電子体温計
【課題】 単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた電子体温計において、過渡期間の計測にかかる時間を短縮する。
【解決手段】 単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いて電子体温計であって、コンデンサ４０４に直列に接続されたサーミスタ４０１と、コンデンサ４０４に直列に接続された基準抵抗素子４０２と、コンデンサ４０４に直列に接続された常抵抗素子４０３と、を備え、常抵抗素子４０３は、前記サーミスタ４０１及び基準抵抗素子４０２の抵抗値よりも小さい抵抗値を有しており、前記コンデンサ４０４に電荷を蓄積する際に、前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかと並列して電圧が印加されるように電源部２５０に接続されることを特徴とする。
【解決手段】 単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いて電子体温計であって、コンデンサ４０４に直列に接続されたサーミスタ４０１と、コンデンサ４０４に直列に接続された基準抵抗素子４０２と、コンデンサ４０４に直列に接続された常抵抗素子４０３と、を備え、常抵抗素子４０３は、前記サーミスタ４０１及び基準抵抗素子４０２の抵抗値よりも小さい抵抗値を有しており、前記コンデンサ４０４に電荷を蓄積する際に、前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかと並列して電圧が印加されるように電源部２５０に接続されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の体温を測定する電子体温計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被検者の体温を測定する電子体温計として、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する電子体温計が知られている。また、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発振器を構成することによりその発振周波数を計測する方法や、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いる方法などが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このうち、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いる方法の場合、サーミスタとコンデンサとを直列に接続した積分回路を用いて、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または放電時間）を計測することにより温度計測値を取得することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０２４５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上述のような積分回路を用いてコンデンサの放電時間を計測するにあたっては、コンデンサを充電するための時間は、極力、短時間であることが望ましい。特に、温度計測値の計測誤差を抑えるために、充電と放電とを繰り返し、複数回計測された放電時間の平均値を算出するような場合にあっては、１回の放電時間を計測する際のコンデンサの１回あたりの充電時間は、極力、短時間であることが望ましい。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた電子体温計において、過渡期間の計測にかかる時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、
コンデンサに直列に接続されたサーミスタと、
前記コンデンサに直列に接続された基準抵抗体と、
前記コンデンサに直列に接続され、前記コンデンサに電荷を蓄積する際に、前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかと並列して電圧が印加される抵抗体と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかを介して放電した場合の前記コンデンサの電圧変化を検知し、該コンデンサが所定電圧以上の電圧を有している間、所定の信号を出力する出力手段と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に、前記サーミスタと前記基準抵抗体のいずれを介して放電するかを切り替える第１切替手段と、
前記出力手段により所定の信号が出力されている時間を計測することで、前記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計測手段と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を前記サーミスタを介して放電した場合の放電時間と、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記基準抵抗体を介して放電した場合の放電時間とを用いて、温度を算出する算出手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた電子体温計において、過渡期間の計測にかかる時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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５Ａ】充電時の温度計測部２１０の切り替え状態を示す図である。
【図５Ｂ】放電時の温度計測部２１０の切り替え状態を示す図である。
【図５Ｃ】充電時の温度計測部２１０の切り替え状態を示す図である。
【図５Ｄ】放電時の温度計測部２１０の切り替え状態を示す図である。
【図６】電子体温計１００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７】コンデンサ４０４の両端の電圧の時間変化及びＡ／Ｄ変換部４３０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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
＜１．電子体温計の外観構成＞
図１は、本発明の一実施形態にかかる電子体温計１００の外観構成を示す図であり、図１（ａ）は平面図を、図１（ｂ）は側面図をそれぞれ示している。１０１は本体ケースで、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。
【００１２】
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、病院用として用いる場合には、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（不図示）を設ける構成としてもよい。この場合、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等への電源供給が開始され、電子体温計１００が永久磁石を内蔵した収納ケース（不図示）に収納されるまでの間、電源が供給され続けることとなる。
【００１３】
１０４は表示部であり、被検者の体温を表示する。１０５は音声出力部であり、演算制御部２２０における処理に基づいて、音声を出力する。
【００１４】
＜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。
【００１５】
電子体温計１００は、温度に比例した時間分の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する表示部２３０と、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。
【００１６】
温度計測部２１０は、互いに並列に接続されたサーミスタ、基準抵抗素子（基準抵抗体）及び常抵抗素子と、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路とを備え、温度に比例した時間分のＯＮ信号（温度に比例して、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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、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するとともに、算出された温度データの時間変化に基づいて、被検者の体温を予測演算するプログラムを格納したＲＯＭ２２４と、算出された温度データを時系列で記憶するためのＲＡＭ２２６と、所定の音声データを格納したＥＥＰＲＯＭ２２５と、ＲＯＭ２２４に格納されたプログラムに従った演算や音声データの出力を行う演算処理部２２３とを備える。
