耳式体温计以及在耳式体温计中使用的测定装置主体的制作方法

专利名称：耳式体温计以及在耳式体温计中使用的测定装置主体的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及测定测温对象者的体温的温度计，特别是涉及在耳孔中插入测温 部来测量鼓膜的温度的耳式体温计以及在耳式体温计中使用的测定装置主体。
背景技术：
参照图15以及图16说明现有的耳式体温计的有代表的例子。图15是表示现有 的耳式体温计的动作原理的电路方框图，图16是现有的耳式体温计的测温部的纵剖面图。 如图15所示，现有的具有代表性的耳式体温计的探头10使用温差电堆11。一般，温差电堆 通过冷接点和热接点之间的温度差产生电位差(塞贝克(seebeck)效应)。为了将温差电 堆用作温度测定用探头，与热电偶相同需要进行室温(环境温度)补偿。在测温对象者的体温与温差电堆11的冷接点温度相同时，探头10的输出成为零 (零点)。另一方面，在测温对象者的体温比温差电堆11的冷接点温度高时，探头10的输 出非线性地增大。在使用探头10测定体温时，探头10的输出微弱。为此，通过信号放大器13将探 头10的输出增大到可以进行信号处理的等级。通过线性化器Ha使非线性输出线性化。另 一方面，因为热敏电阻12的输出也是非线性，所以通过线性化器14b进行线性化。在环境温度稳定的状态下，热敏电阻12的温度与温差电堆11的冷接点温度相 同。将来自探头10的输出线性化后的信号成为热敏电阻12的温度与测温对象者的体温的 差。因此，通过辐射率修整器15修正将探头10的输出进行线性化后的信号，在通过加法器 16对该修正信号和将热敏电阻12的输出线性化后的信号进行室温补偿或冷接点温度补偿 后，如果通过温度换算器17进行环境温度补偿，则可以求出测温对象的体温。在显示器18 中显示体温。温差电堆，个体之间的灵敏度的偏差大，所以即使为一定的温度差，也会在输出电 压中产生偏差。为此，需要对各个使用温差电堆的探头进行灵敏度调整(校正作业)。温差 电堆的红外线吸收膜(关于红外线吸收膜和热接点成为一体的部分，参照图16的116)吸 收来自测温对象者的红外线从而温度上升，但还从温差电堆的封装对红外线吸收膜辐射红 外线。在通常的使用方法中，可将封装视为与温差电堆的散热器(吸热部)为相同的温度， 当由于外部的原因给予急剧的温度变化时，在封装的头部和温差电堆的散热器之间产生温 度差，探头的输出变得过于不稳定。因此，如图16所示，为了对探头10均勻稳定地施加温差变化，在导热性好的金属 (例如铝)保持器111内设置温差电堆110，并且，作为阻热材料由空气层112和树脂113 包围地设置了盖114。在温差电堆110的前面设置金属管115，减小来自测温对象者的热辐射的影响。为了减小辐射率，对金属管115实施镀金，使其具有导波管的功能。作为冷接点 温度补偿用的传感器，使用半导体、热敏电阻等。但是，热敏电阻由于生产成本低，精度好， 所以被广泛使用。当温差电堆冷接点和热敏电阻的热耦合差时，产生温差，无法进行正确的测量。将 热敏电阻(未图示)安装在与温差电堆110相同的封装内，提高温差电堆冷接点部散热器 和热敏电阻的热耦合度。即使是同一规格的热敏电阻，在B常数(表示通过电阻温度特性， 根据任意的两点的温度求出的电阻值变化的大小的常数)具有偏差。所以在大的环境温度 范围内保持精度是困难的。例如，当通过电子体温计的热敏电阻使人体的测定温度范围为 34 42°时，热敏电阻精度只在8°C的范围内保持精度即可。但是，当把温差电堆的环境温 度范围设为5 40°时，热敏电阻精度必须在35°C (40-5 = 35)的范围内保持精度。在图16所示的探头10的构造中，在环境温度上升过程中在温差电堆110和探头 10的顶端部之间产生温度差，因为测温部的温度变得高于温差电堆110，所以产生正方向 的误差。在环境温度下降过程中，在温差电堆110和传感器顶端部之间产生温度差，测温部 的温度变得低于温差电堆110，产生负方向的误差。为了减少该误差，使用盖114包围温差 电堆110，降低温度变化的影响，但由于与测温对象者的关系，在金属保持器111的大型化 方面存在限制。作为针对环境温度变化的误差对策，计算温差电堆封装内的热敏电阻的每 单位时间的变化率来修正探头输出，减小误差。