レギュレータ５１からＡＤ変換器５３にこの電圧Ｖｒｅｆ＝２．２Ｖが印加される。またコモン電圧線Ｖｃｃにも５Ｖが印加されている。抵抗Ｒ８＝３０ＫΩ、抵抗Ｒ６＝抵抗Ｒ７＝１００ＫΩ、抵抗Ｒ５＝９０〜９５ＫΩである。これにより、トランジスタＱＲは、Ｖｃｃが４Ｖよりも高い電圧にてオン（導通）し、４Ｖよりも低い電圧にてオフ（不導通）する設定である。つまり、コモン電圧線の電圧Ｖｃｃが５ＶであればマイクロコントローラＭＣＵのテストポート５３１にはＨＩＧＨ電圧が印加され、このＭＣＵをプログラム書き込みモードに移行させる。他方、コモン電圧線の電圧Ｖｃｃが３ＶであればマイクロコントローラＭＣＵのテストポート５３１にはＬＯＷ電圧が印加され、このＭＣＵを通常のランモードになる。
【００４８】
図１１、図１２に示すように、測定装置本体５のコネクタ５０１には、測温プローブ２の雄型コネクタ４のグランド端子ＧＮＤ、サーミスタ信号端子ＴＨ１，ＴＨ２と接続される端子ＧＮＤ、ＴＨ１，ＴＨ２、内蔵バッテリ５０２と接続されているバッテリ電源端子Ｂ、本体内部のコモン電圧線Ｖｃｃと接続され、またプログラム書き込み装置の書き込み装置側コネクタ４’のコモン電圧端子ＶＣと接続されるコモン電圧端子ＶＣ、書き込み装置側コネクタ４’からの書き込みデータを入力するプログラム書き込み端子ＰＧ、ベリファイ信号を出力するベリファイ信号端子ＶＦが設けられている。
【００４９】
尚、図１１に示すように、測温プローブ２側の雄型コネクタ４において、本体側コネクタ５０１のバッテリ電源端子ＢＴとコモン電圧端子ＶＣとに接続される端子ＶＡ，ＶＢ間は短絡されている。これにより、雄型コネクタ４を本体側コネクタ５０１に差し込んで接続した時に、この雄型コネクタ４側の端子ＶＡ，ＶＢを通じてバッテリ電源端子ＢＴとコモン電圧端子ＶＣとが接続され、測定装置本体５内のコモン電圧線Ｖｃｃにバッテリ電圧（通常時、約３Ｖ）が印加され、この測定装置本体５が起動され、耳式体温測定装置１として使用可能になる。
【００５０】
他方、図１２に示すように、マイクロコントローラＭＣＵへの初期のプログラムの書き込み、ファームウェアのバージョンアップ等にてＭＣＵのフラッシュメモリＦＬＭへのプログラムの書き込みを行うためにプログラム書き込み装置を用意し、その書き込み装置側コネクタ４’を本体側コネクタ５０１に差し込んで接続すると、装置側の高電圧５Ｖのコモン電圧Ｖｃｃのコモン電圧端子ＶＣ、プログラム書き込み端子ＰＧ、ベリファイ信号端子ＶＦ、グランド端子Ｇそれぞれが、本体側コネクタ５０１の対応するコモン電圧端子ＶＣ、プログラム書き込み端子ＰＧ、ベリファイ信号端子ＶＦ、グランド端子Ｇそれぞれに接続される。この結果、コモン電圧端子ＶＣを通じてコモン電圧線ＶｃｃにＭＣＵのプログラム書き込みに必要な５Ｖの高電圧がプログラム書き込み装置側から印加されることになる。
【００５１】
次に、モード切り替え回路５００とマイクロコントローラＭＣＵのモード切り替え動作について説明する。
【００５２】
［プログラム書き込みモード］
本実施の形態の耳式体温測定装置を動作させるためのプログラムをＭＣＵ内のフラッシュメモリＦＬＭに書き込む必要が生じたり、また同プログラムの更新する必要が生じたりした場合には、図１２に示したようにプログラム書き込み装置を用意し、その書き込み装置側コネクタ４’を本体側コネクタ５０１に接続する。これにより、プログラム書き込み装置側コネクタ４’の高電圧５Ｖのコモン電圧端子ＶＣ、プログラム書き込み端子ＰＧ、ベリファイ信号端子ＶＦ、グランド端子Ｇそれぞれが、本体側コネクタ５０１の対応するコモン電圧端子ＶＣ、プログラム書き込み端子ＰＧ、ベリファイ信号端子ＶＦ、グランド端子Ｇそれぞれに接続される。この結果、コモン電圧端子ＶＣを通じてコモン電圧線ＶｃｃにＭＣＵのプログラム書き込みに必要な５Ｖの高電圧がプログラム書き込み装置側から供給されることになる。これにより、次の動作により、ＭＣＵはプログラム書き込みモード、つまりフラッシュモードに移行する。
【００５３】