【００１９】
更に、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。
【００２０】
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。
【００２１】
＜３．電子体温計における体温計測処理の流れ＞
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。
【００２２】
被検者の計測部位に装着されると、電子体温計１００では、所定の周期のサンプリングタイミングで温度計測を開始し、取得された温度データの時間変化に基づいて、被検者の体温を予測演算する。
【００２３】
図３は、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。以下、図３を用いて電子体温計１００における体温計測処理の流れを説明する。なお、図３に示す体温計測処理は、例えば、演算処理部２２３において実行される。
【００２４】
電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３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１００の電源部２５０がＯＮされると、ステップＳ３０１では、電子体温計１００の初期化が行われ、サーミスタによる温度計測が開始される。例えば、演算処理部２２３では、所定間隔、例えば、０．５秒おきに温度データの演算が行われる。
【００２５】
ステップＳ３０２では、体温計測開始条件が成立したか否かを判断する。具体的には、前回の温度計測により演算された温度データの値（つまり、０．５秒前の温度データの値）からの上昇度が、所定の値（例えば、１℃）以上となったか否かを判断する。
【００２６】
上昇度が所定の値以上となったと判断した場合には、体温計測開始条件が成立したと判断し、当該温度データを計測したタイミングを、予測体温演算の基準点（ｔ＝０）として設定する。つまり、電子体温計１００では、急激な温度上昇が計測されると、被検者が、所定の計測部位（例えば、腋下）に電子体温計１００を装着したものとみなす。
【００２７】
ステップＳ３０２において、体温計測開始条件が成立したと判断した場合には、ステップＳ３０３に進み、温度データの取り込みを開始する。具体的には、出力された温度データと、当該温度データを計測したタイミングとを、時系列データとしてＲＡＭ２２６に記憶する。
【００２８】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３において記憶された温度データを用いて、所定の予測式により、予測体温を演算する。
【００２９】
ステップＳ３０５では、基準点（ｔ＝０）から所定時間（例えば２５秒）、経過した後に、ステップＳ３０４において算出された一定区間（例えば、ｔ＝２５〜３０秒）における予測値が、予め設定された予測成立条件を満たすか否かを判断する。具体的には、所定の範囲（例えば、０．１℃）以内に収まっているか否かを判断する。
【００３０】
ステップＳ３０５において、予測成立条件を満たすと判断された場合には、ステップＳ３０６に進み、温度計測を終了するとともに、ステップＳ３０７に進み、予測体温の演算が終了した旨の音声を出力し、表示部２３０に、演算された予測体温を表示する。
【００３１】
一方、ステップＳ３０５において、予測成立条件を満たさないと判断された場合には、ステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９では、基準点（ｔ＝０）から所定時間（例えば４５秒）経過したか否かを判断し、経過したと判断された場合には、温度計測を強制終了する。なお、強制終了した場合には、その際に演算されていた予測体温を、表示部２３０に表示する（ステップＳ３０７）。
【００３２】
ステップＳ３０８では、体温計測終了指示を受け付けたか否かを判断する。ステップＳ３０８において、体温計測終了指示を受け付けていないと判断された場合には、ステップＳ３０２に戻る。
【００３３】
一方、ステップＳ３０８において、体温計測終了指示を受け付けたと判断された場合には、電源部２５０をＯＦＦにする。あるいは、電子体温計１００が永久磁石を内蔵した収納ケース（不図示）に収納されることで、マグネットリードスイッチがＯＦＦとなった場合には、電源部２５０をＯＦＦにする。
【００３４】
＜４．温度計測部の詳細構成及び温度計測処理時の温度計測部２１０の動作ならびに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時の温度計測部２１０の動作並びに温度計測処理の流れについて説明する。
【００３５】
＜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得るサーミスタ４０１、基準抵抗素子４０２、及び常抵抗素子４０３が、それぞれ、コンデンサ４０４に直列に接続されている。すなわち、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３とコンデンサ４０４とは積分回路を構成する。また、同様に、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３とコンデンサ４０４とは積分回路を構成する。
【００３６】
そして、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３とコンデンサ４０４とを含む系（第１の系）の両端には、電圧切替部４４０を介して電圧の印加と放電とが行われる。同様に、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３とコンデンサ４０４とを含む系（第２の系）の両端には、電圧切替部４４０を介して電圧の印加と放電とが行われる。
【００３７】
なお、第１の系と第２の系との切り替えは、第１切替部４１０によって行われる。
【００３８】
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、電源部２５０の出力電圧（以後電圧Ｖと記す）が一定で、コンデンサ４０４に蓄積される電荷量が一定の場合、基準抵抗素子４０２を介して（つまり、第２の系により）放電する場合の放電時間は一定となる。
【００３９】
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、電圧Ｖが一定でコンデンサ４０４に蓄積される電荷量が一定であっても、サーミスタ４０１を介して（つまり、第１の系により）放電する場合の放電時間は周辺温度に応じて変動することとなる。
【００４０】
したがって、電圧Ｖが一定の場合、コンデンサ４０４に蓄積された電荷を、基準抵抗素子４０２を介して放電した場合にあっては、放電時間は常に一定となり、サーミスタ４０１を介して放電した場合にあっては、放電時間は周辺温度に依存することとなる。
【００４１】
ここで、常抵抗素子４０３は、基準抵抗素子４０２と同様に周辺温度に関わらず抵抗値が一定の抵抗素子であり、その抵抗値は、サーミスタ４０１や基準抵抗素子４０２の抵抗値よりも小さくなるように設計されている。このため、電圧Ｖを印加しコンデンサ４０４に電荷を蓄積する際の充電時間は、常抵抗素子４０３がない場合の充電時間よりも短縮されることとなる。なお、充電の際には、常抵抗素子４０３を介してコンデンサ４０４に電圧が印加されるよう、常抵抗素子４０３の接続先が第２切替部４２０によって切り替えられる。
【００４２】
コンデンサ４０４に蓄積された電荷は、サーミスタ４０１又は基準抵抗素子４０２を介して放電される。放電の際には、常抵抗素子４０３は第２切替部４２０によって接続先がＡ／Ｄ変換部４３０のコンパレータ４３１側に切り替えられる。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換部４３０を構成するコンパレータ４３１は、放電の際、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４０４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４３０からは、ディジタル信号として、ＯＮ信号が出力される。
