電子体温計及びその制御方法
【課題】計測に用いるクロックの周波数を適切に制御することにより、計測精度を維持しながら体温計測時以外の消費電力を低減する電子体温計を提供する。
【解決手段】 電子体温計は、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発生部とを有し、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クロック発生部が発生するクロック信号をカウントすることにより計測し、計測された前記過渡期間に基づいて温度値を算出する。電子体温計は、算出された温度値から複数の予測式にしたがって複数の予測値を導出し、これら複数の予測値のそれぞれの経時変化に基づいて一つの予測式を選択し、選択された予測式を用いて体温計測結果としての平衡温度値を取得し、表示する。ここで、電子体温計のクロック発生部は、上記算出された温度値に基づいて、クロック信号の周波数を切替える。
【解決手段】 電子体温計は、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発生部とを有し、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クロック発生部が発生するクロック信号をカウントすることにより計測し、計測された前記過渡期間に基づいて温度値を算出する。電子体温計は、算出された温度値から複数の予測式にしたがって複数の予測値を導出し、これら複数の予測値のそれぞれの経時変化に基づいて一つの予測式を選択し、選択された予測式を用いて体温計測結果としての平衡温度値を取得し、表示する。ここで、電子体温計のクロック発生部は、上記算出された温度値に基づいて、クロック信号の周波数を切替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子体温計及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子体温計の分野では、従来より、温度変化に伴うサーミスタの抵抗変化を測定することにより温度計測値を取得している。このようなサーミスタの抵抗変化を測定するための技術として、サーミスタを含むＣＲ発振器を構成してその発振周波数を計測する方法や、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた方法などが挙げられる（特許文献１）。
【０００３】
単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた温度計測では、サーミスタとコンデンサが直列に接続された積分回路が用いられる。そして、サーミスタの抵抗変化に応じて変化する積分回路の過渡期間（コンデンサの充電時間或いは放電時間）を計測することにより温度値の算出を行うことができる。
【０００４】
また、特許文献２には、計測開始時の初期の実測値の変化に基づいて適切な予測式を選択して、計測精度を向上するとともに体温計測に要する時間を短縮することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０７５２６３号公報
【特許文献２】特開２００７−０２４５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、病院用の電子体温計では、液密性を持たせるために、手動操作による電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチを設けていない。また、患者が体温測定をした後、看護師が体温計を回収して体温値を読み取るまでの時間が不定であるため、病院用の電子体温計には自動パワーオフ機能は設けないのが普通である。したがって、この種の電子体温計は、体温測定時以外であっても電源ＯＮ状態を維持していることが多く、その間に無駄に電力が消費され、電池寿命を縮めることになる。
【０００７】
特に、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた電子体温計では、積分回路の過渡期間をより高精度に測定するために、非常に高い周波数のクロックが必要となり、体温測定時以外の無駄な電力消費はより深刻である。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、計測に用いるクロックの周波数を適切に制御することにより、計測精度を維持しながら体温計測時以外の消費電力を低減する電子体温計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】
【０００９】
上記の目的を達成するために本発明に係る電子体温計は以下のような構成を備える。即ち、
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、
前記算出手段で算出された温度値から複数の予測式にしたがって複数の予測値を導出する予測値導出手段と、
前記複数の予測値のそれぞれの経時変化に基づいて、前記複数の予測式から一つの予測式を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された予測式を用いて体温計測結果としての平衡温度値を取得し、表示する表示出力手段とを備え、
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り替える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、計測に用いるクロックの周波数が適切に制御されるので、計測精度を維持しながら体温計測時以外の消費電力を低減でき、予測検温の場合に少なくとも１００００回の検温が可能な予測／実測電子体温計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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る。
【図２】電子体温計１００の機能構成を示す内部ブロック図である。
【図３】電子体温計１００における体温計測処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】温度計測部２１０の詳細構成を示す図である。
【図５】積分回路を用いた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る。
【図６】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】第１の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る。
【図８】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９】第３の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る。
【図１０】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１１】実施形態によるクロック周波数の切替処理を説明するフローチャートである。
【図１２】検温素子による温度実測値の変化の例を示す図である。
【図１３】電子体温計の計測値に基づく群分けを説明する図である。
【図１４】複数の予測値の変化に基づく群の決定を説明する図である。
【図１５】基準点の補正を行なう場合の条件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
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予測／実測電子体温計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は耐衝撃性と耐薬品性を有する熱可塑性樹脂からなる本体ケースで、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。
【００１４】
１０２は、ステンレス製の金属キャップで、内部には温度を計測するためのサーミスタ（詳細は後述）等が液密に収納される。１０３は電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチであり、１回押圧すると電源部２５０がＯＮとなり、再度押圧すると電源部２５０がＯＦＦとなる。なお、病院用の電子体温計などでは、液密性をもたせるために、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３のような手動操作によるＯＮ／ＯＦＦスイッチを設けないで、マグネットリードスイッチ２５１（図２）を設けている。このため、電子体温計１００が収納ケースから出されるとマグネットリードスイッチがＯＮされ、電源部２５０から演算制御部２２０等の電子回路、温度計測部２１０、表示部２３０等に電子体温計１００が永久磁石を内蔵した収納ケース（不図示）に収納されるまで電源が供給され続け、電源がＯＮ状態となる。なお、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３とマグネットリードスイッチ２５１の両方を具備させるようにしても良い。
【００１５】
１０４は液晶表示器であり、被検者の体温を表示する。１０５はスピーカであり、演算制御部２２０における処理に基づいて、音声を出力する。なお、音声出力ではなく、単にブザー等で体温計測終了等を通知するものとしてもよい。また、表示器１０４は液晶に限られるものではない。また、表示器１０４は耐衝撃性と耐薬品性を有し、透明の熱可塑性樹脂で形成された窓部材で覆われ、この窓部材は、本体ケース１０１と２色成形され、液密性を有している。
【００１６】
２．電子体温計の機能構成
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。
【００１７】
電子体温計１００は、温度に対応した時間分のＯＮ信号を出力する温度計測部２１０と、温度計測部２１０より出力されたＯＮ信号に基づいて各種処理を行い、被検者の体温を演算すると共に電子体温計１００全体の動作を制御する演算制御部２２０と、演算された被検者の体温を表示器１０４（例えば、液晶表示器）に表示する表示部２３０と、スピーカ１０５により音声データを出力する音声出力部２４０と、電源部２５０とを備える。電源部２５０は電池を含み、マグネットリードスイッチ２５１を介して電力を演算制御部２２０等へ供給する。
【００１８】
温度計測部２１０は、互いに並列に接続されたサーミスタ（測定用抵抗素子）及び基準抵抗素子と、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路とを備え、温度に対応した時間分のＯＮ信号（温度に対応して、ＯＮ時間が変わるディジタル信号）を出力する。なお、温度計測部２１０の詳細構成及び温度計測処理の流れについては後述する。
【００１９】
演算制御部２２０は、温度計測部２１０より出力されるディジタル信号のＯＮ時間を計測するタイマー２２２を備える。タイマー２２２は、制御回路２２１内のクロック発生部２２８が生成したクロックをカウントし、得られたカウント値と当該クロックの周波数に基づいて上記ＯＮ時間を計測する。
【００２０】
また、演算制御部２２０は演算処理部２２３を備える。演算処理部２２３は、ＲＯＭ２２４に格納されたプログラムを実行することで、タイマー２２２により計測された時間に基づいて温度データを算出し、算出された温度データを時系列でＲＡＭ２２６に記憶し、算出された温度データの時間変化に基づいて被検体の体温を予測演算する。また、ＥＥＰＲＯＭ２２５には所定の音声データが格納されており、演算処理部２２３は、この音声データを用いて音声出力部２４０より音声データの出力を行う。また、クロック発生部２２８が出力するクロックは、演算処理部２２３の指示により低周波数クロックと高周波数クロックのいずれかに切り替えることができる。
【００２１】
更に、演算制御部２２０は、演算処理部２２３における演算結果を表示する表示部２３０を制御するための表示制御部２２７を備える。
【００２２】
更に、演算制御部２２０は、上記タイマー２２２、表示制御部２２７、演算処理部２２３、温度計測部２１０を制御する制御回路２２１を備える。
【００２３】
３．電子体温計における体温計測処理の流れ
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。
【００２４】
＜群分けと予測式＞
図１２は、腋下で測定する電子体温計による実測値変化を例示的に示した図である。
図１２に示されるように、時間と共に実測値は平衡温度に近づいていくが、被測定者の体質や温度計測と体表面との接触状態などの測定条件に依存して変化速度が異なる。そこで、実測値の経時変化特性に従い場合分け（群分け）を行い、平衡温度の予測に使用すべき予測式を決定する。
【００２５】
以下では、サーミスタ４０１（図４により後述する）を用いて検出された実測値の特徴に基づいた群分けについて説明する。ただし、本実施形態においては、前述したように検温素子の熱応答特性が良く、実測値の経時変化特性のばらつきが生じやすい。そこで、従来の群分け（たとえば７群）に比較しより多くの群分け（ここでは１２群に群分け)を行って、向上した熱応答特性に対応できる例を示すこととする。
【００２６】
図１３は、実測値の経時変化特性に従う群分けの例を示した図である。図１３では、１５〜２０秒間の温度上昇値（図１３の横軸）と２０秒における温度（図１３の縦軸）とを用いて、全体を１２の群に分割した例であり、図上の各点は計測標本における分布を示している。なお、第１群は最も熱応答の早い群であり、最初の温度は高いがすぐに上昇がおさまる部分である。逆に、第８群は最も熱応答の遅い群で、最初の温度は低いが温度上昇が遅くまで続く部分である。尚、ここでは、第９群および第１０群は、通常の実測値変化から大きく外れているため、例えば予測不可としてエラー終了するよう構成してもよいし、予測を行わず実測値の表示を行うよう構成してもよい。また、第１１群および第１２群は、２０秒時に体温が３６．５度以上となっている群である。
【００２７】
上記のような群分けを行った場合、たとえば、実測値が所定値（３０℃）以上、かつ温度上昇率が所定値（０．０３℃／０．５秒）以上になった時を起点（ｔ＝０）として、予測値Ｙは、実測値Ｔおよび経過時間ｔを用いて以下の式で近似できる。
Ｕ＝（ａ×ｔ＋ｂ）×ｄＴ＋（ｃ×ｔ＋ｄ）
Ｙ＝Ｔ＋Ｕここで、ａ〜ｄ：定数，ｄＴ：過去５秒間の温度上昇である。
【００２８】
２０秒以後は、群分けで説明した通りそれぞれの群に応じたａ〜ｄの係数を用いて予測演算を行う。一例として、２０〜２５秒の間における各群の係数ａ〜ｄの値の一例を以下に示す。なお、これらの係数ａ〜ｄは多数の計測標本から求められたものであり、あらかじめＲＯＭ２２に記憶されているパラメータ２２ｂの一部である。
【００２９】
１群 a=0.554 ： b=-6.5185： c=-0.1545： d=2.8915
２群 a=1.1098 ： b=-15.446： c=-0.244 ： d=4.5294
３群 a=0.7187 ： b=-6.9876： c=-0.0571： d=1.0682
４群 a=0.8092 ： b=-7.8356： c=-0.0448： d=0.8609
５群 a=0.8555 ： b=-9.2469： c=-0.0697： d=1.5205