プログラム書き込み装置の接続により、コモン電圧線の電圧Ｖｃｃが５Ｖの高電圧になると、トランジスタＱＲは導通状態となり、ＴＥＳＴポート５３１の電圧もＨＩＧＨとなる。これにより、ＭＣＵはフラッシュモードに移行し、ＣＰＵはプログラム書き込みポート５３４からのデータをフラッシュメモリＦＬＭに書き込む。そしてベリファイ信号をベリファイ信号ポート５３３からプログラム書き込み装置側に出力する。
【００５４】
［ランモード］
プログラムの書き込みあるいは更新が完了してプログラム書き込み装置が外され、本体側コネクタ５０１に図１１に示すように測温プローブ２の雄型コネクタ４が接続されると、次の手順にてマイクロコントローラＭＣＵがランモードに移行し、測温動作に入る。
【００５５】
測温プローブ２側の雄型コネクタ４が装置本体側コネクタ５０１に接続されると、この雄型コネクタ４側の端子ＶＡ，ＶＢを通じて装置本体５側のコネクタ５０１のバッテリ電源端子ＢＴとコモン電圧端子ＶＣとが接続され、測定装置本体５内のコモン電圧線Ｖｃｃにバッテリ電圧（通常時、約３Ｖ）が印加され、モード切り替え回路５００は次の手順にてトランジスタＱＲを不導通状態にしてマイクロコントローラＭＣＵのテストポート５３１の印加電圧をＬＯＷにし、このＭＣＵを通常動作状態であるランモードに切り替え、測定装置本体５を起動して耳式体温測定装置１として使用可能にする。
【００５６】
バッテリ５０２からのコモン電圧Ｖｃｃ＝３Ｖが印加されると、このコモン電圧Ｖｃｃとレギュレータ５８の出力電圧である基準電圧Ｖｒｅｆ＝２．２Ｖとの電圧差は０．８Ｖである。トランジスタＱＲのエミッタ・ベース間開放電圧は−０．２８Ｖであり、トランジスタＱＲのベースのオン電圧は−０．６Ｖであるから、このときにはトランジスタＱＲはオフとなり、ＴＥＳＴポート５３１の電圧はＬＯＷ＝０Ｖとなる。これにより、ＭＣＵはランモードであると判断し、フラッシュメモリＦＬＭに書き込まれているプログラムを実行するランモードに移行する。
【００５７】
このランモードの際には、抵抗Ｒ８に流れる電流は約６μＡであり、極めて少ない電流である。加えて、抵抗Ｒ８に流れる電流はレギュレータ５８からの電流と合流してＡＤ変換器５３に供給されるため、このレギュレータ５８にコモン電圧線Ｖｃｃから供給される電流はこの抵抗Ｒ８に流れる電流と同じだけ減少する。この結果、本実施の形態のモード切り替え回路５００によれば、該回路の増設により増加する消費電流は実質的にはほぼ０であることになる。
【００５８】
以上により、本実施の形態のモード切り替え回路５００の増設により、ＭＣＵのモード切り替えのために通常必要とされているモード切り替えスイッチを必要とせず、回路構成を単純化してコスト増加を抑えることができると共に回路面積の増加も抑制でき、ひいては測定装置本体５の小型化を阻害しないメリットがある。加えて、モード切り替え回路５００の増設により消費電流の実質的な増加が無視できるので、内蔵バッテリ５０２の消耗を早めることがないメリットもある。
【００５９】
尚、上記実施の形態の抵抗値やトランジスタの特性値は例示したものであり、その数値の者に特定されることはなく、装置の用途、サイズ、規模等々の仕様に応じて適宜に変更可能である。
【００６０】
また、モード切り替え回路５００については、図１３に示すオペアンプＯＰを用いたもの（第２の実施の形態）、あるいは図１４に示すＣＭＯＳインバータＣＭを用いたもの(第３の実施の形態)を採用することも可能である。
【００６１】