【００４４】
このように、コンデンサ４０４とＡ／Ｄ変換部４３０とは、放電の際に単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を形成する。
【００４５】
放電により、コンデンサ４０４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４３０より出力されるディジタル信号はＯＦＦ信号となる。
【００４６】
タイマー２２２では、Ａ／Ｄ変換部４３０より出力されるディジタル信号のＯＮ時間（放電開始後のＯＮ時間。つまり放電時間）を計測する。
【００４７】
ここで、上述のように、基準抵抗素子４０２を介して放電する場合には、放電時間は一定となる。一方、サーミスタ４０１を介して放電する場合にあっては、サーミスタ４０１の抵抗値は周辺温度に応じて変動するため、放電時間も変動する。
【００４８】
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、コンデンサ４０４に蓄積された電荷をサーミスタ４０１を介して放電した場合の放電時間と、コンデンサ４０４に蓄積された電荷を基準抵抗素子４０２を介して放電した場合の放電時間とを、それぞれ計測しておく。
【００４９】
この結果、コンデンサ４０４に蓄積された電荷を基準抵抗素子４０２を介して放電した際の放電時間と、コンデンサ４０４に蓄積された電荷をサーミスタ４０１を介して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。
【００５０】
具体的には、下式に基づいて、温度データＴを算出することとなる。
【００５１】
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。
【００５２】
なお、Ｔref37は、当該基準温度において、基準抵抗素子４０２を介して放電し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を介して放電した場合に計測された放電時間を示している。
【００５３】
さらに、Ｔrefは、温度計測処理において、基準抵抗素子４０２を介して放電し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を介して放電した場合に計測した放電時間を示している。
【００５４】
＜４．２ 温度計測処理時の温度計測部２１０の動作＞
図５Ａ〜図５Ｄは、電子体温計１００における温度計測処理時の温度計測部２１０の切り替え状態を示す図である。
【００５５】
図５Ａは、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介してコンデンサ４０４の充電を行う際の切り替え状態を示す図である。図５Ｂは、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０４に蓄積された電荷を、基準抵抗素子４０２を介して放電する際の切り替え状態を示す図である。
【００５６】
図５Ｃは、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介してコンデンサ４０４の充電を行う際の切り替え状態を示す図である。図５Ｄは、サーミスタ４０１を介してコンデンサ４０４に蓄積された電荷を、サーミスタ４０１を介して放電する際の切り替え状態を示す図である。
【００５７】
図５Ａに示すように、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介してコンデンサ４０４の充電を行う際、第１切替部４１０と電圧切替部４４０は基準抵抗素子４０２に電源部２５０の出力が接続されるように夫々の接続先を切り替え、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先を電源部２５０側に切り替える。これにより、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路が形成される。
【００５８】
このように、基準抵抗素子４０２の抵抗値よりも低い抵抗値を持つ常抵抗素子４０３を設け、コンデンサ４０４の充電の際に用いる構成とすることにより、コンデンサ４０４の充電時間を短縮させることができる。
【００５９】
例えば、基準抵抗素子４０２の抵抗値の１０分の１程度の抵抗値を持つ常抵抗素子４０３が使用された場合、その２つの抵抗素子によって形成される並列回路から得られる抵抗値は、基準抵抗素子４０２単独の抵抗値の１１分の１程度となる。つまり、充電の際、約１１倍の電流を流すことが可能となるため、充電時間を短縮することができる。
【００６０】
図５Ｂに示すように、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介して充電された電荷を、基準抵抗素子４０２を介して放電する際、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先をコンパレータ４３１側に切り替える。このように常抵抗素子４０３の接続先を、電源部２５０とコンパレータ４３１との間で切り替える構成とすることで、新たなポートを追加することなく（つまり低コストで）、充電時間の短縮を実現する回路を形成することが可能となる。
【００６１】
基準抵抗素子４０２を介して放電される際に、コンデンサ４０４の両端の電圧が所定値以上であるか否かはコンパレータ４３１によって検知される。具体的には、電圧が所定値以上（例えば０．２５Ｖ）であれば信号を出力し続け、所定値より小さくなると出力を停止する。基準抵抗素子４０２は周辺温度に関わらず抵抗値が常に一定であるため、基準抵抗素子４０２を介して放電する際の放電時間は常に一定となる。
【００６２】
図５Ｃに示すように、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介してコンデンサ４０４の充電を行う際、第１切替部４１０と電圧切替部４４０は、サーミスタ４０１に電源部２５０の出力が接続されるように夫々の接続先を切り替え、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先を電源部２５０側に切り替える。これにより、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３からなる並列回路が形成される。
【００６３】
このように、サーミスタ４０１の抵抗値よりも低い抵抗値を持つ常抵抗素子４０３を設け、コンデンサ４０４の充電の際に用いる構成とすることにより、コンデンサ４０４の充電時間を短縮させることができる。
【００６４】
図５Ｄに示すように、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介して充電された電荷を、サーミスタ４０１を介して放電する際、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先をコンパレータ４３１側に切り替える。このように常抵抗素子４０３の接続先を、電源部２５０とコンパレータ４３１との間で切り替えるように構成することで、新たなポートを追加することなく（つまり低コストで）、充電時間の短縮を実現する回路を形成することが可能となる。
【００６５】
サーミスタ４０１を介して放電される際に、コンデンサ４０４の両端の電圧が所定値以上であるか否かはコンパレータ４３１によって検知される。具体的には、電圧が所定値以上（例えば、０．２５Ｖ）であれば信号を出力し続け、所定値より小さくなると出力を停止する。サーミスタ４０１は周辺温度によって抵抗値が変化するため、サーミスタ４０１を介して放電する際の放電時間は、周辺温度に依存することとなる。
【００６６】
＜４．３ 温度計測処理の流れ＞
次に、図６及び図７を用いて、電子体温計１００における温度計測処理の流れについて説明する。図６は、電子体温計１００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７は、コンデンサ４０４の両端の電圧の時間変化及びＡ／Ｄ変換部４３０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。
【００６７】
ステップＳ６０１では、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路と、コンデンサ４０４とを含む系（第２の系）の両端に電圧Ｖを印加する。図７の７０１は、これにより、コンデンサ４０４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。このとき、第１切替部４１０と電圧切替部４４０は、電源部２５０の出力が基準抵抗素子４０２に接続されるように切り替えられ、第２切替部４２０は、常抵抗素子４０３の接続先が電源部２５０側になるように切り替えられている（図５Ａ参照）。