６群 a=0.4548 ： b=-2.1512： c=0.0083 ： d=0.2872
７群 a=0.378 ： b=-1.3724： c=0.0027 ： d=0.8912
８群 a=0.378 ： b=-1.3724： c=0.0027 ： d=0.8912
１１群 a=-0.0148： b=1.9438 ： c=0.0282 ： d=0.142
１２群 a=0.468 ： b=-4.794 ： c=-0.06 ： d=1.2593
【００３０】
＜電子体温計の体温測定動作＞
図３に第１実施形態の電子体温計における体温測定処理手順のフローチャートを示す。以下の動作は、例えば、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３の押下やマグネットリードスイッチ２５１による電源投入などをトリガに開始される。なお、以下の各ステップは、演算処理部２２３がＲＯＭ２２４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ものである。
【００３１】
ステップＳ３０１において、演算処理部２２３は、クロック発生部２２８が出力するクロックを低周波数クロックに設定する。ステップＳ３０２において、演算処理部２２３は電子体温計の初期化を行い、サーミスタ４０１による温度値の検出を開始する。たとえば、０．５秒おきにセンサを用いて温度値が検出される。
【００３２】
ステップＳ３０３において、演算処理部２２３は、温度変化の度合いが所定値以上である場合に予測を開始させる。例えば、前回実測値（つまり０．５秒前の実測値）からの上昇が所定の値（例えば１℃）以上となる温度値を測定した時点を、予測式の基準点（ｔ＝０）と設定し、ＲＡＭ２２６に特定タイミングと実測値のデータ（時系列データ）として記憶を開始する。つまり、急激な温度上昇を検出することにより、測定者により所定の測定部位に装着されたと見なすのである。
【００３３】
ステップＳ３０４において、演算処理部２２３は、計測中に測定温度低下が観測されたか否かを判断する。所定の低下が見られる場合は、ステップＳ３１４に進み、所定の温度低下が見られない場合はステップＳ３０５に進む。
【００３４】
ステップＳ３０５において、演算処理部２２３は、クロック発生部２２８が出力するクロックを高周波数クロックに変更する。すなわち、Ｓ３０１〜Ｓ３０４は、体温計測の開始を検出する待機状態であり、高い計測精度は要求されないため、低周波数のクロックを用いて温度計測を行い、省電力を図っている。そして、体温計測の開始とともにクロックを高周波数に設定し、高精度な体温計測を行う。ステップＳ３０６において、演算処理部２２３は、ステップＳ３０３で記憶されたデータを用いて、前述した予測式を用いて逐次（所定の周期）予測値を導出（例えば０．５秒おき）する。ただし、本実施形態の演算処理部２２３は、図１３に示される複数の群のそれぞれに対応した予測式を基に予測演算を並列して行う。すなわち、算出された温度値から複数の予測式にしたがって複数の予測値を導出する予測値導出処理を行う。なお、全ての群について並列に（ここでは１〜８、１１，１２の１０種類）演算を行ってもよいし、いくつかの実測値を元におおよその群を設定し周辺のいくつかの群についてのみ演算を行ってもよい。
【００３５】
ステップＳ３０７において、演算処理部２２３は、基準点（ｔ＝０）から所定時間（所定秒；例えば２０秒）だけ経過した後、ステップＳ３０６で導出した複数の群に対応するそれぞれの予測値の変化に基づいて群分け判定を行う。この群決定動作の詳細については後述する。
【００３６】
ステップＳ３０８において、演算処理部２２３は、ステップＳ３０７によって決定された群以外の演算を停止し、判定された群における予測演算を引き続き所定の時間導出する。以上のようにステップＳ３０７、Ｓ３０８では、複数の予測値のそれぞれの経時変化に基づいて複数の予測式から一つの予測式が選択され、選択された予測式を用いて体温計測結果としての平衡温度値が取得される。
【００３７】
ステップＳ３０９において、演算処理部２２３は、基準点（ｔ＝０）から所定時間（所定秒；例えば２５秒）だけ経過した時点で、ステップＳ３０８の結果導出された一定区間（例えば、ｔ＝２０〜２５秒）における予測値があらかじめ設定された予測成立条件を満たすかどうかをチェックする。例えば、所定の範囲（例えば０．１℃）に収まっているか否かについてのチェックである。予測成立条件を満たした場合はステップＳ３１０に進み、予測成立条件を満たさない場合は、ステップＳ３１６に進む。
【００３８】
ステップＳ３１０において、演算処理部２２３は、クロック発生部２２８が発生するクロックを低周波数クロックに切り替える。そして、ステップＳ３１１において、演算処理部２２３は、音声出力部２４０により予測成立を報知し（ブザーの鳴動でも良い）、ステップＳ３１２に進む。
【００３９】
ステップＳ３１２において、演算処理部２２３は、導出された予測値を表示部２３０に表示する。
【００４０】
ステップＳ３１３において、演算処理部２２３は、検温処理終了の指示を受け付けたか否かを判定する。たとえば、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３が押下されたか否かを判定してもよいし、予測温度表示を行ってから一定時間経過すると自動的に検温処理を終了するよう構成してもよい。或いは、新たな体温計測が所定時間を超えて実行されなかった場合に体温計測終了が指示されたと判断し、予測温度表示を終了するようにしてもよい。あるいは、マグネットリードスイッチ２５１がＯＦＦし、電源部２５０からの電源がＯＦＦされるまで予測温度表示を継続してもよい。マグネットリードスイッチ２５１は、例えば、電子体温計１００が永久磁石を内蔵した収納ケース（不図示）に収納されることによりＯＦＦされる。
【００４１】
ステップＳ３１４において、演算処理部２２３は、測定されたデータの補正処理を行う。補正処理が正常に行われた場合はステップＳ３０３に戻る。一方、補正処理が正常に終了しない場合は、ステップＳ３１５に進む。なお、基準点（ｔ＝０）の補正処理では、たとえば、下記条件を全て満足した場合に、所定の測定部位に装着される前の温度低下、たとえば服や皮膚への接触や挟み直し、とみなして、図１５に示す起点の時間からΔｔ1＋Δｔ2を引く補正処理を行う。
［条件１］予測式の基準点から温度低下検出までの時間(Δｔ1)が所定時間(秒)以内（例えば、５秒）であること。
［条件２］温度低下前の実測値が所定値以下（例えば、３４℃）であること。
［条件３］温度低下を検出してから、再度温度上昇するまでの時間(Δｔ2)が所定時間(秒)以内（例えば、８秒）であること。
［条件４］温度低下(ΔT)が所定以内（例えば、１．５℃）であること。
【００４２】
ステップＳ３１５において、演算処理部２２３は、音声出力部２４０によりエラーを報知し（ブザーの鳴動でも良い）、検温を終了する。なお、ブザー鳴動による報知の場合、ブザー音はステップＳ３１１とは異なるものであることが望ましい。
【００４３】
ステップＳ３１６において、演算処理部２２３は、測定開始から所定の時間（例えば４５秒）経過した時は、強制的に予測を成立させ、ステップＳ３１０に進む。つまり、その時点で導出されている予測値をそのまま最終予測値と見なす。
【００４４】
以上のステップを経て、検温動作を終了する。
【００４５】
＜予測値に基づく群の決定＞
以下では、複数の予測式に基づいて導出された複数の予測値から、最終予測値に用いる予測式に対応する群の決定を行う際の処理（ステップＳ３０７に相当）について説明する。
【００４６】
図１４は、実測値および複数の予測式に基づく予測値の経時変化を例示的に示した図である。この図においては、サーミスタ４０１により検出される実測値と共に、ステップＳ３０６で導出される第１群〜第５群の５つの群に対応する予測値の変化が示されている。以下では、これらの予測値の経時変化に基づいて群の決定を行う。つまり、どの群に対応する予測式を用いた場合に最も精度の高い予測値が得られるかを判定する。
【００４７】
ここでは例として、以下の２点の両方が成立する群を選択する。
（１）１０秒回帰の変化が所定の値（例えば、０．１度）未満である。
（２）０．５秒毎に導出される予測値に対応した上記の条件を連続５回みたす。
【００４８】
つまり、結果として予測値の変動が少ない時系列に対応する群が、本測定における最適な群を選択していると考えられるからである。このように、複数の群について予測演算を行い、それぞれの予測値の経時変化を比較して群の決定を行うことにより、基準点を測定開始点として３０秒までに、より精度の高い予測を可能としているのである。
【００４９】
なお、上記では、予測の精度を高めるため、群の決定後も引き続き所定の時間だけ予測値を導出（ステップＳ３０８〜Ｓ３０９）し、最終的な予測値を決定した。しかし、群決定の際十分に変化が小さい（例えば、０．０５度未満）場合には、決定した群に対応する予測値は十分に精度が高いと見なせるため、直ちに最終的な予測値として決定してもよい。
【００５０】
一方、群の決定を実測値の経時変化に基づいて行ってもよい。つまり、実測値の時系列データを、図１３に示される群分け表と対応させ、最も対応する点の多い群を選択し決定してもよい。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の電子体温計により、短時間の測定時間で予測精度の高い電子体温計を実現可能とし測定者への負担を軽減することが出来る。また、適切な予測式の選定により測定時間が短縮されることから、高周波数クロックを用いる期間が短縮され、省電力を実現しつつ高精度な体温計測が実現されることになる。
【００５２】
３．２ 動作クロックの制御による省電力化
上述したように、本実施形態では、クロック発生部２２８が出力するクロックの周波数を切り替えることで省電力化と高精度計測を両立している。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、体温測定中でなければ低周波数のクロックを用いて省電力化を図る。上記の例では、体温測定中であるか否かの判定として、予測温度演算の開始時（Ｓ３０６）から予測温度演算の終了時（Ｓ３１１の手前）までを高周波数のクロックとし、他の期間を待機状態として低周波数クロックにより稼動させることで省電力を図っている。
【００５３】
なお、クロック周波数の切替方法は、上述した方法に限られるものではない。例えば、図１１に示すような演算処理部２２３によるクロック周波数の切替制御を実行し、図３のＳ３０１、Ｓ３０５，Ｓ３１０を省略しても良い。図１１に示す処理では、温度計測値と閾値との比較により待機状態か否かを判定し、高周波数クロックを用いるか低周波数クロックを用いるかを決定する。
【００５４】
図１１のステップＳ３２１において、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３の手動操作またはマグネットリードスイッチ（不図示）がＯＮ状態になることで、電子体温計の電源がＯＮされると、ステップＳ３２２において演算処理部２２３はクロック発生部２２８が高い周波数（例えば、１ＭＨｚ）のクロックを生成するように設定する。なお、このステップでは、クロック発生部２２８が高い周波数か低い周波数のいずれかで動作するように設定を行えばよく、図示のように高い周波数への設定に限定されるものではない。
【００５５】
次に、ステップＳ３２３において、演算処理部２２３は、温度計測部２１０、タイマー２２２を用いて温度計測値（実測値）を取得する。上述したように、タイマー２２２は、温度計測部２１０内のサーミスタと共に積分回路を形成するコンデンサにおける充電時間或いは放電時間を、クロック発生部２２８が生成したクロックを計数する。演算処理部２２３は、タイマー２２２から得られるクロックの計数値と、当該クロックの周波数から充電時間或いは放電時間を算出し、温度計測値を取得する。本実施形態では、コンデンサにおける放電時間が計測される。
【００５６】
ステップＳ３２４において、ステップＳ３２３で取得した温度計測値が所定の値（Ｔｈ１）よりも小さく、且つ、現在のクロックの周波数が高い周波数であった場合、演算処理部２２３は、体温計測状態から非計測状態へ移行したと判断する。そして、非計測状態へ移行したと判断された場合、演算処理部２２３は、ステップＳ３２６において低い周波数（例えば、１００ｋＨｚ）のクロックを発生させるようクロック発生部２２８を制御する。また、ステップＳ３２５において、ステップＳ３２３で取得した温度計測値が所定の値（Ｔｈ２）よりも大きく、且つ、現在のクロックの周波数が低い周波数であった場合、演算処理部２２３は、非計測状態から体温計測状態へ移行したと判断する。そして、体温計測状態へ移行したと判断された場合、演算処理部２２３は、ステップＳ３２７において高い周波数のクロックを生成させるようクロック発生部２２８を制御する。
【００５７】
以上のようなクロック周波数の切替処理を、図３に示した体温計測処理と並行して実行することにより、体温計測中以外におけるクロック周波数を低く抑えることができ、電子体温計の省電力化を図ることができる。また、体温計測結果としての平衡温度値が取得された時点でクロックの周波数を低クロック周波数に設定するようにしてもよい（すなわち、図１１の処理とステップＳ３１０の処理を併用してもよい）。また、体温計測中は高い周波数のクロックで動作するので、計測精度は維持される。特に手動操作による電源オン／オフのためのスイッチや自動パワーオフ機能を持たないでマグネットリードスイッチを備えた病院用電子体温計に上記の構成を適用すれば、その省電力効果はより顕著なものとなる。以上のように、本実施形態によれば、計測に利用するクロック周波数の切替を制御することにより、計測精度の維持と省電力化を実現することができ、１日当たりの測定頻度が高い病院などで予測検温する場合に、消費電力が１０ｍＷ程度となり、使い始めから少なくとも１００００回程度の体温測定が可能となる。
【００５８】
すなわち、本実施形態におけるクロック周波数の切替処理では、サーミスタを用いて計測された温度値から体温計測中か否かを判定し、体温計測中でないと判定された場合にクロック周波数を低く抑えることにより省電力化を図る。なお、演算処理部２２３における動作クロックの周波数も、上述の計測用のクロックと同じように切替えることで、より省電力化を図ることができる。上述した周波数切替処理は、サーミスタの抵抗値変化を計測して温度値を取得する電子体温計に適用できるが、特に、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた温度計測のように積分回路の過渡期間を計測するために高周波数のクロックが必要な構成に適用することでより顕著な効果が得られる。以下、本実施形態による単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた温度計測の構成について説明する。
【００５９】
４．温度計測部の詳細構成及び温度計測処理の流れ
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。
【００６０】
４．１ 温度計測部の詳細構成
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。
【００６１】