図１３に示すモード切り替え回路５００Ａは次の構成である。コモン電圧線ＶｃｃとグランドＧＮＤとの間に抵抗Ｒ６Ａ，Ｒ７Ａを直列に接続し、この抵抗Ｒ６Ａ，Ｒ７Ａの接続中点にコンパレータとして動作するオペアンプＯＰ２の＋入力端子を接続している。そしてオペアンプＯＰ２の−端子は抵抗Ｒ５Ａを介してレギュレータ５８の出力線に接続している。オペアンプＯＰ２の出力はマイクロコントローラＭＣＵのテストポート５３１に接続し、このテストポート５３１にＨＩＧＨ、ＬＯＷの電圧を切り替えて出力するようにしてある。このモード切り替え回路５００Ａでは、レギュレータ５８の出力電圧Ｖｒｅｆ＝２．２Ｖであり、オペアンプＯＰ２はプログラム書き込み装置側からの高電圧５Ｖと内蔵バッテリ５０２からの低電圧３Ｖ（通常電圧）との間の４Ｖにてスイッチングする設定である。したがって、プログラム書き込み装置が接続され、コモン電圧Ｖｃｃ＝５ＶになればオペアンプＯＰ２は反転し、このコモン電圧Ｖｃｃが抵抗Ｒ６Ａにて降圧されたＶｔｈがそのままＭＣＵのテストポート５３１にＨＩＧＨ電圧として出力されてＭＣＵをプログラム書き込みモードに移行させる。逆に、測温プローブ２のコネクタ４が接続され、コモン電圧Ｖｃｃがバッテリ５０２の電圧３ＶになればオペアンプＯＰ２は再反転して、レギュレータ５８の出力Ｖｒｅｆを抵抗Ｒ５Ａにて降圧した電圧をＭＣＵのテストポート５３１にＬＯＷ電圧として出力し、ＭＣＵを通常動作モード、つまり、ランモードに移行させる。尚、ＭＣＵのモード切り替え動作は上述した第１の実施の形態と同様である。
【００６２】
本実施の形態の場合にも、抵抗Ｒ６Ａ，Ｒ７ＡがオペアンプＯＰの＋側に接続されており、それゆえに極めて高いインピーダンスの入力が可能である。そのため、この抵抗Ｒ６Ａ，Ｒ７Ａに高抵抗値の素子を採用することができ、それにより第１の実施の形態と同様にオペアンプＯＰが反転動作しない状態ではコモン電圧線からグランドにほとんど電流が流れず、バッテリの消耗を抑制することができる。
【００６３】
図１４に示すモード切り替え回路５００Ｂは次の構成である。コモン電圧線ＶｃｃとグランドＧＮＤとの間にＣＭＯＳインバータＵ１を設置し、このスイッチング端子とレギュレータ５８の出力との間を抵抗Ｒ５Ｂを介して接続し、またスイッチング端子とグランドＧＮＤとの間を抵抗Ｒ６Ｂを介して接続している。ＣＭＯＳインバータＵ１は電流検出電圧の１／２に入力で出力を反転するため、スイッチング端子にレギュレータ５８の出力である基準電圧Ｖｒｅｆ＝２．２Ｖから２Ｖに降圧した電圧が入力するように抵抗Ｒ５Ｂ，Ｒ６Ｂは設定することで、コモン電圧Ｖｃｃが４Ｖよりも高くなった時にコモン電圧ＶｃｃをＨＩＧＨとしてマイクロコントローラＭＣＵのテストポート５３１に出力し、コモン電圧Ｖｃｃが４Ｖよりも低くなった時に反転してＬＯＷ電圧をＭＣＵのテストポート５３１に出力する。
【００６４】
このモード切り替え回路５００Ｂでは、プログラム書き込み装置が接続され、コモン電圧Ｖｃｃ＝５ＶになればＣＭＯＳインバータＵ１は反転し、このコモン電圧ＶｃｃをそのままＭＣＵのテストポート５３１にＨＩＧＨ電圧として出力してＭＣＵをプログラム書き込みモードに移行させる。逆に、測温プローブ２のコネクタ４が接続され、コモン電圧Ｖｃｃがバッテリ５０２の電圧３ＶになればＣＭＯＳインバータＵ１は再反転してＬＯＷ＝０の電圧をＭＣＵのテストポート５３１に出力し、ＭＣＵを通常動作モード、つまり、ランモードに移行させる。尚、ＭＣＵのモード切り替え動作は上述した第１の実施の形態と同様である。
【００６５】
本実施の形態の場合にも、抵抗Ｒ６Ｂに高抵抗値の素子を採用することができ、それにより第１の実施の形態と同様にＣＭＯＳインバータＵ１が反転動作しない状態ではコモン電圧線からグランドにほとんど電流が流れず、バッテリの消耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の１つの実施の形態の耳式体温測定装置の概略構成説明図。
【図２】上記実施の形態の耳式体温測定装置の回路ブロック図。
【図３】上記実施の形態の耳式体温測定装置を構成するプローブの一部破断側面図。
【図４】上記実施の形態の耳式体温測定装置におけるプローブを構成するセンサミラーの縦断面図。
【図５】上記実施の形態の耳式体温測定装置におけるセンサミラーを構成する可撓性印刷回路基板の平面図。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線から見たセンサミラーの正面図。
【図７】図６の矢印ＶＩＩ方向から見たセンサミラーの斜視図。
【図８】図６の矢印ＶＩＩＩ方向から見たセンサミラーの斜視図。