【００６８】
コンデンサ４０４の充電が完了すると、ステップＳ６０２では、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０４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４０４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７０２）Ｔref0を計測する。なお、放電の際には、第１切替部４１０と電圧切替部４４０はコンデンサ４０４が基準抵抗素子４０２を介して接地されるように夫々の接続先を切り替え、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先をコンパレータ４３１側に切り替えている（図５Ｂを参照）。
【００６９】
コンデンサ４０４の放電が完了すると、ステップＳ６０３では、再度、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路と、コンデンサ４０４とを含む系（第２の系）の両端に電圧Ｖを印加する。図７の７０３は、これにより、コンデンサ４０４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。なお、このときの第１切替部４１０、電圧切替部４４０及び第２切替部４２０による切り替えはステップＳ６０１と同様である（図５Ａ参照）。
【００７０】
コンデンサ４０４の充電が完了すると、ステップＳ６０４では、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０４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４０４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７０４）Ｔref1を計測する。なお、このときの第１切替部４１０、電圧切替部４４０及び第２切替部４２０による切り替えはステップＳ６０２と同様である（図５Ｂ参照）。
【００７１】
コンデンサ４０４の放電が完了すると、ステップＳ６０５では、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３からなる並列回路と、コンデンサ４０４とを含む系（第１の系）の両端に電圧Ｖを印加する。図７の７０５は、これにより、コンデンサ４０４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。このとき、第１切替部４１０と電圧切替部４４０は、電源部２５０の出力がサーミスタ４０１に接続されるように切り替えられ、第２切替部４２０により、常抵抗素子４０３の接続先は電源部２５０側に切り替えられている（図５Ｃ参照）。
【００７２】
コンデンサ４０４の充電が完了すると、ステップＳ６０６では、サーミスタ４０１を介してコンデンサ４０４の放電を行う。このとき、放電を開始してからコンデンサ４０４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７０６）Ｔthを計測する。なお、放電の際には、第１切替部４１０と電圧切替部４４０はコンデンサ４０４がサーミスタ４０１を介して接地されるように夫々の接続先を切り替え、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先をコンパレータ４３１側に切り替えている（図５Ｄを参照）。
【００７３】
コンデンサ４０４の放電が完了すると、ステップＳ６０７では、再度、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路と、コンデンサ４０４とを含む系（第１の系）の両端に電圧Ｖを印加する。図７の７０７は、これにより、コンデンサ４０４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。なお、このときの第１切替部４１０、電圧切替部４４０及び第２切替部４２０による切り替えはステップＳ６０５及びＳ６０３と同様である。
【００７４】
コンデンサ４０４の充電が完了すると、ステップＳ６０８では、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０４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４０４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７０８）Ｔref2を計測する。なお、このときの第１切替部４１０、電圧切替部４４０及び第２切替部４２０による切り替えはステップＳ６０２及びＳ６０４と同様である（図５Ｂ参照）。
【００７５】
コンデンサ４０４の放電が完了すると、ステップＳ６０９では、Ｔref＝（Ｔref1＋Ｔref2）／２を計算する。
【００７６】
更にステップＳ６１０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Ｓ６１１では、計算結果Ｔを温度計測結果として設定する。
【００７７】
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。
【００７８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る電子体温計では、常抵抗素子と切替部を設け、充電の際にはサーミスタまたは基準抵抗素子のいずれかと並列回路を形成し、放電の際にはコンパレータに接続するよう構成した。
【００７９】
この結果、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた電子体温計において、充電時間の短縮を低コストで実現することが可能となった。
【００８０】
なお、上記説明では、サーミスタ４０１を介して放電する場合には、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３を介してコンデンサ４０４を充電し、基準抵抗素子４０２を介して放電する場合には、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３を介してコンデンサ４０４を充電することとしたが、コンデンサ４０４の充電においては、サーミスタ４０１と基準抵抗素子４０２のいずれを用いてもよい。
【００８１】
また、上記説明では、第２切替部４２０を設け、常抵抗素子の接続先を切り替えることとしたが、本発明はこれに限定されず、第２切替部４２０を設けずに、別のポートを介して、常抵抗素子４０３をコンデンサ４０４に接続するように構成してもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の体温を測定する電子体温計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被検者の体温を測定する電子体温計として、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する電子体温計が知られている。また、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発振器を構成することによりその発振周波数を計測する方法や、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いる方法などが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このうち、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いる方法の場合、サーミスタとコンデンサとを直列に接続した積分回路を用いて、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または放電時間）を計測することにより温度計測値を取得することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０２４５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上述のような積分回路を用いてコンデンサの放電時間を計測するにあたっては、コンデンサを充電するための時間は、極力、短時間であることが望ましい。特に、温度計測値の計測誤差を抑えるために、充電と放電とを繰り返し、複数回計測された放電時間の平均値を算出するような場合にあっては、１回の放電時間を計測する際のコンデンサの１回あたりの充電時間は、極力、短時間であることが望ましい。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた電子体温計において、過渡期間の計測にかかる時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、