因此，本申请人在先前的专利申请(参照专利文献1)中，排除短时间的环境温度 变化导致的影响，提出了不会产生由于环境温度变化而导致的误差的耳式体温计。所述专利文献1的耳式体温计具备探头，该探头包含树脂制成的第一阻热部件； 与第一阻热部件的顶端连接的树脂制成的第二高阻热部件；覆盖第一阻热部件以及第二高 阻热部件的保护盖；在第一阻热部件和第二高阻热部件内埋入的热敏电阻细导线；以及在 热敏电阻细导线的顶端折返部分的大体中央位置安装的超高速响应热敏电阻。根据所述专利文献1的发明，热敏电阻保持精度的温度范围，仅是测温对象者的 体温范围即可，不必像现有的使用温差电堆的耳式体温计那样，在整个测定环境温度范围 内保持热敏电阻的测定精度。结果，该专利申请的发明的探头不会受到环境温度的变化 (短时间的变化)的影响。但是，所述专利文献1的耳式体温计，存在难以小型化，耗电量大，电路复杂，因为 需要使用部分高价的部件所以整个成本升高等课题。所述专利文献1的耳式体温计适合于短时间期间中的一次体温测定，但不适合长 时间期间中的连续体温测定。在特殊使用条件下，例如在手术中的被实施者的体温测定 等中，因为在手术前的准备阶段取得了足够的时间，所以在可以忽略某种程度的上升时间 (大约10分钟左右)、可以忽略大的相对温度以及快速的温度变化(最大可以检测到十分 钟rc的温度变化即可)、需要连续地测定温度、环境温度比较稳定等使用条件下，所述专 利文献1的耳式体温计价格高，并不合适。因此，为了得到可以长时间连续测定测温对象者的体温，并且由于便宜可以用完 扔掉的耳式体温计，在而后的专利申请(参照专利文献幻中，本申请人，提出了这样一种耳 式体温计与测定装置主体连接的探头，包含探头主体部、与该探头主体部结合的测温部， 探头主体部被形成为大体L字型圆筒形，一端经由电缆与所述测定装置主体连接，另一端与所述测温部结合，测温部包含与探头主体结合的凸缘部分、从凸缘部分延伸的顶端部分， 在顶端部分的内部中嵌入传感镜(sensor mirror)，传感镜包含在内部具有凹形反射面的 圆筒形保持器、从该圆筒形保持器的后方延伸的连接轴、在圆筒形保持器的前面空间中通 过导线支撑的测温用第一传感器以及修正用第二传感器，以及覆盖圆筒形保持器的前面的 保护盖，支撑第一以及第二传感器的各导线贯穿测温部以及探头主体，与探头电气连接。在所述专利文献2的耳式体温计中，在探头中使用的热敏电阻保持精度的温度范 围仅为测温对象者的体温变化范围即可，不必像现有的使用温差电堆的耳式体温计那样， 在整个测定环境温度范围内保证热敏电阻的测定精度。在比较稳定的环境温度下，可以进 行长时间的连续测定。可以得到测温电路简单，温度校正被简化，探头小型化，批量生产时 容易组装，小型低价的耳式体温计。因此，所述专利文献2的耳式体温计可以用完扔掉，向 测温对象者的耳朵进行安放变得稳定确切，因此，特别对手术中的接受手术者测定体温是 最适合的。但是，在所述专利文献2的耳式体温计中，因为成为在热敏电阻内通过导线支撑 第一以及第二传感器的结构，所以，显然，传感器和导线的焊接作业、在热敏电阻内设置传 感器的作业需要高度的熟练以及需要时间，并不适合批量生产。此外，在为现有的耳式体温计时，存在测定装置本体增大的问题，希望进一步小型 化。专利文献1 特开2006-250883号公报专利文献2 特开2007-111363号公报

发明内容
本发明的目的在于提供一种在所述专利文献2的耳式体温计中，做成可以容易地 将传感器设置在热敏电阻内的结构，而产品的批量生产容易的耳式体温计。此外，本发明的目的在于提供一种对现有的小型化的耳式体温计进一步实现小型 化的微控制器内置的测定装置主体。作为本发明的一个特征的耳式体温计具备与测定装置主体连接的探头，其探头包 含探头主体部和与该探头主体部结合的测温部。探头主体部形成大体L字型的圆筒形，一 端经由探头与测定装置主体连接，另一端与测温部结合。测温部包含与探头主体部结合的 凸缘部分以及从该凸缘部分延伸的顶端部分，在顶端部分的内部嵌入传感镜。传感镜包含 在内部具有凹状反射面的圆筒形保持器、从该圆筒形保持器的后方延伸的连接轴、具有规 定图形的电路导体并且穿过圆筒形保持器的前面空间的柔性印刷电路基板、在该柔性印刷 电路基板的长度方向上留有规定间隔地焊接在该柔性印刷电路基板的电路导体上的测温 用第一传感器以及修正用第二传感器、以及覆盖所述圆筒形保持器的前面的保护盖。