ここで、基準抵抗素子４０２は、周辺温度の変動に関わらず、抵抗値が一定の抵抗素子である。このため、コンデンサ４０３における充電電圧Ｖが一定の場合、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３による放電時間は一定となる。
【００６２】
一方、サーミスタ４０１は、周辺温度の変動に応じて、抵抗値が変動する抵抗素子である。このため、コンデンサ４０３に蓄積された電荷をサーミスタ４０１を介して放電すると、その放電時間は周辺温度に応じて変動することとなる。
【００６３】
つまり、電圧Ｖが一定の場合、コンデンサ４０３に蓄積される電荷を放電するのに要する放電時間は、基準抵抗素子４０２を介した放電の場合にあっては、常に一定となり、サーミスタ４０１を介した放電の場合にあっては、周辺温度に依存することとなる。
【００６４】
Ａ／Ｄ変換部４２０を構成するコンパレータ４２１は、電圧切替部４１０を介して印加された電圧Ｖの所定割合の電圧（ここでは、０．２５Ｖ）以上の電圧をコンデンサ４０３が有している間、所定の信号を出力する。これにより、Ａ／Ｄ変換部４２０からは、ディジタル信号として、ＯＮ信号が出力される。
【００６５】
このように、コンデンサ４０３とＡ／Ｄ変換部４２０とは、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を形成する。
【００６６】
放電により、コンデンサ４０３両端の電圧は、徐々に低下していき、所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になると、Ａ／Ｄ変換部４２０より出力されるディジタル信号はＯＦＦ信号となる。
【００６７】
より一般化して言えば、コンパレータ４２１は、積分回路におけるコンデンサ４０３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。タイマー２２２は、積分回路におけるコンデンサ４０３の放電の開始から、コンパレータ４２１が出力する比較信号の変化を検出するまでの期間においてクロック発生部２２８が生成したクロック信号をカウントする。こうして、タイマー２２２では、コンデンサ４０３による放電の開始以降の、Ａ／Ｄ変換部４２０より出力されるディジタル信号のＯＮ時間（放電時間）を計測する。なお、タイマー２２２が計数するクロックはクロック発生部２２８が発生したものであるが、上述したようにその周波数は少なくとも２種類存在する。したがって、放電時間は、タイマー２２２による計数値とそのときのクロックの周波数とから得られることになる。
【００６８】
ここで、上述のように、基準抵抗素子４０２（端子Ｔ２）を介して放電された場合にあっては、コンデンサ４０３に蓄積される電荷量は一定であり、抵抗値も一定となるため、放電時間も一定となる。一方、サーミスタ４０１（端子Ｔ１）を介して放電された場合にあっては、コンデンサ４０３に蓄積される電荷量一定であるが、抵抗値が周辺温度に応じて変動するため、放電時間も変動する。
【００６９】
そこで、電子体温計１００では、予め、周辺温度が既知の状態（基準温度）で、サーミスタ４０１を介してコンデンサ４０３に蓄積された電荷を放電した場合の放電時間と、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０３に蓄積された電荷を放電した場合の放電時間とを、それぞれ計測しておく。
【００７０】
この結果、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０３に蓄積された電荷を放電した際の放電時間と、サーミスタ４０１を介してコンデンサ４０３に蓄積された電荷を放電した際の放電時間とを比較するだけで、基準温度に対する変動比を算出することが可能となり、周辺温度の温度データを算出することが可能となる。
【００７１】
例えば、下式に基づいて、温度データＴを算出することができる。
【００７２】
Ｔ＝３７℃×（Ｔth／Ｔref）×（Ｔref37／Ｔth37）
なお、上式において、基準温度は３７℃としている。
【００７３】
なお、Ｔref37は、当該基準温度（３７℃）において、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３の系の両端に電圧Ｖを印加してコンデンサ４０３を充電した後、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０３の放電を行った場合に計測された放電時間を示している。また、Ｔth37は、当該基準温度において、サーミスタ４０１とコンデンサ４０３の系の両端に電圧Ｖを印加してコンデンサ４０３を充電した後、サーミスタ４０１を解してコンデンサ４０３の放電を行った場合に計測された放電時間を示している。
【００７４】
さらに、Ｔrefは、温度計測処理において、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３の系の両端に電圧Ｖを印加してコンデンサ４０３を充電した後、基準抵抗素子４０２を介して放電を行った場合に計測した放電時間を示している。また、Ｔthは、温度計測処理において、サーミスタ４０１とコンデンサ４０３の系の両端に電圧Ｖを印加してコンデンサ４０３を充電した後、サーミスタ４０１を介して放電を行った場合に計測した放電時間を示している。
【００７５】
４．２ 一般的な温度計測処理の流れ
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。
【００７６】
ステップＳ５０１では、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図６の６０１は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００７７】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ５０２では、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３の放電を行う（放電期間６０２）。なお、本例では、予め設定された充電時間（充電時間は、コンデンサ４０３の容量、サーミスタ４０１や基準抵抗素子４０２の抵抗値から決定できる）だけコンデンサ４０３に電圧を印加することで、コンデンサ４０３への充電が完了したものとする。Ａ／Ｄ変換部４２０からは、コンデンサ４０３の電圧が０．２５Ｖ以上である間はＯＮ信号が出力されるため、タイマー２２２では、放電期間６０２におけるＯＮ信号（６０３）の時間を計測する。これにより、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（ここでは、０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間６０４）Ｔrefが計測される（図６の６０２参照）。
【００７８】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ５０３では、サーミスタ４０１とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図６の６０５は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００７９】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ５０４では、サーミスタ４０１を介したコンデンサ４０３の放電を行う（放電期間６０６）。Ａ／Ｄ変換部４２０からは、コンデンサ４０３の電圧が０．２５Ｖ以上である間はＯＮ信号が出力されるため、タイマー２２２では、放電期間６０６におけるＯＮ信号の時間を計測する。これにより、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（ここでは０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間６０８）Ｔthが計測される。なお、Ｔthは、サーミスタ４０１の周辺温度に応じて変動する。
【００８０】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ５０５では、Ｔ＝ａ×Ｔth／Ｔref（ただし、ａは係数であり、ここでは、ａ＝３７℃×（Ｔref37／Ｔth37））を計算することで、基準温度に対する変動比を求め、温度を算出する。更に、ステップＳ５０６では、算出結果Ｔを温度測定結果として設定する。
【００８１】
これにより、１回の温度計測が完了する。当該温度計測処理は、所定のサンプリングタイミングで、温度計測の終了が指示されるまで繰り返し行われる。なお、１回のサンプリングタイミングで上述した計測を複数回行って、得られた計測値の平均値を当該サンプリングタイミングの計測結果とするようにしてもよい。
【００８２】
４．３ 一般的な温度計測処理の問題点
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。
【００８３】
しかしながら、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、同じになるとは限らない。
【００８４】
一般に、電源部２５０として電池を用いた場合、Ａ／Ｄ変換部４２０が動作することにより生じる消費電流の影響で、電池の内部抵抗が大きくなり、電源部２５０の電圧が下がるという特性がある。このため、放電時間を繰り返し計測すると、そのたびに電源部２５０の電圧が低下する（具体的には、１回目の放電時間を計測する際に、電源部２５０の電圧が大きく低下し、２回目以降は、計測を繰り返すたびに、更に、徐々に電源部２５０の電圧が低下していき、やがて、所定の電源電圧に収束する）。
【００８５】
つまり、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では、電圧値が異なっており、後から印加した電圧のほうが低くなっている。
【００８６】
この結果、計測される放電時間には、電源部２５０の電圧低下分が誤差として含まれていることとなる。
【００８７】
このような事態を回避するためには、レギュレータ等を配し、電源部の電圧を安定化させることが有効である。しかしながら、レギュレータ等を配する構成とした場合、レギュレータのリーク電流により電池の消耗が早まるため、電子体温計の長寿命化が妨げられるという問題がある。また、レギュレータ等を配する構成とすると、電子体温計のコスト上昇は不可避となる。
【００８８】
そこで、本実施形態では、レギュレータを使用することなく、計測される放電時間に含まれる、電源部２５０の電圧低下分の誤差を極力排除する構成とすることで、計測精度の維持と、省電力化による長寿命化を実現することができ、１日当たりの測定頻度が高い病院などで予測検温する場合に、消費電力が１０ｍＷ程度となり、使い始めから少なくとも１００００回程度の体温測定が可能となり、実質的に低価格化を実現する。以下、本実施形態における温度計測処理の詳細を説明する。
【００８９】
４．４ 本実施形態における温度計測処理の流れ
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。
【００９０】
ステップＳ７０１では、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図８の８０１は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００９１】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ７０２では、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３の放電を行う（端子Ｔ２を０Ｖに接続する）。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間８０２）Ｔref0を計測する。なお、ステップＳ７０２では放電のみを行い、Ｔref0は計測しなくてもよい。
【００９２】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ７０３では、再度、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図８の８０３は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００９３】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ７０４では、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３の放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間８０４）Ｔref1を計測する。
【００９４】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ７０５では、サーミスタ４０１とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図８の８０５は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００９５】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ７０６では、サーミスタ４０１を介したコンデンサ４０３の放電を行う（端子Ｔ１を０Ｖに接続する）。このとき、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間８０６）Ｔthを計測する。なお、Ｔthは、サーミスタ４０１の周辺温度に応じて変動する。
【００９６】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ７０７では、再度、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図８の８０７は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００９７】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ７０８では、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３の放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間８０８）Ｔref2を計測する。
【００９８】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ７０９では、Ｔref＝（Ｔref1＋Ｔref2）／２を計算する。
【００９９】
更にステップＳ７１０では、Ｔ＝ａ×Ｔth／Ｔref（ただし、ａは係数）を計算することで、基準温度に対する変動比を求め、温度データを算出する。更に、ステップＳ７１１では、計算結果Ｔを温度計測結果として設定する。
【０１００】
これにより、１回の温度計測が完了する。当該温度計測処理は、温度計測の終了が指示されるまで繰り返し行われる。なお、１回のサンプリングタイミングで上述した計測を複数回行って、得られた計測値の平均値を当該サンプリングタイミングの計測結果とするようにしてもよい。
【０１０１】