【図９】上記実施の形態の耳式体温測定装置における抵抗値出力回路部分の回路図。
【図１０】上記実施の形態の耳式体温測定装置における測定装置本体内のＭＣＵのモード切り替え機能部の回路ブロック図。
【図１１】上記実施の形態の耳式体温測定装置における測定装置本体と測温プローブとのコネクタ接続の説明図。
【図１２】上記実施の形態の耳式体温測定装置における測定装置本体とプログラム書き込み装置とのコネクタ接続の説明図。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の測定装置本体におけるモード切り替え回路部分を含むモード切り替え機能部の回路ブロック図。
【図１４】本発明の第３の実施の形態の測定装置本体におけるモード切り替え回路部分を含むモード切り替え機能部の回路ブロック図。
【符号の説明】
【００６７】
１ 耳式体温測定装置
２ プローブ
３、６ ケーブル
４ （測温プローブ側の）雄型コネクタ
４’ （プログラム書き込み装置側の）コネクタ
５ 測定装置本体
９ 測温対象者
９ａ 耳孔
２１ 本体部
２２ 測温部
２３ タブ
２４ センサミラー
２５ 第１センサ
２６ 第２センサ
２７ 保護カバー
５３ 制御信号処理回路
５４ 抵抗値出力回路
５８ レギュレータ
５００ モード切り替え回路
５０１ （測温装置本体側の）コネクタ
５３１ テストポート
５３２ コモン電圧ポート
５３３ ベリファイ信号ポート
５３４ プログラム書き込みポート
５３５ 音字信号入力ポート
ＭＣＵ マイクロコントローラ
ＣＰＵ 中央演算処理装置
ＦＬＭ フラッシュメモリ
Ｒ１〜Ｒ８，Ｒ５Ａ〜Ｒ７Ａ，Ｒ５Ｂ，Ｒ６Ｂ 抵抗
ＱＲ トランジスタ
Ｖｃｃ コモン電圧
ＯＰ２ オペアンプ
Ｕ１ ＣＭＯＳインバータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモン電圧線と、
電源としての内蔵バッテリと、
測温プローブプラグを接続するためのコネクタであって、前記コモン電圧線にコモン電圧端子が接続されているコネクタと、
前記測温プローブの温度センサを制御し、かつ前記温度センサからの測定温度に対応した抵抗値出力信号を入力してデジタル温度値に変換して出力するフラッシュタイプのマイクロコントローラであって、テストポートと、プログラム書き込みポートと、前記コモン電圧線に接続されているコモン電圧ポートを有し、前記テストポートに第１の所定電圧より高いＨＩＧＨ電圧が印加された時にフラッシュモードとなり、前記書き込みポートからのプログラム書き込みを可能とし、前記テストポートに印加電圧に前記第１の所定電圧より低いＬＯＷ電圧が印加された時にランモードとなるマイクロコントローラと、
前記コモン電圧線に入力側が接続され、一定電圧の基準電圧を出力する電圧レギュレータと、
前記コモン電圧線に接続され、コモン電圧が第２の所定電圧より高い時に前記マイクロコントローラのテストポートに前記ＨＩＧＨ電圧を印加し、前記コモン電圧が前記第２の所定電圧より低い時に前記マイクロコントローラのテストポートに前記ＬＯＷ電圧を印加し、かつ、前記コモン電圧線から当該モード切り替え回路に流れるリーク電流を前記電圧レギュレータの出力にバイパスさせて合流させるモード切り替え回路とを備え、
前記コネクタは、前記コモン電圧端子と共に、前記内蔵バッテリと接続されたバッテリ電源端子と、前記マイクロコントローラの書き込みポートに接続されたプログラム書き込み端子と、前記測温プローブの温度センサからの測定温度に対応した抵抗値出力信号を入力するためのセンサ接続端子とを有していることを特徴とする耳式体温測定装置の測定装置本体。
【請求項２】
前記モード切り替え回路は、前記コモン電圧線にエミッタが接続され、前記テストポートにコレクタが接続され、前記コモン電圧線にバイアス抵抗を介してベースが接続されたＰＮＰ型トランジスタと、前記コレクタとグランドとの間に介挿され、当該トランジスタが導通状態の時に当該コレクタの電圧を前記ＨＩＧＨ電圧にする第１の抵抗と、前記トランジスタのベースと前記レギュレータの出力との間に介挿された第２の抵抗とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の耳式体温測定装置の測定装置本体。