柔性 印刷电路基板在测温部内与贯穿探头主体的电缆的一端电气连接。在上述发明的耳式体温计中，可以在传感镜的外周面中间部分的大体相对部位设 置第一突起和第二突起，在柔性印刷电路基板的一端，在分别与第一突起以及第二突起对 应的部位设置第一定位孔以及第二定位孔。此外，在以上发明的耳式体温计中，可以在穿过圆筒形保持器的前面空间的柔性 印刷电路基板的中间部分设置红外线透过孔，在该红外线透过孔的两侧并且在基板的长度方向上配置了第一传感器以及第二传感器。此外，在以上发明的耳式体温计中，可以分别使第一以及第二突起与第一以及第 二定位孔卡合，在传感镜的外周面上沿着长度方向引导柔性印刷电路基板的另一端，使基 板的另一端在测温部内与贯穿探头主体部的电缆的一端电气连接。此外，在上述发明的耳式体温计中，在穿过圆筒形保持器的前面空间的柔性印刷 电路基板的中间部分，可以在该基板的一端设置储热导体。作为本发明的另一特征的耳式体温计的测定装置主体具备公共电压线；作为电 源的内置电池；连接器，其用于连接探头插头，并将公共电压端子连接在所述公共电压线 上；微控制器，其是控制所述探头的温度传感器，并且输入与来自所述温度传感器的测定 温度对应的电阻值输出信号，将其转换为数字温度值然后进行输出的刷新型微控制器，它 具有测试端口、程序写入端口、以及与所述公共电压线连接的公共电压端口，在对所述测试 端口施加了比第一规定电压高的HIGH电压时成为刷新模式，可以从所述写入端口写入程 序，在对所述测试端口施加了比所述第一规定电压低的LOW电压时，成为运行模式；电压稳 压器，其与所述公共电压线连接，输出一定电压的基准电压；以及模式切换电路，其与所所 述公共电压线连接，在公共电压比第二规定电压高时对所述微控制器的测试端口施加所述 HIGH电压，在所述公共电压比所述第二规定电压低时对所述微控制器的测试端口施加所述 LOW电压，并且，对从所述公共电压线向该模式切换电路流动的漏电流进行旁路使其与所述 电压稳压器的输出合流，所述连接器具有所述公共电压端子、与所述内置电池连接的电池 电源端子、与所述微控制器的写入端口连接的程序写入端子、以及用于输入与来自所述探 头的温度传感器的测定温度对应的电阻值输出信号的传感器连接端子。在上述发明的耳式体温计的测定装置主体中，所述模式切换电路由以下部分构 成PNP型晶体管，其在所述公共电压线上连接了发射极，在所述测定端口上连接了集电 极，在所述公共电压线上经由偏置电阻连接了基极；第一电阻，其被插入在所述集电极和大 地之间，在该晶体管为导通状态时，使该集电极的电压为所述HIGH电压；第二电阻，其被插 入在所述晶体管的基极和所述稳压器的输出之间。此外，在上述发明的耳式体温计的测定装置主体中，使所述模式切换电路成为在 公共电压线和大地之间串联连接两个电阻，在所述两个电阻的连接中点上连接作为比较器 工作的运算放大器的+输入端子，经由另一电阻将所述运算放大器的-端子与稳压器的输 出线连接，将所述运算放大器的输出端子与微控制器测试端口连接的结构，并将其做成为 在对所述运算放大器的+端子施加的电压是高于对所述公共电压线施加的电池电压和程 序写入电压的中间电压的电压时，使所述运算放大器导通，将所述公共电压线的公共电压 作为HIGH电压输出给所述测试端口，在为低于所述中间电压的电压时，使所述运算放大器 翻转成为不导通状态。此外，在上述发明的耳式体温计的测定装置主体中，使所述模式切换电路成为在 所述公共电压线和大地之间设置CMOS反相器，经由电阻将所述CMOS反相器的开关端子和 稳压器的输出之间连接，将CMOS反相器的输出与所述测试端口连接的结构，将所述CMOS反 相器做成为在对所述开关端子施加的电压为高于对所述公共电压线施加的电池电压和程 序写入电压的中间电压的电压时，将所述公共电压线的公共电压作为HIGH电压输出给所 述测试端口，在为比所述中间电压低的电压时，将通过所述电阻降压后的所述稳压器的输出电压作为LOW电压输出给所述测试端口。并且，在上述发明的耳式体温计的测定装置主体中，所述连接器，通过连接探头侧 连接器，经由该探头侧连接器的被短路的两个端子连接所述电池电源端子和公共电压端 子，通过连接程序写入装置侧连接器，在该程序写入侧连接器的所述第二规定电压的电压 端子上连接所述公共电压端子。