コンデンサに直列に接続されたサーミスタと、
前記コンデンサに直列に接続された基準抵抗体と、
前記コンデンサに直列に接続され、前記コンデンサに電荷を蓄積する際に、前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかと並列して電圧が印加される抵抗体と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかを介して放電した場合の前記コンデンサの電圧変化を検知し、該コンデンサが所定電圧以上の電圧を有している間、所定の信号を出力する出力手段と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に、前記サーミスタと前記基準抵抗体のいずれを介して放電するかを切り替える第１切替手段と、
前記出力手段により所定の信号が出力されている時間を計測することで、前記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計測手段と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を前記サーミスタを介して放電した場合の放電時間と、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記基準抵抗体を介して放電した場合の放電時間とを用いて、温度を算出する算出手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた電子体温計において、過渡期間の計測にかかる時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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５Ａ】充電時の温度計測部２１０の切り替え状態を示す図である。
【図５Ｂ】放電時の温度計測部２１０の切り替え状態を示す図である。
【図５Ｃ】充電時の温度計測部２１０の切り替え状態を示す図である。
【図５Ｄ】放電時の温度計測部２１０の切り替え状態を示す図である。
【図６】電子体温計１００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７】コンデンサ４０４の両端の電圧の時間変化及びＡ／Ｄ変換部４３０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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
＜１．電子体温計の外観構成＞
図１は、本発明の一実施形態にかかる電子体温計１００の外観構成を示す図であり、図１（ａ）は平面図を、図１（ｂ）は側面図をそれぞれ示している。１０１は本体ケースで、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。
【００１２】
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、病院用として用いる場合には、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（不図示）を設ける構成としてもよい。この場合、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等への電源供給が開始され、電子体温計１００が永久磁石を内蔵した収納ケース（不図示）に収納されるまでの間、電源が供給され続けることとなる。
【００１３】
１０４は表示部であり、被検者の体温を表示する。１０５は音声出力部であり、演算制御部２２０における処理に基づいて、音声を出力する。
【００１４】
＜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。
【００１５】
電子体温計１００は、温度に比例した時間分の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する表示部２３０と、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。
【００１６】
温度計測部２１０は、互いに並列に接続されたサーミスタ、基準抵抗素子（基準抵抗体）及び常抵抗素子と、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路とを備え、温度に比例した時間分のＯＮ信号（温度に比例して、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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、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するとともに、算出された温度データの時間変化に基づいて、被検者の体温を予測演算するプログラムを格納したＲＯＭ２２４と、算出された温度データを時系列で記憶するためのＲＡＭ２２６と、所定の音声データを格納したＥＥＰＲＯＭ２２５と、ＲＯＭ２２４に格納されたプログラムに従った演算や音声データの出力を行う演算処理部２２３とを備える。
【００１９】
更に、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。
【００２０】
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。
【００２１】
＜３．電子体温計における体温計測処理の流れ＞
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。
【００２２】
被検者の計測部位に装着されると、電子体温計１００では、所定の周期のサンプリングタイミングで温度計測を開始し、取得された温度データの時間変化に基づいて、被検者の体温を予測演算する。
【００２３】
図３は、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。以下、図３を用いて電子体温計１００における体温計測処理の流れを説明する。なお、図３に示す体温計測処理は、例えば、演算処理部２２３において実行される。
【００２４】
電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３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１００の電源部２５０がＯＮされると、ステップＳ３０１では、電子体温計１００の初期化が行われ、サーミスタによる温度計測が開始される。例えば、演算処理部２２３では、所定間隔、例えば、０．５秒おきに温度データの演算が行われる。
【００２５】
ステップＳ３０２では、体温計測開始条件が成立したか否かを判断する。具体的には、前回の温度計測により演算された温度データの値（つまり、０．５秒前の温度データの値）からの上昇度が、所定の値（例えば、１℃）以上となったか否かを判断する。
【００２６】
上昇度が所定の値以上となったと判断した場合には、体温計測開始条件が成立したと判断し、当該温度データを計測したタイミングを、予測体温演算の基準点（ｔ＝０）として設定する。つまり、電子体温計１００では、急激な温度上昇が計測されると、被検者が、所定の計測部位（例えば、腋下）に電子体温計１００を装着したものとみなす。
【００２７】
ステップＳ３０２において、体温計測開始条件が成立したと判断した場合には、ステップＳ３０３に進み、温度データの取り込みを開始する。具体的には、出力された温度データと、当該温度データを計測したタイミングとを、時系列データとしてＲＡＭ２２６に記憶する。
【００２８】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３において記憶された温度データを用いて、所定の予測式により、予測体温を演算する。
【００２９】
ステップＳ３０５では、基準点（ｔ＝０）から所定時間（例えば２５秒）、経過した後に、ステップＳ３０４において算出された一定区間（例えば、ｔ＝２５〜３０秒）における予測値が、予め設定された予測成立条件を満たすか否かを判断する。具体的には、所定の範囲（例えば、０．１℃）以内に収まっているか否かを判断する。
【００３０】