このように、本実施形態にかかる電子体温計では、各サンプリングタイミングにおける温度計測時の１回目の放電時間Ｔref0を、温度データの算出に用いない構成とした。この結果、１回目の放電に伴う電源部２５０の大幅な電圧低下の影響を低減させることが可能となる。なお、１回目の放電を、サーミスタによる放電として、１回目の放電時間Ｔth0を温度データの算出に用いない構成としてもよいことはいうまでもない。また、上記の例では温度データの算出に用いない充放電は１回だけ行うようにしているが、温度データの算出に用いない充放電を２回以上行う構成としてもよい。
【０１０２】
また、本実施形態にかかる電子体温計では、サーミスタを介してコンデンサに蓄積された電荷を放電する際の放電時間を計測する直前と直後とに、それぞれ、基準抵抗素子を介してコンデンサに電荷を蓄積し、蓄積した電荷を放電する際の放電時間Ｔref1、Ｔref2を計測する構成とした。更に、直前と直後にそれぞれ計測された放電時間Ｔref1、Ｔref2の平均値を、温度データの算出に用いる構成とした。
【０１０３】
このように、温度データの算出において放電時間の平均値を用いる構成とすることで、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の影響を極力低減させることが可能となる。
【０１０４】
つまり、レギュレータを用いない場合であっても、精度の高い温度計測を実現することが可能となる。この結果、長寿命かつ安価で、計測精度の高い電子体温計を提供することが可能となる。また、クロック周波数の切替との協働により、顕著な省電力効果を得ることができる。
【０１０５】
［第２の実施形態］
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４０３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４０３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。
【０１０６】
具体的には、放電の順序を、１回目：基準抵抗素子を介した放電、２回目：基準抵抗素子を介した放電、３回目：サーミスタを介した放電とする。そして、１回目の放電時間Ｔref0を、温度データの算出に用いないこととする一方で、２回目の放電時間Ｔref1と、３回目の放電時間Ｔthとを比較することにより、温度データを算出する構成としてもよい。
【０１０７】
あるいは、放電の順序を、１回目：基準抵抗素子を介した放電、２回目：サーミスタを介した放電、３回目：基準抵抗素子を介した放電とし、１回目の放電時間Ｔref0を温度データの算出に用いるようにしてもよい。すなわち、１回目の放電時間Ｔref0と３回目の放電時間Ｔref1との平均値、及び、２回目の放電時間Ｔthを、温度データの算出に用いる構成としてもよい。この手順によれば、各サンプリングタイミングにおける温度計測時の、初期の放電に伴う電源部２５０の電圧低下がそれほど大きくない構成において、不必要な充放電を行わずに済む。
【０１０８】
［第３の実施形態］
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。
【０１０９】
図９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１０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９及び図１０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。
【０１１０】
はじめに、ステップＳ９０１ではカウンタｎに０を入力する。ステップＳ９０２では、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図１０の１００１は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間)を示している。
【０１１１】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ９０３では、コンデンサ４０３の基準抵抗素子４０２を介した放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間１００２）Ｔref_0を計測する。
【０１１２】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ９０４では、再度、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図１０の１００３は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【０１１３】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ９０５では、再度、コンデンサ４０３の基準抵抗素子４０２を介した放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間１００４）Ｔref_1を計測する。
【０１１４】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ９０６では、Ｔref0を計測した際の電圧Ｖ０と、Ｔref1を計測した際の電圧Ｖ１とを比較し、電圧Ｖ０と電圧Ｖ１との差異を計算する（実際にはＴref_0とＴref_1との差異を計算する）。そして、電圧Ｖ０と電圧Ｖ１との差異が所定値以下でないと判定された場合には、ステップＳ９０７においてｎの値をインクリメントした後、ステップＳ９０４に戻る。
【０１１５】
Ｓ９０４では、再度、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図１０の１００５は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【０１１６】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ９０５では、コンデンサ４０３の放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの期間（放電時間１００６）Ｔref_2を計測する。
【０１１７】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ９０６では、Ｔref_1を計測した際の電圧Ｖ１と、Ｔref_2を計測した際の電圧Ｖ２とを比較し、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差異を計算する（実際には、Ｔref_1とＴref_2との差異を計算する）。そして、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差異が所定値以下でないと判定された場合には、ステップＳ９０７においてｎの値をインクリメントした後、ステップＳ９０４に戻る。
【０１１８】
以降、放電時間を繰り返し計測することによる電圧低下（Ｔref_nとＴref_n+1との差）が、所定値以下になるまで、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する処理と、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０３に蓄積された電荷を放電する処理とを繰り返す（Ｓ９０４〜Ｓ９０７）。
【０１１９】
そして、放電時間を繰り返し計測することによる電圧低下（１００７）が、所定値以下になったと判定された場合には、ステップＳ９０８に進む。
【０１２０】
ステップＳ９０８では、サーミスタ４０１とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図１０の１００８は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【０１２１】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ９０９では、サーミスタ４０１を介したコンデンサ４０３の放電を行う。このとき、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間１００９）Ｔthを計測する。
【０１２２】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ９１０では、再度、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図１０の１０１０は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【０１２３】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ９１１では、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３の放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間１０１１）Ｔref_n+2を計測する。
【０１２４】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ９１２では、Ｔref＝（Ｔref_n+1＋Ｔref_n+2）／２を計算する。
【０１２５】
更にステップＳ９１３では、Ｔ＝ａ×Ｔth／Ｔref（ただし、ａは係数）を計算することで、基準温度に対する変動比を求め、温度データを算出する。更に、ステップＳ９１４では、算出結果Ｔを温度計測結果として設定する。
【０１２６】
これにより、１回の温度計測が完了する。当該温度計測処理は、温度計測の終了が指示されるまで繰り返し行われる。
【０１２７】
このように、本実施形態にかかる電子体温計では、放電時間を繰り返し計測することによる電圧部の電圧低下が、一定の閾値以内に収束するまで、基準抵抗素子を介してのコンデンサへの充電／放電を繰り返す構成とした。これにより、放電に伴う電源部の大幅な電圧低下の影響を低減させることが可能となる。
【０１２８】
また、本実施形態にかかる電子体温計では、サーミスタを介してコンデンサに蓄積された電荷を放電する際の放電時間を計測する直前と直後とに、それぞれ、基準抵抗素子を介してコンデンサに電荷を蓄積し、蓄積した電荷を放電する際の放電時間Ｔref_n+1、Ｔref_n+2を計測する構成とした。更に、直前と直後にそれぞれ計測された放電時間Ｔref_n+1、Ｔref_n+2の平均値を、温度の計測に用いる構成とした。
【０１２９】
このように、放電時間の平均値を用いる構成とすることで、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の影響を極力低減させることが可能となる。
【０１３０】
つまり、レギュレータを用いない場合であっても、精度の高い温度計測を実現することが可能となる。この結果、長寿命かつ安価で、計測精度の高い電子体温計を提供することが可能となる。また、クロック周波数の切替との協働により、顕著な省電力効果を得ることができる。
【０１３１】
なお、上記実施形態では、コンデンサ４０３への充電に際して、Ｔrefを測定する場合には基準抵抗素子を介した充電、Ｔthを測定する場合にはサーミスタを介した充電を用いているが、これに限られるものではない。例えば、コンデンサ４０３への充電は、常に基準抵抗素子またはサーミスタのいずれか一方を介して行うようにしても良いし、基準抵抗素子とサーミスタの両方を介して行うようにしても良い。
【０１３２】
以上説明したように、上記各実施形態によれば、サーミスタと積分回路により計測値を得る電子体温計において、温度の実測値に基づいて温度計測用のクロックの周波数を切り替えるようにした。このため、予測温度演算を行わない待機期間において低周波数クロックを用いて省電力化を図るとともに、予測温度演算を行う計測期間においては高周波数クロックによる高精度な計測を実現することができる。また、計測期間を、予測温度演算の開始から終了まで（予測温度値が表示されるまで）とすれば、予測温度演算の終了とともにクロックが低周波数に切り替わるので、より効果的に省電力を達成できる。更に、予測温度演算において、初期の実測値から適切な予測式を選定することで、予測温度演算の時間短縮が図られる。そのため、計測期間を短縮でき、より効果的な省電力を達成できる。
【符号の説明】
【０１３３】
１００：電子体温計 １０１：本体ケース １０２：金座億キャップ １０３：電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ １０４：液晶表示器 １０５：スピーカ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子体温計及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子体温計の分野では、従来より、温度変化に伴うサーミスタの抵抗変化を測定することにより温度計測値を取得している。このようなサーミスタの抵抗変化を測定するための技術として、サーミスタを含むＣＲ発振器を構成してその発振周波数を計測する方法や、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた方法などが挙げられる（特許文献１）。
【０００３】
単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた温度計測では、サーミスタとコンデンサが直列に接続された積分回路が用いられる。そして、サーミスタの抵抗変化に応じて変化する積分回路の過渡期間（コンデンサの充電時間或いは放電時間）を計測することにより温度値の算出を行うことができる。
【０００４】
また、特許文献２には、計測開始時の初期の実測値の変化に基づいて適切な予測式を選択して、計測精度を向上するとともに体温計測に要する時間を短縮することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０７５２６３号公報
【特許文献２】特開２００７−０２４５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、病院用の電子体温計では、液密性を持たせるために、手動操作による電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチを設けていない。また、患者が体温測定をした後、看護師が体温計を回収して体温値を読み取るまでの時間が不定であるため、病院用の電子体温計には自動パワーオフ機能は設けないのが普通である。したがって、この種の電子体温計は、体温測定時以外であっても電源ＯＮ状態を維持していることが多く、その間に無駄に電力が消費され、電池寿命を縮めることになる。
【０００７】
特に、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた電子体温計では、積分回路の過渡期間をより高精度に測定するために、非常に高い周波数のクロックが必要となり、体温測定時以外の無駄な電力消費はより深刻である。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、計測に用いるクロックの周波数を適切に制御することにより、計測精度を維持しながら体温計測時以外の消費電力を低減する電子体温計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】