【請求項３】
前記モード切り替え回路は、コモン電圧線とグランドとの間に２個の抵抗を直列に接続し、前記２個の抵抗の接続中点にコンパレータとして動作するオペアンプの＋入力端子を接続し、前記オペアンプの−端子を別の抵抗を介してレギュレータの出力線に接続し、前記オペアンプの出力端子をマイクロコントローラテストポートに接続した構成であり、
前記オペアンプの＋端子に印加される電圧が前記コモン電圧線に印加されるバッテリ電圧とプログラム書き込み電圧との中間電圧よりも高い電圧の時に前記オペアンプを導通させて前記コモン電圧線のコモン電圧をＨＩＧＨ電圧として前記テストポートに出力し、前記中間電圧よりも低い電圧の時に前記オペアンプを不導通になるように反転させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の耳式体温測定装置の測定装置本体。
【請求項４】
前記モード切り替え回路は、前記コモン電圧線とグランドとの間にＣＭＯＳインバータを設置し、前記ＣＭＯＳインバータのスイッチング端子とレギュレータの出力との間を抵抗を介して接続し、前記ＣＭＯＳインバータの出力を前記テストポートに接続した構成であり、
前記ＣＭＯＳインバータを前記スイッチング端子に印加される電圧が前記コモン電圧線に印加されるバッテリ電圧とプログラム書き込み電圧との中間電圧よりも高い電圧の時に前記コモン電圧線のコモン電圧をＨＩＧＨ電圧として前記テストポートに出力し、前記中間電圧よりも低い電圧の時に前記抵抗を通じて降圧した前記レギュレータの出力電圧をＬＯＷ電圧として前記テストポートに出力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の耳式体温測定装置の測定装置本体。
【請求項５】
前記コネクタは、測温プローブ側コネクタを接続することで当該測温プローブ側コネクタの短絡された２個の端子を介して前記バッテリ電源端子とコモン電圧端子とが接続され、プログラム書き込み装置側コネクタを接続することで当該プログラム書き込み側コネクタの前記第２の所定電圧の電圧端子に前記コモン電圧端子が接続されるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耳式体温測定装置の測定装置本体。
【請求項１】
コモン電圧線と、
電源としての内蔵バッテリと、
測温プローブプラグを接続するためのコネクタであって、前記コモン電圧線にコモン電圧端子が接続されているコネクタと、
前記測温プローブの温度センサを制御し、かつ前記温度センサからの測定温度に対応した抵抗値出力信号を入力してデジタル温度値に変換して出力するフラッシュタイプのマイクロコントローラであって、テストポートと、プログラム書き込みポートと、前記コモン電圧線に接続されているコモン電圧ポートを有し、前記テストポートに第１の所定電圧より高いＨＩＧＨ電圧が印加された時にフラッシュモードとなり、前記書き込みポートからのプログラム書き込みを可能とし、前記テストポートに印加電圧に前記第１の所定電圧より低いＬＯＷ電圧が印加された時にランモードとなるマイクロコントローラと、
前記コモン電圧線に入力側が接続され、一定電圧の基準電圧を出力する電圧レギュレータと、
前記コモン電圧線に接続され、コモン電圧が第２の所定電圧より高い時に前記マイクロコントローラのテストポートに前記ＨＩＧＨ電圧を印加し、前記コモン電圧が前記第２の所定電圧より低い時に前記マイクロコントローラのテストポートに前記ＬＯＷ電圧を印加し、かつ、前記コモン電圧線から当該モード切り替え回路に流れるリーク電流を前記電圧レギュレータの出力にバイパスさせて合流させるモード切り替え回路とを備え、