ステップＳ３０５において、予測成立条件を満たすと判断された場合には、ステップＳ３０６に進み、温度計測を終了するとともに、ステップＳ３０７に進み、予測体温の演算が終了した旨の音声を出力し、表示部２３０に、演算された予測体温を表示する。
【００３１】
一方、ステップＳ３０５において、予測成立条件を満たさないと判断された場合には、ステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９では、基準点（ｔ＝０）から所定時間（例えば４５秒）経過したか否かを判断し、経過したと判断された場合には、温度計測を強制終了する。なお、強制終了した場合には、その際に演算されていた予測体温を、表示部２３０に表示する（ステップＳ３０７）。
【００３２】
ステップＳ３０８では、体温計測終了指示を受け付けたか否かを判断する。ステップＳ３０８において、体温計測終了指示を受け付けていないと判断された場合には、ステップＳ３０２に戻る。
【００３３】
一方、ステップＳ３０８において、体温計測終了指示を受け付けたと判断された場合には、電源部２５０をＯＦＦにする。あるいは、電子体温計１００が永久磁石を内蔵した収納ケース（不図示）に収納されることで、マグネットリードスイッチがＯＦＦとなった場合には、電源部２５０をＯＦＦにする。
【００３４】
＜４．温度計測部の詳細構成及び温度計測処理時の温度計測部２１０の動作ならびに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時の温度計測部２１０の動作並びに温度計測処理の流れについて説明する。
【００３５】
＜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得るサーミスタ４０１、基準抵抗素子４０２、及び常抵抗素子４０３が、それぞれ、コンデンサ４０４に直列に接続されている。すなわち、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３とコンデンサ４０４とは積分回路を構成する。また、同様に、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３とコンデンサ４０４とは積分回路を構成する。
【００３６】
そして、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３とコンデンサ４０４とを含む系（第１の系）の両端には、電圧切替部４４０を介して電圧の印加と放電とが行われる。同様に、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３とコンデンサ４０４とを含む系（第２の系）の両端には、電圧切替部４４０を介して電圧の印加と放電とが行われる。
【００３７】
なお、第１の系と第２の系との切り替えは、第１切替部４１０によって行われる。
【００３８】
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、電源部２５０の出力電圧（以後電圧Ｖと記す）が一定で、コンデンサ４０４に蓄積される電荷量が一定の場合、基準抵抗素子４０２を介して（つまり、第２の系により）放電する場合の放電時間は一定となる。
【００３９】
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、電圧Ｖが一定でコンデンサ４０４に蓄積される電荷量が一定であっても、サーミスタ４０１を介して（つまり、第１の系により）放電する場合の放電時間は周辺温度に応じて変動することとなる。
【００４０】
したがって、電圧Ｖが一定の場合、コンデンサ４０４に蓄積された電荷を、基準抵抗素子４０２を介して放電した場合にあっては、放電時間は常に一定となり、サーミスタ４０１を介して放電した場合にあっては、放電時間は周辺温度に依存することとなる。
【００４１】
ここで、常抵抗素子４０３は、基準抵抗素子４０２と同様に周辺温度に関わらず抵抗値が一定の抵抗素子であり、その抵抗値は、サーミスタ４０１や基準抵抗素子４０２の抵抗値よりも小さくなるように設計されている。このため、電圧Ｖを印加しコンデンサ４０４に電荷を蓄積する際の充電時間は、常抵抗素子４０３がない場合の充電時間よりも短縮されることとなる。なお、充電の際には、常抵抗素子４０３を介してコンデンサ４０４に電圧が印加されるよう、常抵抗素子４０３の接続先が第２切替部４２０によって切り替えられる。
【００４２】
コンデンサ４０４に蓄積された電荷は、サーミスタ４０１又は基準抵抗素子４０２を介して放電される。放電の際には、常抵抗素子４０３は第２切替部４２０によって接続先がＡ／Ｄ変換部４３０のコンパレータ４３１側に切り替えられる。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換部４３０を構成するコンパレータ４３１は、放電の際、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４０４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４３０からは、ディジタル信号として、ＯＮ信号が出力される。
【００４４】
このように、コンデンサ４０４とＡ／Ｄ変換部４３０とは、放電の際に単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を形成する。
【００４５】
放電により、コンデンサ４０４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４３０より出力されるディジタル信号はＯＦＦ信号となる。
【００４６】
タイマー２２２では、Ａ／Ｄ変換部４３０より出力されるディジタル信号のＯＮ時間（放電開始後のＯＮ時間。つまり放電時間）を計測する。
【００４７】
ここで、上述のように、基準抵抗素子４０２を介して放電する場合には、放電時間は一定となる。一方、サーミスタ４０１を介して放電する場合にあっては、サーミスタ４０１の抵抗値は周辺温度に応じて変動するため、放電時間も変動する。
【００４８】
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、コンデンサ４０４に蓄積された電荷をサーミスタ４０１を介して放電した場合の放電時間と、コンデンサ４０４に蓄積された電荷を基準抵抗素子４０２を介して放電した場合の放電時間とを、それぞれ計測しておく。
【００４９】
この結果、コンデンサ４０４に蓄積された電荷を基準抵抗素子４０２を介して放電した際の放電時間と、コンデンサ４０４に蓄積された電荷をサーミスタ４０１を介して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。
【００５０】
具体的には、下式に基づいて、温度データＴを算出することとなる。
【００５１】
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。
【００５２】
なお、Ｔref37は、当該基準温度において、基準抵抗素子４０２を介して放電し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を介して放電した場合に計測された放電時間を示している。
【００５３】
さらに、Ｔrefは、温度計測処理において、基準抵抗素子４０２を介して放電し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を介して放電した場合に計測した放電時間を示している。
【００５４】
＜４．２ 温度計測処理時の温度計測部２１０の動作＞
図５Ａ〜図５Ｄは、電子体温計１００における温度計測処理時の温度計測部２１０の切り替え状態を示す図である。
【００５５】
図５Ａは、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介してコンデンサ４０４の充電を行う際の切り替え状態を示す図である。図５Ｂは、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０４に蓄積された電荷を、基準抵抗素子４０２を介して放電する際の切り替え状態を示す図である。
【００５６】
図５Ｃは、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介してコンデンサ４０４の充電を行う際の切り替え状態を示す図である。図５Ｄは、サーミスタ４０１を介してコンデンサ４０４に蓄積された電荷を、サーミスタ４０１を介して放電する際の切り替え状態を示す図である。
【００５７】