【０００９】
上記の目的を達成するために本発明に係る電子体温計は以下のような構成を備える。即ち、
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、
前記算出手段で算出された温度値から複数の予測式にしたがって複数の予測値を導出する予測値導出手段と、
前記複数の予測値のそれぞれの経時変化に基づいて、前記複数の予測式から一つの予測式を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された予測式を用いて体温計測結果としての平衡温度値を取得し、表示する表示出力手段とを備え、
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り替える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、計測に用いるクロックの周波数が適切に制御されるので、計測精度を維持しながら体温計測時以外の消費電力を低減でき、予測検温の場合に少なくとも１００００回の検温が可能な予測／実測電子体温計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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る。
【図２】電子体温計１００の機能構成を示す内部ブロック図である。
【図３】電子体温計１００における体温計測処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】温度計測部２１０の詳細構成を示す図である。
【図５】積分回路を用いた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る。
【図６】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】第１の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る。
【図８】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９】第３の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る。
【図１０】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１１】実施形態によるクロック周波数の切替処理を説明するフローチャートである。
【図１２】検温素子による温度実測値の変化の例を示す図である。
【図１３】電子体温計の計測値に基づく群分けを説明する図である。
【図１４】複数の予測値の変化に基づく群の決定を説明する図である。
【図１５】基準点の補正を行なう場合の条件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
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予測／実測電子体温計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は耐衝撃性と耐薬品性を有する熱可塑性樹脂からなる本体ケースで、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。
【００１４】
１０２は、ステンレス製の金属キャップで、内部には温度を計測するためのサーミスタ（詳細は後述）等が液密に収納される。１０３は電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチであり、１回押圧すると電源部２５０がＯＮとなり、再度押圧すると電源部２５０がＯＦＦとなる。なお、病院用の電子体温計などでは、液密性をもたせるために、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３のような手動操作によるＯＮ／ＯＦＦスイッチを設けないで、マグネットリードスイッチ２５１（図２）を設けている。このため、電子体温計１００が収納ケースから出されるとマグネットリードスイッチがＯＮされ、電源部２５０から演算制御部２２０等の電子回路、温度計測部２１０、表示部２３０等に電子体温計１００が永久磁石を内蔵した収納ケース（不図示）に収納されるまで電源が供給され続け、電源がＯＮ状態となる。なお、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３とマグネットリードスイッチ２５１の両方を具備させるようにしても良い。
【００１５】
１０４は液晶表示器であり、被検者の体温を表示する。１０５はスピーカであり、演算制御部２２０における処理に基づいて、音声を出力する。なお、音声出力ではなく、単にブザー等で体温計測終了等を通知するものとしてもよい。また、表示器１０４は液晶に限られるものではない。また、表示器１０４は耐衝撃性と耐薬品性を有し、透明の熱可塑性樹脂で形成された窓部材で覆われ、この窓部材は、本体ケース１０１と２色成形され、液密性を有している。
【００１６】
２．電子体温計の機能構成
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。
【００１７】
電子体温計１００は、温度に対応した時間分のＯＮ信号を出力する温度計測部２１０と、温度計測部２１０より出力されたＯＮ信号に基づいて各種処理を行い、被検者の体温を演算すると共に電子体温計１００全体の動作を制御する演算制御部２２０と、演算された被検者の体温を表示器１０４（例えば、液晶表示器）に表示する表示部２３０と、スピーカ１０５により音声データを出力する音声出力部２４０と、電源部２５０とを備える。電源部２５０は電池を含み、マグネットリードスイッチ２５１を介して電力を演算制御部２２０等へ供給する。
【００１８】
温度計測部２１０は、互いに並列に接続されたサーミスタ（測定用抵抗素子）及び基準抵抗素子と、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路とを備え、温度に対応した時間分のＯＮ信号（温度に対応して、ＯＮ時間が変わるディジタル信号）を出力する。なお、温度計測部２１０の詳細構成及び温度計測処理の流れについては後述する。
【００１９】
演算制御部２２０は、温度計測部２１０より出力されるディジタル信号のＯＮ時間を計測するタイマー２２２を備える。タイマー２２２は、制御回路２２１内のクロック発生部２２８が生成したクロックをカウントし、得られたカウント値と当該クロックの周波数に基づいて上記ＯＮ時間を計測する。
【００２０】
また、演算制御部２２０は演算処理部２２３を備える。演算処理部２２３は、ＲＯＭ２２４に格納されたプログラムを実行することで、タイマー２２２により計測された時間に基づいて温度データを算出し、算出された温度データを時系列でＲＡＭ２２６に記憶し、算出された温度データの時間変化に基づいて被検体の体温を予測演算する。また、ＥＥＰＲＯＭ２２５には所定の音声データが格納されており、演算処理部２２３は、この音声データを用いて音声出力部２４０より音声データの出力を行う。また、クロック発生部２２８が出力するクロックは、演算処理部２２３の指示により低周波数クロックと高周波数クロックのいずれかに切り替えることができる。
【００２１】
更に、演算制御部２２０は、演算処理部２２３における演算結果を表示する表示部２３０を制御するための表示制御部２２７を備える。
【００２２】
更に、演算制御部２２０は、上記タイマー２２２、表示制御部２２７、演算処理部２２３、温度計測部２１０を制御する制御回路２２１を備える。
【００２３】
３．電子体温計における体温計測処理の流れ
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。
【００２４】
＜群分けと予測式＞
図１２は、腋下で測定する電子体温計による実測値変化を例示的に示した図である。
図１２に示されるように、時間と共に実測値は平衡温度に近づいていくが、被測定者の体質や温度計測と体表面との接触状態などの測定条件に依存して変化速度が異なる。そこで、実測値の経時変化特性に従い場合分け（群分け）を行い、平衡温度の予測に使用すべき予測式を決定する。
【００２５】
以下では、サーミスタ４０１（図４により後述する）を用いて検出された実測値の特徴に基づいた群分けについて説明する。ただし、本実施形態においては、前述したように検温素子の熱応答特性が良く、実測値の経時変化特性のばらつきが生じやすい。そこで、従来の群分け（たとえば７群）に比較しより多くの群分け（ここでは１２群に群分け)を行って、向上した熱応答特性に対応できる例を示すこととする。
【００２６】
図１３は、実測値の経時変化特性に従う群分けの例を示した図である。図１３では、１５〜２０秒間の温度上昇値（図１３の横軸）と２０秒における温度（図１３の縦軸）とを用いて、全体を１２の群に分割した例であり、図上の各点は計測標本における分布を示している。なお、第１群は最も熱応答の早い群であり、最初の温度は高いがすぐに上昇がおさまる部分である。逆に、第８群は最も熱応答の遅い群で、最初の温度は低いが温度上昇が遅くまで続く部分である。尚、ここでは、第９群および第１０群は、通常の実測値変化から大きく外れているため、例えば予測不可としてエラー終了するよう構成してもよいし、予測を行わず実測値の表示を行うよう構成してもよい。また、第１１群および第１２群は、２０秒時に体温が３６．５度以上となっている群である。
【００２７】
上記のような群分けを行った場合、たとえば、実測値が所定値（３０℃）以上、かつ温度上昇率が所定値（０．０３℃／０．５秒）以上になった時を起点（ｔ＝０）として、予測値Ｙは、実測値Ｔおよび経過時間ｔを用いて以下の式で近似できる。
Ｕ＝（ａ×ｔ＋ｂ）×ｄＴ＋（ｃ×ｔ＋ｄ）
Ｙ＝Ｔ＋Ｕここで、ａ〜ｄ：定数，ｄＴ：過去５秒間の温度上昇である。
【００２８】
２０秒以後は、群分けで説明した通りそれぞれの群に応じたａ〜ｄの係数を用いて予測演算を行う。一例として、２０〜２５秒の間における各群の係数ａ〜ｄの値の一例を以下に示す。なお、これらの係数ａ〜ｄは多数の計測標本から求められたものであり、あらかじめＲＯＭ２２に記憶されているパラメータ２２ｂの一部である。
【００２９】
１群 a=0.554 ： b=-6.5185： c=-0.1545： d=2.8915
２群 a=1.1098 ： b=-15.446： c=-0.244 ： d=4.5294
３群 a=0.7187 ： b=-6.9876： c=-0.0571： d=1.0682
４群 a=0.8092 ： b=-7.8356： c=-0.0448： d=0.8609
５群 a=0.8555 ： b=-9.2469： c=-0.0697： d=1.5205
６群 a=0.4548 ： b=-2.1512： c=0.0083 ： d=0.2872
７群 a=0.378 ： b=-1.3724： c=0.0027 ： d=0.8912
８群 a=0.378 ： b=-1.3724： c=0.0027 ： d=0.8912
１１群 a=-0.0148： b=1.9438 ： c=0.0282 ： d=0.142
１２群 a=0.468 ： b=-4.794 ： c=-0.06 ： d=1.2593
【００３０】
＜電子体温計の体温測定動作＞
図３に第１実施形態の電子体温計における体温測定処理手順のフローチャートを示す。以下の動作は、例えば、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３の押下やマグネットリードスイッチ２５１による電源投入などをトリガに開始される。なお、以下の各ステップは、演算処理部２２３がＲＯＭ２２４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ものである。
【００３１】
ステップＳ３０１において、演算処理部２２３は、クロック発生部２２８が出力するクロックを低周波数クロックに設定する。ステップＳ３０２において、演算処理部２２３は電子体温計の初期化を行い、サーミスタ４０１による温度値の検出を開始する。たとえば、０．５秒おきにセンサを用いて温度値が検出される。
【００３２】
ステップＳ３０３において、演算処理部２２３は、温度変化の度合いが所定値以上である場合に予測を開始させる。例えば、前回実測値（つまり０．５秒前の実測値）からの上昇が所定の値（例えば１℃）以上となる温度値を測定した時点を、予測式の基準点（ｔ＝０）と設定し、ＲＡＭ２２６に特定タイミングと実測値のデータ（時系列データ）として記憶を開始する。つまり、急激な温度上昇を検出することにより、測定者により所定の測定部位に装着されたと見なすのである。
【００３３】
ステップＳ３０４において、演算処理部２２３は、計測中に測定温度低下が観測されたか否かを判断する。所定の低下が見られる場合は、ステップＳ３１４に進み、所定の温度低下が見られない場合はステップＳ３０５に進む。
【００３４】
ステップＳ３０５において、演算処理部２２３は、クロック発生部２２８が出力するクロックを高周波数クロックに変更する。すなわち、Ｓ３０１〜Ｓ３０４は、体温計測の開始を検出する待機状態であり、高い計測精度は要求されないため、低周波数のクロックを用いて温度計測を行い、省電力を図っている。そして、体温計測の開始とともにクロックを高周波数に設定し、高精度な体温計測を行う。ステップＳ３０６において、演算処理部２２３は、ステップＳ３０３で記憶されたデータを用いて、前述した予測式を用いて逐次（所定の周期）予測値を導出（例えば０．５秒おき）する。ただし、本実施形態の演算処理部２２３は、図１３に示される複数の群のそれぞれに対応した予測式を基に予測演算を並列して行う。すなわち、算出された温度値から複数の予測式にしたがって複数の予測値を導出する予測値導出処理を行う。なお、全ての群について並列に（ここでは１〜８、１１，１２の１０種類）演算を行ってもよいし、いくつかの実測値を元におおよその群を設定し周辺のいくつかの群についてのみ演算を行ってもよい。
【００３５】
ステップＳ３０７において、演算処理部２２３は、基準点（ｔ＝０）から所定時間（所定秒；例えば２０秒）だけ経過した後、ステップＳ３０６で導出した複数の群に対応するそれぞれの予測値の変化に基づいて群分け判定を行う。この群決定動作の詳細については後述する。
【００３６】
ステップＳ３０８において、演算処理部２２３は、ステップＳ３０７によって決定された群以外の演算を停止し、判定された群における予測演算を引き続き所定の時間導出する。以上のようにステップＳ３０７、Ｓ３０８では、複数の予測値のそれぞれの経時変化に基づいて複数の予測式から一つの予測式が選択され、選択された予測式を用いて体温計測結果としての平衡温度値が取得される。
【００３７】
ステップＳ３０９において、演算処理部２２３は、基準点（ｔ＝０）から所定時間（所定秒；例えば２５秒）だけ経過した時点で、ステップＳ３０８の結果導出された一定区間（例えば、ｔ＝２０〜２５秒）における予測値があらかじめ設定された予測成立条件を満たすかどうかをチェックする。例えば、所定の範囲（例えば０．１℃）に収まっているか否かについてのチェックである。予測成立条件を満たした場合はステップＳ３１０に進み、予測成立条件を満たさない場合は、ステップＳ３１６に進む。