前記コネクタは、前記コモン電圧端子と共に、前記内蔵バッテリと接続されたバッテリ電源端子と、前記マイクロコントローラの書き込みポートに接続されたプログラム書き込み端子と、前記測温プローブの温度センサからの測定温度に対応した抵抗値出力信号を入力するためのセンサ接続端子とを有していることを特徴とする耳式体温測定装置の測定装置本体。
【請求項２】
前記モード切り替え回路は、前記コモン電圧線にエミッタが接続され、前記テストポートにコレクタが接続され、前記コモン電圧線にバイアス抵抗を介してベースが接続されたＰＮＰ型トランジスタと、前記コレクタとグランドとの間に介挿され、当該トランジスタが導通状態の時に当該コレクタの電圧を前記ＨＩＧＨ電圧にする第１の抵抗と、前記トランジスタのベースと前記レギュレータの出力との間に介挿された第２の抵抗とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の耳式体温測定装置の測定装置本体。
【請求項３】
前記モード切り替え回路は、コモン電圧線とグランドとの間に２個の抵抗を直列に接続し、前記２個の抵抗の接続中点にコンパレータとして動作するオペアンプの＋入力端子を接続し、前記オペアンプの−端子を別の抵抗を介してレギュレータの出力線に接続し、前記オペアンプの出力端子をマイクロコントローラテストポートに接続した構成であり、
前記オペアンプの＋端子に印加される電圧が前記コモン電圧線に印加されるバッテリ電圧とプログラム書き込み電圧との中間電圧よりも高い電圧の時に前記オペアンプを導通させて前記コモン電圧線のコモン電圧をＨＩＧＨ電圧として前記テストポートに出力し、前記中間電圧よりも低い電圧の時に前記オペアンプを不導通になるように反転させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の耳式体温測定装置の測定装置本体。
【請求項４】
前記モード切り替え回路は、前記コモン電圧線とグランドとの間にＣＭＯＳインバータを設置し、前記ＣＭＯＳインバータのスイッチング端子とレギュレータの出力との間を抵抗を介して接続し、前記ＣＭＯＳインバータの出力を前記テストポートに接続した構成であり、
前記ＣＭＯＳインバータを前記スイッチング端子に印加される電圧が前記コモン電圧線に印加されるバッテリ電圧とプログラム書き込み電圧との中間電圧よりも高い電圧の時に前記コモン電圧線のコモン電圧をＨＩＧＨ電圧として前記テストポートに出力し、前記中間電圧よりも低い電圧の時に前記抵抗を通じて降圧した前記レギュレータの出力電圧をＬＯＷ電圧として前記テストポートに出力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の耳式体温測定装置の測定装置本体。
【請求項５】
前記コネクタは、測温プローブ側コネクタを接続することで当該測温プローブ側コネクタの短絡された２個の端子を介して前記バッテリ電源端子とコモン電圧端子とが接続され、プログラム書き込み装置側コネクタを接続することで当該プログラム書き込み側コネクタの前記第２の所定電圧の電圧端子に前記コモン電圧端子が接続されるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耳式体温測定装置の測定装置本体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２９７１６６（Ｐ２００９−２９７１６６Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５３３４２（Ｐ２００８−１５３３４２）
【出願日】平成２０年６月１１日（２００８．６．１１）
【出願人】（５００３７４２９４）株式会社バイオエコーネット (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１１日（２００８．６．１１）
【出願人】（５００３７４２９４）株式会社バイオエコーネット (8)
【Ｆターム（参考）】
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