図５Ａに示すように、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介してコンデンサ４０４の充電を行う際、第１切替部４１０と電圧切替部４４０は基準抵抗素子４０２に電源部２５０の出力が接続されるように夫々の接続先を切り替え、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先を電源部２５０側に切り替える。これにより、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路が形成される。
【００５８】
このように、基準抵抗素子４０２の抵抗値よりも低い抵抗値を持つ常抵抗素子４０３を設け、コンデンサ４０４の充電の際に用いる構成とすることにより、コンデンサ４０４の充電時間を短縮させることができる。
【００５９】
例えば、基準抵抗素子４０２の抵抗値の１０分の１程度の抵抗値を持つ常抵抗素子４０３が使用された場合、その２つの抵抗素子によって形成される並列回路から得られる抵抗値は、基準抵抗素子４０２単独の抵抗値の１１分の１程度となる。つまり、充電の際、約１１倍の電流を流すことが可能となるため、充電時間を短縮することができる。
【００６０】
図５Ｂに示すように、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介して充電された電荷を、基準抵抗素子４０２を介して放電する際、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先をコンパレータ４３１側に切り替える。このように常抵抗素子４０３の接続先を、電源部２５０とコンパレータ４３１との間で切り替える構成とすることで、新たなポートを追加することなく（つまり低コストで）、充電時間の短縮を実現する回路を形成することが可能となる。
【００６１】
基準抵抗素子４０２を介して放電される際に、コンデンサ４０４の両端の電圧が所定値以上であるか否かはコンパレータ４３１によって検知される。具体的には、電圧が所定値以上（例えば０．２５Ｖ）であれば信号を出力し続け、所定値より小さくなると出力を停止する。基準抵抗素子４０２は周辺温度に関わらず抵抗値が常に一定であるため、基準抵抗素子４０２を介して放電する際の放電時間は常に一定となる。
【００６２】
図５Ｃに示すように、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介してコンデンサ４０４の充電を行う際、第１切替部４１０と電圧切替部４４０は、サーミスタ４０１に電源部２５０の出力が接続されるように夫々の接続先を切り替え、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先を電源部２５０側に切り替える。これにより、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３からなる並列回路が形成される。
【００６３】
このように、サーミスタ４０１の抵抗値よりも低い抵抗値を持つ常抵抗素子４０３を設け、コンデンサ４０４の充電の際に用いる構成とすることにより、コンデンサ４０４の充電時間を短縮させることができる。
【００６４】
図５Ｄに示すように、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３からなる並列回路を介して充電された電荷を、サーミスタ４０１を介して放電する際、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先をコンパレータ４３１側に切り替える。このように常抵抗素子４０３の接続先を、電源部２５０とコンパレータ４３１との間で切り替えるように構成することで、新たなポートを追加することなく（つまり低コストで）、充電時間の短縮を実現する回路を形成することが可能となる。
【００６５】
サーミスタ４０１を介して放電される際に、コンデンサ４０４の両端の電圧が所定値以上であるか否かはコンパレータ４３１によって検知される。具体的には、電圧が所定値以上（例えば、０．２５Ｖ）であれば信号を出力し続け、所定値より小さくなると出力を停止する。サーミスタ４０１は周辺温度によって抵抗値が変化するため、サーミスタ４０１を介して放電する際の放電時間は、周辺温度に依存することとなる。
【００６６】
＜４．３ 温度計測処理の流れ＞
次に、図６及び図７を用いて、電子体温計１００における温度計測処理の流れについて説明する。図６は、電子体温計１００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７は、コンデンサ４０４の両端の電圧の時間変化及びＡ／Ｄ変換部４３０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。
【００６７】
ステップＳ６０１では、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路と、コンデンサ４０４とを含む系（第２の系）の両端に電圧Ｖを印加する。図７の７０１は、これにより、コンデンサ４０４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。このとき、第１切替部４１０と電圧切替部４４０は、電源部２５０の出力が基準抵抗素子４０２に接続されるように切り替えられ、第２切替部４２０は、常抵抗素子４０３の接続先が電源部２５０側になるように切り替えられている（図５Ａ参照）。
【００６８】
コンデンサ４０４の充電が完了すると、ステップＳ６０２では、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０４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４０４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７０２）Ｔref0を計測する。なお、放電の際には、第１切替部４１０と電圧切替部４４０はコンデンサ４０４が基準抵抗素子４０２を介して接地されるように夫々の接続先を切り替え、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先をコンパレータ４３１側に切り替えている（図５Ｂを参照）。
【００６９】
コンデンサ４０４の放電が完了すると、ステップＳ６０３では、再度、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路と、コンデンサ４０４とを含む系（第２の系）の両端に電圧Ｖを印加する。図７の７０３は、これにより、コンデンサ４０４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。なお、このときの第１切替部４１０、電圧切替部４４０及び第２切替部４２０による切り替えはステップＳ６０１と同様である（図５Ａ参照）。
【００７０】
コンデンサ４０４の充電が完了すると、ステップＳ６０４では、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０４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４０４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７０４）Ｔref1を計測する。なお、このときの第１切替部４１０、電圧切替部４４０及び第２切替部４２０による切り替えはステップＳ６０２と同様である（図５Ｂ参照）。
【００７１】
コンデンサ４０４の放電が完了すると、ステップＳ６０５では、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３からなる並列回路と、コンデンサ４０４とを含む系（第１の系）の両端に電圧Ｖを印加する。図７の７０５は、これにより、コンデンサ４０４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。このとき、第１切替部４１０と電圧切替部４４０は、電源部２５０の出力がサーミスタ４０１に接続されるように切り替えられ、第２切替部４２０により、常抵抗素子４０３の接続先は電源部２５０側に切り替えられている（図５Ｃ参照）。
【００７２】
コンデンサ４０４の充電が完了すると、ステップＳ６０６では、サーミスタ４０１を介してコンデンサ４０４の放電を行う。このとき、放電を開始してからコンデンサ４０４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７０６）Ｔthを計測する。なお、放電の際には、第１切替部４１０と電圧切替部４４０はコンデンサ４０４がサーミスタ４０１を介して接地されるように夫々の接続先を切り替え、第２切替部４２０は常抵抗素子４０３の接続先をコンパレータ４３１側に切り替えている（図５Ｄを参照）。