【００３８】
ステップＳ３１０において、演算処理部２２３は、クロック発生部２２８が発生するクロックを低周波数クロックに切り替える。そして、ステップＳ３１１において、演算処理部２２３は、音声出力部２４０により予測成立を報知し（ブザーの鳴動でも良い）、ステップＳ３１２に進む。
【００３９】
ステップＳ３１２において、演算処理部２２３は、導出された予測値を表示部２３０に表示する。
【００４０】
ステップＳ３１３において、演算処理部２２３は、検温処理終了の指示を受け付けたか否かを判定する。たとえば、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３が押下されたか否かを判定してもよいし、予測温度表示を行ってから一定時間経過すると自動的に検温処理を終了するよう構成してもよい。或いは、新たな体温計測が所定時間を超えて実行されなかった場合に体温計測終了が指示されたと判断し、予測温度表示を終了するようにしてもよい。あるいは、マグネットリードスイッチ２５１がＯＦＦし、電源部２５０からの電源がＯＦＦされるまで予測温度表示を継続してもよい。マグネットリードスイッチ２５１は、例えば、電子体温計１００が永久磁石を内蔵した収納ケース（不図示）に収納されることによりＯＦＦされる。
【００４１】
ステップＳ３１４において、演算処理部２２３は、測定されたデータの補正処理を行う。補正処理が正常に行われた場合はステップＳ３０３に戻る。一方、補正処理が正常に終了しない場合は、ステップＳ３１５に進む。なお、基準点（ｔ＝０）の補正処理では、たとえば、下記条件を全て満足した場合に、所定の測定部位に装着される前の温度低下、たとえば服や皮膚への接触や挟み直し、とみなして、図１５に示す起点の時間からΔｔ1＋Δｔ2を引く補正処理を行う。
［条件１］予測式の基準点から温度低下検出までの時間(Δｔ1)が所定時間(秒)以内（例えば、５秒）であること。
［条件２］温度低下前の実測値が所定値以下（例えば、３４℃）であること。
［条件３］温度低下を検出してから、再度温度上昇するまでの時間(Δｔ2)が所定時間(秒)以内（例えば、８秒）であること。
［条件４］温度低下(ΔT)が所定以内（例えば、１．５℃）であること。
【００４２】
ステップＳ３１５において、演算処理部２２３は、音声出力部２４０によりエラーを報知し（ブザーの鳴動でも良い）、検温を終了する。なお、ブザー鳴動による報知の場合、ブザー音はステップＳ３１１とは異なるものであることが望ましい。
【００４３】
ステップＳ３１６において、演算処理部２２３は、測定開始から所定の時間（例えば４５秒）経過した時は、強制的に予測を成立させ、ステップＳ３１０に進む。つまり、その時点で導出されている予測値をそのまま最終予測値と見なす。
【００４４】
以上のステップを経て、検温動作を終了する。
【００４５】
＜予測値に基づく群の決定＞
以下では、複数の予測式に基づいて導出された複数の予測値から、最終予測値に用いる予測式に対応する群の決定を行う際の処理（ステップＳ３０７に相当）について説明する。
【００４６】
図１４は、実測値および複数の予測式に基づく予測値の経時変化を例示的に示した図である。この図においては、サーミスタ４０１により検出される実測値と共に、ステップＳ３０６で導出される第１群〜第５群の５つの群に対応する予測値の変化が示されている。以下では、これらの予測値の経時変化に基づいて群の決定を行う。つまり、どの群に対応する予測式を用いた場合に最も精度の高い予測値が得られるかを判定する。
【００４７】
ここでは例として、以下の２点の両方が成立する群を選択する。
（１）１０秒回帰の変化が所定の値（例えば、０．１度）未満である。
（２）０．５秒毎に導出される予測値に対応した上記の条件を連続５回みたす。
【００４８】
つまり、結果として予測値の変動が少ない時系列に対応する群が、本測定における最適な群を選択していると考えられるからである。このように、複数の群について予測演算を行い、それぞれの予測値の経時変化を比較して群の決定を行うことにより、基準点を測定開始点として３０秒までに、より精度の高い予測を可能としているのである。
【００４９】
なお、上記では、予測の精度を高めるため、群の決定後も引き続き所定の時間だけ予測値を導出（ステップＳ３０８〜Ｓ３０９）し、最終的な予測値を決定した。しかし、群決定の際十分に変化が小さい（例えば、０．０５度未満）場合には、決定した群に対応する予測値は十分に精度が高いと見なせるため、直ちに最終的な予測値として決定してもよい。
【００５０】
一方、群の決定を実測値の経時変化に基づいて行ってもよい。つまり、実測値の時系列データを、図１３に示される群分け表と対応させ、最も対応する点の多い群を選択し決定してもよい。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の電子体温計により、短時間の測定時間で予測精度の高い電子体温計を実現可能とし測定者への負担を軽減することが出来る。また、適切な予測式の選定により測定時間が短縮されることから、高周波数クロックを用いる期間が短縮され、省電力を実現しつつ高精度な体温計測が実現されることになる。
【００５２】
３．２ 動作クロックの制御による省電力化
上述したように、本実施形態では、クロック発生部２２８が出力するクロックの周波数を切り替えることで省電力化と高精度計測を両立している。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、体温測定中でなければ低周波数のクロックを用いて省電力化を図る。上記の例では、体温測定中であるか否かの判定として、予測温度演算の開始時（Ｓ３０６）から予測温度演算の終了時（Ｓ３１１の手前）までを高周波数のクロックとし、他の期間を待機状態として低周波数クロックにより稼動させることで省電力を図っている。
【００５３】
なお、クロック周波数の切替方法は、上述した方法に限られるものではない。例えば、図１１に示すような演算処理部２２３によるクロック周波数の切替制御を実行し、図３のＳ３０１、Ｓ３０５，Ｓ３１０を省略しても良い。図１１に示す処理では、温度計測値と閾値との比較により待機状態か否かを判定し、高周波数クロックを用いるか低周波数クロックを用いるかを決定する。
【００５４】
図１１のステップＳ３２１において、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３の手動操作またはマグネットリードスイッチ（不図示）がＯＮ状態になることで、電子体温計の電源がＯＮされると、ステップＳ３２２において演算処理部２２３はクロック発生部２２８が高い周波数（例えば、１ＭＨｚ）のクロックを生成するように設定する。なお、このステップでは、クロック発生部２２８が高い周波数か低い周波数のいずれかで動作するように設定を行えばよく、図示のように高い周波数への設定に限定されるものではない。
【００５５】
次に、ステップＳ３２３において、演算処理部２２３は、温度計測部２１０、タイマー２２２を用いて温度計測値（実測値）を取得する。上述したように、タイマー２２２は、温度計測部２１０内のサーミスタと共に積分回路を形成するコンデンサにおける充電時間或いは放電時間を、クロック発生部２２８が生成したクロックを計数する。演算処理部２２３は、タイマー２２２から得られるクロックの計数値と、当該クロックの周波数から充電時間或いは放電時間を算出し、温度計測値を取得する。本実施形態では、コンデンサにおける放電時間が計測される。
【００５６】
ステップＳ３２４において、ステップＳ３２３で取得した温度計測値が所定の値（Ｔｈ１）よりも小さく、且つ、現在のクロックの周波数が高い周波数であった場合、演算処理部２２３は、体温計測状態から非計測状態へ移行したと判断する。そして、非計測状態へ移行したと判断された場合、演算処理部２２３は、ステップＳ３２６において低い周波数（例えば、１００ｋＨｚ）のクロックを発生させるようクロック発生部２２８を制御する。また、ステップＳ３２５において、ステップＳ３２３で取得した温度計測値が所定の値（Ｔｈ２）よりも大きく、且つ、現在のクロックの周波数が低い周波数であった場合、演算処理部２２３は、非計測状態から体温計測状態へ移行したと判断する。そして、体温計測状態へ移行したと判断された場合、演算処理部２２３は、ステップＳ３２７において高い周波数のクロックを生成させるようクロック発生部２２８を制御する。
【００５７】
以上のようなクロック周波数の切替処理を、図３に示した体温計測処理と並行して実行することにより、体温計測中以外におけるクロック周波数を低く抑えることができ、電子体温計の省電力化を図ることができる。また、体温計測結果としての平衡温度値が取得された時点でクロックの周波数を低クロック周波数に設定するようにしてもよい（すなわち、図１１の処理とステップＳ３１０の処理を併用してもよい）。また、体温計測中は高い周波数のクロックで動作するので、計測精度は維持される。特に手動操作による電源オン／オフのためのスイッチや自動パワーオフ機能を持たないでマグネットリードスイッチを備えた病院用電子体温計に上記の構成を適用すれば、その省電力効果はより顕著なものとなる。以上のように、本実施形態によれば、計測に利用するクロック周波数の切替を制御することにより、計測精度の維持と省電力化を実現することができ、１日当たりの測定頻度が高い病院などで予測検温する場合に、消費電力が１０ｍＷ程度となり、使い始めから少なくとも１００００回程度の体温測定が可能となる。
【００５８】
すなわち、本実施形態におけるクロック周波数の切替処理では、サーミスタを用いて計測された温度値から体温計測中か否かを判定し、体温計測中でないと判定された場合にクロック周波数を低く抑えることにより省電力化を図る。なお、演算処理部２２３における動作クロックの周波数も、上述の計測用のクロックと同じように切替えることで、より省電力化を図ることができる。上述した周波数切替処理は、サーミスタの抵抗値変化を計測して温度値を取得する電子体温計に適用できるが、特に、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた温度計測のように積分回路の過渡期間を計測するために高周波数のクロックが必要な構成に適用することでより顕著な効果が得られる。以下、本実施形態による単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた温度計測の構成について説明する。
【００５９】
４．温度計測部の詳細構成及び温度計測処理の流れ
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。
【００６０】
４．１ 温度計測部の詳細構成
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。
【００６１】
ここで、基準抵抗素子４０２は、周辺温度の変動に関わらず、抵抗値が一定の抵抗素子である。このため、コンデンサ４０３における充電電圧Ｖが一定の場合、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３による放電時間は一定となる。
【００６２】
一方、サーミスタ４０１は、周辺温度の変動に応じて、抵抗値が変動する抵抗素子である。このため、コンデンサ４０３に蓄積された電荷をサーミスタ４０１を介して放電すると、その放電時間は周辺温度に応じて変動することとなる。
【００６３】
つまり、電圧Ｖが一定の場合、コンデンサ４０３に蓄積される電荷を放電するのに要する放電時間は、基準抵抗素子４０２を介した放電の場合にあっては、常に一定となり、サーミスタ４０１を介した放電の場合にあっては、周辺温度に依存することとなる。
【００６４】
Ａ／Ｄ変換部４２０を構成するコンパレータ４２１は、電圧切替部４１０を介して印加された電圧Ｖの所定割合の電圧（ここでは、０．２５Ｖ）以上の電圧をコンデンサ４０３が有している間、所定の信号を出力する。これにより、Ａ／Ｄ変換部４２０からは、ディジタル信号として、ＯＮ信号が出力される。
【００６５】
このように、コンデンサ４０３とＡ／Ｄ変換部４２０とは、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を形成する。
【００６６】
放電により、コンデンサ４０３両端の電圧は、徐々に低下していき、所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になると、Ａ／Ｄ変換部４２０より出力されるディジタル信号はＯＦＦ信号となる。
【００６７】
より一般化して言えば、コンパレータ４２１は、積分回路におけるコンデンサ４０３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。タイマー２２２は、積分回路におけるコンデンサ４０３の放電の開始から、コンパレータ４２１が出力する比較信号の変化を検出するまでの期間においてクロック発生部２２８が生成したクロック信号をカウントする。こうして、タイマー２２２では、コンデンサ４０３による放電の開始以降の、Ａ／Ｄ変換部４２０より出力されるディジタル信号のＯＮ時間（放電時間）を計測する。なお、タイマー２２２が計数するクロックはクロック発生部２２８が発生したものであるが、上述したようにその周波数は少なくとも２種類存在する。したがって、放電時間は、タイマー２２２による計数値とそのときのクロックの周波数とから得られることになる。
【００６８】
ここで、上述のように、基準抵抗素子４０２（端子Ｔ２）を介して放電された場合にあっては、コンデンサ４０３に蓄積される電荷量は一定であり、抵抗値も一定となるため、放電時間も一定となる。一方、サーミスタ４０１（端子Ｔ１）を介して放電された場合にあっては、コンデンサ４０３に蓄積される電荷量一定であるが、抵抗値が周辺温度に応じて変動するため、放電時間も変動する。
【００６９】
そこで、電子体温計１００では、予め、周辺温度が既知の状態（基準温度）で、サーミスタ４０１を介してコンデンサ４０３に蓄積された電荷を放電した場合の放電時間と、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０３に蓄積された電荷を放電した場合の放電時間とを、それぞれ計測しておく。
【００７０】
この結果、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０３に蓄積された電荷を放電した際の放電時間と、サーミスタ４０１を介してコンデンサ４０３に蓄積された電荷を放電した際の放電時間とを比較するだけで、基準温度に対する変動比を算出することが可能となり、周辺温度の温度データを算出することが可能となる。
【００７１】
例えば、下式に基づいて、温度データＴを算出することができる。
【００７２】
Ｔ＝３７℃×（Ｔth／Ｔref）×（Ｔref37／Ｔth37）
なお、上式において、基準温度は３７℃としている。
【００７３】
なお、Ｔref37は、当該基準温度（３７℃）において、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３の系の両端に電圧Ｖを印加してコンデンサ４０３を充電した後、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０３の放電を行った場合に計測された放電時間を示している。また、Ｔth37は、当該基準温度において、サーミスタ４０１とコンデンサ４０３の系の両端に電圧Ｖを印加してコンデンサ４０３を充電した後、サーミスタ４０１を解してコンデンサ４０３の放電を行った場合に計測された放電時間を示している。