【００７３】
コンデンサ４０４の放電が完了すると、ステップＳ６０７では、再度、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３からなる並列回路と、コンデンサ４０４とを含む系（第１の系）の両端に電圧Ｖを印加する。図７の７０７は、これにより、コンデンサ４０４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。なお、このときの第１切替部４１０、電圧切替部４４０及び第２切替部４２０による切り替えはステップＳ６０５及びＳ６０３と同様である。
【００７４】
コンデンサ４０４の充電が完了すると、ステップＳ６０８では、基準抵抗素子４０２を介してコンデンサ４０４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４０４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７０８）Ｔref2を計測する。なお、このときの第１切替部４１０、電圧切替部４４０及び第２切替部４２０による切り替えはステップＳ６０２及びＳ６０４と同様である（図５Ｂ参照）。
【００７５】
コンデンサ４０４の放電が完了すると、ステップＳ６０９では、Ｔref＝（Ｔref1＋Ｔref2）／２を計算する。
【００７６】
更にステップＳ６１０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Ｓ６１１では、計算結果Ｔを温度計測結果として設定する。
【００７７】
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。
【００７８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る電子体温計では、常抵抗素子と切替部を設け、充電の際にはサーミスタまたは基準抵抗素子のいずれかと並列回路を形成し、放電の際にはコンパレータに接続するよう構成した。
【００７９】
この結果、単一入力積分型Ａ／Ｄ変換回路を用いた電子体温計において、充電時間の短縮を低コストで実現することが可能となった。
【００８０】
なお、上記説明では、サーミスタ４０１を介して放電する場合には、サーミスタ４０１及び常抵抗素子４０３を介してコンデンサ４０４を充電し、基準抵抗素子４０２を介して放電する場合には、基準抵抗素子４０２及び常抵抗素子４０３を介してコンデンサ４０４を充電することとしたが、コンデンサ４０４の充電においては、サーミスタ４０１と基準抵抗素子４０２のいずれを用いてもよい。
【００８１】
また、上記説明では、第２切替部４２０を設け、常抵抗素子の接続先を切り替えることとしたが、本発明はこれに限定されず、第２切替部４２０を設けずに、別のポートを介して、常抵抗素子４０３をコンデンサ４０４に接続するように構成してもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサに直列に接続されたサーミスタと、
前記コンデンサに直列に接続された基準抵抗体と、
前記コンデンサに直列に接続され、前記コンデンサに電荷を蓄積する際に、前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかと並列して電圧が印加される抵抗体と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかを介して放電した場合の前記コンデンサの電圧変化を検知し、前記コンデンサが所定電圧以上の電圧を有している間、所定の信号を出力する出力手段と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に、前記サーミスタと前記基準抵抗体のいずれを介して放電するかを切り替える第１切替手段と、
前記出力手段により所定の信号が出力されている時間を計測することで、前記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計測手段と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を前記サーミスタを介して放電した場合の放電時間と、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記基準抵抗体を介して放電した場合の放電時間とを用いて、温度を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする電子体温計。
【請求項２】
前記抵抗体の抵抗値は、前記サーミスタの抵抗値および前記基準抵抗体の抵抗値よりも小さ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】
前記コンデンサへの電圧の印加と、前記コンデンサに蓄積された電荷の放電とを切り替える電圧切替手段を更に備え、
前記第１切替手段は、前記電圧切替手段の接続先を、前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかに切り替え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】
前記抵抗体の接続先を、前記出力手段に切り替えるための第２切替手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の電子体温計。
【請求項５】
前記第２切替手段は、前記コンデンサに蓄積された電荷の放電が行われる場合に、前記抵抗体の接続先を前記出力手段に切り替えることを特徴とする請求項４に記載の電子体温計。
【請求項１】
コンデンサに直列に接続されたサーミスタと、
前記コンデンサに直列に接続された基準抵抗体と、
前記コンデンサに直列に接続され、前記コンデンサに電荷を蓄積する際に、前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかと並列して電圧が印加される抵抗体と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかを介して放電した場合の前記コンデンサの電圧変化を検知し、前記コンデンサが所定電圧以上の電圧を有している間、所定の信号を出力する出力手段と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に、前記サーミスタと前記基準抵抗体のいずれを介して放電するかを切り替える第１切替手段と、
前記出力手段により所定の信号が出力されている時間を計測することで、前記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計測手段と、
前記コンデンサに蓄積された電荷を前記サーミスタを介して放電した場合の放電時間と、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記基準抵抗体を介して放電した場合の放電時間とを用いて、温度を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする電子体温計。
【請求項２】
前記抵抗体の抵抗値は、前記サーミスタの抵抗値および前記基準抵抗体の抵抗値よりも小さ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】
前記コンデンサへの電圧の印加と、前記コンデンサに蓄積された電荷の放電とを切り替える電圧切替手段を更に備え、
前記第１切替手段は、前記電圧切替手段の接続先を、前記サーミスタまたは前記基準抵抗体のいずれかに切り替え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】
前記抵抗体の接続先を、前記出力手段に切り替えるための第２切替手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の電子体温計。
【請求項５】
前記第２切替手段は、前記コンデンサに蓄積された電荷の放電が行われる場合に、前記抵抗体の接続先を前記出力手段に切り替えることを特徴とする請求項４に記載の電子体温計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２３７１４８（Ｐ２０１０−２３７１４８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８７６２４（Ｐ２００９−８７６２４）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
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