【００７４】
さらに、Ｔrefは、温度計測処理において、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３の系の両端に電圧Ｖを印加してコンデンサ４０３を充電した後、基準抵抗素子４０２を介して放電を行った場合に計測した放電時間を示している。また、Ｔthは、温度計測処理において、サーミスタ４０１とコンデンサ４０３の系の両端に電圧Ｖを印加してコンデンサ４０３を充電した後、サーミスタ４０１を介して放電を行った場合に計測した放電時間を示している。
【００７５】
４．２ 一般的な温度計測処理の流れ
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。
【００７６】
ステップＳ５０１では、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図６の６０１は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００７７】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ５０２では、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３の放電を行う（放電期間６０２）。なお、本例では、予め設定された充電時間（充電時間は、コンデンサ４０３の容量、サーミスタ４０１や基準抵抗素子４０２の抵抗値から決定できる）だけコンデンサ４０３に電圧を印加することで、コンデンサ４０３への充電が完了したものとする。Ａ／Ｄ変換部４２０からは、コンデンサ４０３の電圧が０．２５Ｖ以上である間はＯＮ信号が出力されるため、タイマー２２２では、放電期間６０２におけるＯＮ信号（６０３）の時間を計測する。これにより、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（ここでは、０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間６０４）Ｔrefが計測される（図６の６０２参照）。
【００７８】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ５０３では、サーミスタ４０１とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図６の６０５は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００７９】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ５０４では、サーミスタ４０１を介したコンデンサ４０３の放電を行う（放電期間６０６）。Ａ／Ｄ変換部４２０からは、コンデンサ４０３の電圧が０．２５Ｖ以上である間はＯＮ信号が出力されるため、タイマー２２２では、放電期間６０６におけるＯＮ信号の時間を計測する。これにより、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（ここでは０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間６０８）Ｔthが計測される。なお、Ｔthは、サーミスタ４０１の周辺温度に応じて変動する。
【００８０】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ５０５では、Ｔ＝ａ×Ｔth／Ｔref（ただし、ａは係数であり、ここでは、ａ＝３７℃×（Ｔref37／Ｔth37））を計算することで、基準温度に対する変動比を求め、温度を算出する。更に、ステップＳ５０６では、算出結果Ｔを温度測定結果として設定する。
【００８１】
これにより、１回の温度計測が完了する。当該温度計測処理は、所定のサンプリングタイミングで、温度計測の終了が指示されるまで繰り返し行われる。なお、１回のサンプリングタイミングで上述した計測を複数回行って、得られた計測値の平均値を当該サンプリングタイミングの計測結果とするようにしてもよい。
【００８２】
４．３ 一般的な温度計測処理の問題点
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。
【００８３】
しかしながら、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、同じになるとは限らない。
【００８４】
一般に、電源部２５０として電池を用いた場合、Ａ／Ｄ変換部４２０が動作することにより生じる消費電流の影響で、電池の内部抵抗が大きくなり、電源部２５０の電圧が下がるという特性がある。このため、放電時間を繰り返し計測すると、そのたびに電源部２５０の電圧が低下する（具体的には、１回目の放電時間を計測する際に、電源部２５０の電圧が大きく低下し、２回目以降は、計測を繰り返すたびに、更に、徐々に電源部２５０の電圧が低下していき、やがて、所定の電源電圧に収束する）。
【００８５】
つまり、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では、電圧値が異なっており、後から印加した電圧のほうが低くなっている。
【００８６】
この結果、計測される放電時間には、電源部２５０の電圧低下分が誤差として含まれていることとなる。
【００８７】
このような事態を回避するためには、レギュレータ等を配し、電源部の電圧を安定化させることが有効である。しかしながら、レギュレータ等を配する構成とした場合、レギュレータのリーク電流により電池の消耗が早まるため、電子体温計の長寿命化が妨げられるという問題がある。また、レギュレータ等を配する構成とすると、電子体温計のコスト上昇は不可避となる。
【００８８】
そこで、本実施形態では、レギュレータを使用することなく、計測される放電時間に含まれる、電源部２５０の電圧低下分の誤差を極力排除する構成とすることで、計測精度の維持と、省電力化による長寿命化を実現することができ、１日当たりの測定頻度が高い病院などで予測検温する場合に、消費電力が１０ｍＷ程度となり、使い始めから少なくとも１００００回程度の体温測定が可能となり、実質的に低価格化を実現する。以下、本実施形態における温度計測処理の詳細を説明する。
【００８９】
４．４ 本実施形態における温度計測処理の流れ
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。
【００９０】
ステップＳ７０１では、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図８の８０１は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００９１】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ７０２では、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３の放電を行う（端子Ｔ２を０Ｖに接続する）。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間８０２）Ｔref0を計測する。なお、ステップＳ７０２では放電のみを行い、Ｔref0は計測しなくてもよい。
【００９２】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ７０３では、再度、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図８の８０３は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００９３】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ７０４では、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３の放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間８０４）Ｔref1を計測する。
【００９４】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ７０５では、サーミスタ４０１とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図８の８０５は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００９５】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ７０６では、サーミスタ４０１を介したコンデンサ４０３の放電を行う（端子Ｔ１を０Ｖに接続する）。このとき、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間８０６）Ｔthを計測する。なお、Ｔthは、サーミスタ４０１の周辺温度に応じて変動する。
【００９６】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ７０７では、再度、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図８の８０７は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【００９７】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ７０８では、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３の放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間８０８）Ｔref2を計測する。
【００９８】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ７０９では、Ｔref＝（Ｔref1＋Ｔref2）／２を計算する。
【００９９】
更にステップＳ７１０では、Ｔ＝ａ×Ｔth／Ｔref（ただし、ａは係数）を計算することで、基準温度に対する変動比を求め、温度データを算出する。更に、ステップＳ７１１では、計算結果Ｔを温度計測結果として設定する。
【０１００】
これにより、１回の温度計測が完了する。当該温度計測処理は、温度計測の終了が指示されるまで繰り返し行われる。なお、１回のサンプリングタイミングで上述した計測を複数回行って、得られた計測値の平均値を当該サンプリングタイミングの計測結果とするようにしてもよい。
【０１０１】
このように、本実施形態にかかる電子体温計では、各サンプリングタイミングにおける温度計測時の１回目の放電時間Ｔref0を、温度データの算出に用いない構成とした。この結果、１回目の放電に伴う電源部２５０の大幅な電圧低下の影響を低減させることが可能となる。なお、１回目の放電を、サーミスタによる放電として、１回目の放電時間Ｔth0を温度データの算出に用いない構成としてもよいことはいうまでもない。また、上記の例では温度データの算出に用いない充放電は１回だけ行うようにしているが、温度データの算出に用いない充放電を２回以上行う構成としてもよい。
【０１０２】
また、本実施形態にかかる電子体温計では、サーミスタを介してコンデンサに蓄積された電荷を放電する際の放電時間を計測する直前と直後とに、それぞれ、基準抵抗素子を介してコンデンサに電荷を蓄積し、蓄積した電荷を放電する際の放電時間Ｔref1、Ｔref2を計測する構成とした。更に、直前と直後にそれぞれ計測された放電時間Ｔref1、Ｔref2の平均値を、温度データの算出に用いる構成とした。
【０１０３】
このように、温度データの算出において放電時間の平均値を用いる構成とすることで、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の影響を極力低減させることが可能となる。
【０１０４】
つまり、レギュレータを用いない場合であっても、精度の高い温度計測を実現することが可能となる。この結果、長寿命かつ安価で、計測精度の高い電子体温計を提供することが可能となる。また、クロック周波数の切替との協働により、顕著な省電力効果を得ることができる。
【０１０５】
［第２の実施形態］
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４０３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４０３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。
【０１０６】
具体的には、放電の順序を、１回目：基準抵抗素子を介した放電、２回目：基準抵抗素子を介した放電、３回目：サーミスタを介した放電とする。そして、１回目の放電時間Ｔref0を、温度データの算出に用いないこととする一方で、２回目の放電時間Ｔref1と、３回目の放電時間Ｔthとを比較することにより、温度データを算出する構成としてもよい。
【０１０７】
あるいは、放電の順序を、１回目：基準抵抗素子を介した放電、２回目：サーミスタを介した放電、３回目：基準抵抗素子を介した放電とし、１回目の放電時間Ｔref0を温度データの算出に用いるようにしてもよい。すなわち、１回目の放電時間Ｔref0と３回目の放電時間Ｔref1との平均値、及び、２回目の放電時間Ｔthを、温度データの算出に用いる構成としてもよい。この手順によれば、各サンプリングタイミングにおける温度計測時の、初期の放電に伴う電源部２５０の電圧低下がそれほど大きくない構成において、不必要な充放電を行わずに済む。
【０１０８】
［第３の実施形態］
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。
【０１０９】
図９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１０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９及び図１０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。
【０１１０】
はじめに、ステップＳ９０１ではカウンタｎに０を入力する。ステップＳ９０２では、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図１０の１００１は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間)を示している。
【０１１１】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ９０３では、コンデンサ４０３の基準抵抗素子４０２を介した放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間１００２）Ｔref_0を計測する。
【０１１２】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ９０４では、再度、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図１０の１００３は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【０１１３】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ９０５では、再度、コンデンサ４０３の基準抵抗素子４０２を介した放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間１００４）Ｔref_1を計測する。
【０１１４】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ９０６では、Ｔref0を計測した際の電圧Ｖ０と、Ｔref1を計測した際の電圧Ｖ１とを比較し、電圧Ｖ０と電圧Ｖ１との差異を計算する（実際にはＴref_0とＴref_1との差異を計算する）。そして、電圧Ｖ０と電圧Ｖ１との差異が所定値以下でないと判定された場合には、ステップＳ９０７においてｎの値をインクリメントした後、ステップＳ９０４に戻る。
【０１１５】
Ｓ９０４では、再度、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図１０の１００５は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【０１１６】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ９０５では、コンデンサ４０３の放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの期間（放電時間１００６）Ｔref_2を計測する。
【０１１７】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ９０６では、Ｔref_1を計測した際の電圧Ｖ１と、Ｔref_2を計測した際の電圧Ｖ２とを比較し、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差異を計算する（実際には、Ｔref_1とＴref_2との差異を計算する）。そして、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差異が所定値以下でないと判定された場合には、ステップＳ９０７においてｎの値をインクリメントした後、ステップＳ９０４に戻る。
【０１１８】
以降、放電時間を繰り返し計測することによる電圧低下（Ｔref_nとＴref_n+1との差）が、所定値以下になるまで、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する処理と、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０３に蓄積された電荷を放電する処理とを繰り返す（Ｓ９０４〜Ｓ９０７）。
【０１１９】
そして、放電時間を繰り返し計測することによる電圧低下（１００７）が、所定値以下になったと判定された場合には、ステップＳ９０８に進む。
【０１２０】
ステップＳ９０８では、サーミスタ４０１とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図１０の１００８は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【０１２１】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ９０９では、サーミスタ４０１を介したコンデンサ４０３の放電を行う。このとき、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間１００９）Ｔthを計測する。
【０１２２】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ９１０では、再度、基準抵抗素子４０２とコンデンサ４０３とを含む系の両端に電圧Ｖを印加する。図１０の１０１０は、これにより、コンデンサ４０３に徐々に電荷が蓄積されていく期間（充電期間）を示している。
【０１２３】
コンデンサ４０３の充電が完了すると、ステップＳ９１１では、基準抵抗素子４０２を介したコンデンサ４０３の放電を行う。このとき、タイマー２２２では、放電を開始してからコンデンサ４０３の電圧が所定の電圧（０．２５Ｖ）以下になるまでの時間（放電時間１０１１）Ｔref_n+2を計測する。
【０１２４】
コンデンサ４０３の放電が完了すると、ステップＳ９１２では、Ｔref＝（Ｔref_n+1＋Ｔref_n+2）／２を計算する。
【０１２５】
更にステップＳ９１３では、Ｔ＝ａ×Ｔth／Ｔref（ただし、ａは係数）を計算することで、基準温度に対する変動比を求め、温度データを算出する。更に、ステップＳ９１４では、算出結果Ｔを温度計測結果として設定する。
【０１２６】
これにより、１回の温度計測が完了する。当該温度計測処理は、温度計測の終了が指示されるまで繰り返し行われる。
【０１２７】
このように、本実施形態にかかる電子体温計では、放電時間を繰り返し計測することによる電圧部の電圧低下が、一定の閾値以内に収束するまで、基準抵抗素子を介してのコンデンサへの充電／放電を繰り返す構成とした。これにより、放電に伴う電源部の大幅な電圧低下の影響を低減させることが可能となる。
【０１２８】
また、本実施形態にかかる電子体温計では、サーミスタを介してコンデンサに蓄積された電荷を放電する際の放電時間を計測する直前と直後とに、それぞれ、基準抵抗素子を介してコンデンサに電荷を蓄積し、蓄積した電荷を放電する際の放電時間Ｔref_n+1、Ｔref_n+2を計測する構成とした。更に、直前と直後にそれぞれ計測された放電時間Ｔref_n+1、Ｔref_n+2の平均値を、温度の計測に用いる構成とした。
【０１２９】
このように、放電時間の平均値を用いる構成とすることで、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の影響を極力低減させることが可能となる。
【０１３０】
つまり、レギュレータを用いない場合であっても、精度の高い温度計測を実現することが可能となる。この結果、長寿命かつ安価で、計測精度の高い電子体温計を提供することが可能となる。また、クロック周波数の切替との協働により、顕著な省電力効果を得ることができる。
【０１３１】
なお、上記実施形態では、コンデンサ４０３への充電に際して、Ｔrefを測定する場合には基準抵抗素子を介した充電、Ｔthを測定する場合にはサーミスタを介した充電を用いているが、これに限られるものではない。例えば、コンデンサ４０３への充電は、常に基準抵抗素子またはサーミスタのいずれか一方を介して行うようにしても良いし、基準抵抗素子とサーミスタの両方を介して行うようにしても良い。
【０１３２】
以上説明したように、上記各実施形態によれば、サーミスタと積分回路により計測値を得る電子体温計において、温度の実測値に基づいて温度計測用のクロックの周波数を切り替えるようにした。このため、予測温度演算を行わない待機期間において低周波数クロックを用いて省電力化を図るとともに、予測温度演算を行う計測期間においては高周波数クロックによる高精度な計測を実現することができる。また、計測期間を、予測温度演算の開始から終了まで（予測温度値が表示されるまで）とすれば、予測温度演算の終了とともにクロックが低周波数に切り替わるので、より効果的に省電力を達成できる。更に、予測温度演算において、初期の実測値から適切な予測式を選定することで、予測温度演算の時間短縮が図られる。そのため、計測期間を短縮でき、より効果的な省電力を達成できる。
【符号の説明】
【０１３３】
１００：電子体温計 １０１：本体ケース １０２：金座億キャップ １０３：電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ １０４：液晶表示器 １０５：スピーカ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記算出手段で算出された温度値から複数の予測式にしたがって複数の予測値を導出する予測値導出手段と、
前記複数の予測値のそれぞれの経時変化に基づいて、前記複数の予測式から一つの予測式を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された予測式を用いて体温計測結果としての平衡温度値を取得し、表示する表示出力手段とを備え、
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り替えることを特徴とする電子体温計。
【請求項２】
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の温度またはそれ以上である場合に前記クロックの周波数を第１の周波数に設定し、前記温度値が所定の温度よりも低い場合に前記クロックの周波数を第２の周波数に設定し、前記第１の周波数は前記第２の周波数よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の電子体温計。
【請求項３】
前記クロック手段は、体温計測結果としての前記平衡温度値が取得されると、前記クロックの周波数を前記第２の周波数に設定することを特徴とする請求項２に記載の電子体温計。
【請求項４】
前記予測値導出手段は、前記算出手段で算出された温度値が所定の温度以上であり、且つ、温度変化の度合いが所定値以上である場合に前記複数の予測値の導出を開始し、
前記クロック手段は、前記予測値導出手段による前記導出の開始から前記表示出力手段が前記平衡温度値を取得するまでの期間において前記クロックの周波数を第１の周波数に設定し、他の期間では前記クロックの周波数を第２の周波数に設定し、前記第１の周波数は前記第２の周波数よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の電子体温計。
【請求項５】
前記電子体温計の各部に電源を供給する電源部と、
前記電源部から前記各部への電源供給のオン、オフを行うマグネットリードスイッチとを備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子体温計。
【請求項６】
液密に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子体温計。
【請求項７】
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から複数の予測式にしたがって複数の予測値を導出する予測値導出工程と、
前記複数の予測値のそれぞれの経時変化に基づいて、前記複数の予測式から一つの予測式を選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された予測式を用いて体温計測結果としての平衡温度値を取得し、表示する表示出力工程と、
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り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。
【請求項１】
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、
前記算出手段で算出された温度値から複数の予測式にしたがって複数の予測値を導出する予測値導出手段と、
前記複数の予測値のそれぞれの経時変化に基づいて、前記複数の予測式から一つの予測式を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された予測式を用いて体温計測結果としての平衡温度値を取得し、表示する表示出力手段とを備え、
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り替えることを特徴とする電子体温計。
【請求項２】
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の温度またはそれ以上である場合に前記クロックの周波数を第１の周波数に設定し、前記温度値が所定の温度よりも低い場合に前記クロックの周波数を第２の周波数に設定し、前記第１の周波数は前記第２の周波数よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の電子体温計。
【請求項３】
前記クロック手段は、体温計測結果としての前記平衡温度値が取得されると、前記クロックの周波数を前記第２の周波数に設定することを特徴とする請求項２に記載の電子体温計。
【請求項４】
前記予測値導出手段は、前記算出手段で算出された温度値が所定の温度以上であり、且つ、温度変化の度合いが所定値以上である場合に前記複数の予測値の導出を開始し、
前記クロック手段は、前記予測値導出手段による前記導出の開始から前記表示出力手段が前記平衡温度値を取得するまでの期間において前記クロックの周波数を第１の周波数に設定し、他の期間では前記クロックの周波数を第２の周波数に設定し、前記第１の周波数は前記第２の周波数よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の電子体温計。
【請求項５】
前記電子体温計の各部に電源を供給する電源部と、
前記電源部から前記各部への電源供給のオン、オフを行うマグネットリードスイッチとを備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子体温計。
【請求項６】
液密に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子体温計。
【請求項７】
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から複数の予測式にしたがって複数の予測値を導出する予測値導出工程と、
前記複数の予測値のそれぞれの経時変化に基づいて、前記複数の予測式から一つの予測式を選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された予測式を用いて体温計測結果としての平衡温度値を取得し、表示する表示出力工程と、
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り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。
【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１５】
【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１５】
【公開番号】特開２０１１−２５２７７１（Ｐ２０１１−２５２７７１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２６２８８（Ｐ２０１０−１２６２８８）
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
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