根据本发明的耳式体温计，在探头中使用的传感器(热敏电阻)保持精度的温度 范围仅为测温对象者的体温变化范围即可，不必像现有的使用温差电堆的耳式体温计那 样，在整个测定环境温度范围内保证热敏电阻的测定精度。在比较稳定的环境温度下，可以 进行长时间的连续测定。因为可以预先将传感器焊接在柔性印刷电路基板的电路导体上， 所以可以简化组装作业，适于批量生产。并且，得到测温电路简单，温度校正被简化，探头小 型化，小型低价的耳式体温计。因此，基于本发明的耳式体温计就可以用完扔掉，向测温对 象者的耳朵进行安放变得稳定确切，特别是最适合于对手术中的接受手术者测定体温。此外，根据本发明的耳式体温计的测定装置主体，不是通过微控制器侧的模式切 换开关来进行针对测定装置主体中内置的微控制器的程序写入模式(刷新模式)和执行写 入的程序的运行模式的切换，而是如果对微控制器的测试端口施加的电压为HIGH，则成为 刷新模式，如果为LOW则成为运行模式。因此，根据本发明，只要准备使针对微控制器的测 试端口的施加电压为HIGH电压的程序写入装置，通过将该程序写入装置与该测定装置主 体得连接器连接，就可使微控制器一侧自动转移到刷新模式。因此，根据本发明的耳式体温 计的测定装置，微控制器不需要模式切换开关，可以简化电路结构，使内置它的装置主体进 一步小型化。此外，根据本发明的耳式体温计的测定装置主体，在模式切换电路中使用晶体管， 在公共电压线和集电极之间设置在该晶体管为导通状态时使该集电极的电压成为HIGH电 压的第一电阻，在晶体管的基极和稳压器的输出之间插入第二电阻，在晶体管截止时，从公 共电压线经由第一、第二电阻向稳压器的输出侧流动漏电流，与稳压器的输出电流合流，由 此，在运行模式时可以将稳压器自身的输入电流削减所述漏电流的量，结果，即便插入了模 式切换电路，耗电量也几乎没有变化，可以抑制装置主体的耗电，可长时间维持电池的电 力。此外，根据本发明的耳式体温计的测定装置主体，在模式切换电路中使用运算放 大器，在使公共电压为高电压使运算放大器翻转导通时，将该公共电压作为HIGH电压，输 出给微控制器的测试端口，在使公共电压为电池电压的低电压使运算放大器再次翻转时， 成为不导通的状态，将运算放大器的输出电压作为LOW电压输出给微控制器的测试端口， 由此，在作为通常的工作状态的微控制器的运行模式时，不在模式切换电路中流过电池电 流，结果，即便插入模式切换电路，耗电量也几乎没有变化，可以抑制测定装置主体的耗电 量，可以长时间维持电池的电力。此外，根据本发明的耳式体温计的测定装置主体，在模式切换电路中使用CMOS反 相器，在CMOS反相器为输出公共电压的工作状态时，将该公共电压作为HIGH电压，输出给 微控制器的测试端口，CMOS反相器进行翻转，将稳压器的电压作为LOW电压输出给微控制 器的测试端口，由此，在作为通常的工作状态的微控制器的运行模式时，不在模式切换电路 中流过电池电流，结果，即便插入模式切换电路，耗电量也几乎没有变化，可以抑制测定装置主体的耗电量，可以长时间维持电池的电力。并且，根据本发明的耳式体温计的测定装置主体，可以通过在连接器上连接探头 侧连接器，经由探头侧连接器的被短路的两个端子连接电池电源端子和公共电压端子，通 过在相同的连接器上连接程序写入装置侧连接器，在该程序写入侧连接器的第二规定电压 的电压端子上连接公共电压端子，可以通过在该连接器上连接探头侧连接器或者连接程序 写入装置侧连接器，对公共电压线施加电池电压来做成通常的运行模式，或者在公共电压 线上施加程序写入电压来做成程序写入模式，可以使操作者不会意识到模式切换地进行微 控制器的模式切换。


图1是本发明的一个实施方式的耳式体温计的方框图。图2是上述实施方式的耳式体温计的电路方框图。图3是构成上述实施方式的耳式体温计的探头的一部分的侧剖图。图4是上述实施方式的耳式体温计中的传感镜的纵剖面。图5是上述实施方式的耳式体温计中的构成传感镜的柔性印刷电路基板的平面 图。图6是从图4的VI-VI线看去的传感镜的正面图。图7是从图6的箭头VII方向看去的传感镜的立体图。图8是从图6的箭头VIII方向看去的传感镜的立体图。图9是上述实施方式的耳式体温计中的电阻值输出电路的部分电路图。图10是上述实施方式的耳式体温计中的测定装置主体内的MCU模式切换功能部 的电路方框图。图11是上述实施方式的耳式体温计中的测定装置和探头的连接器连接的说明 图。图12是上述实施方式的耳式体温计中的测定装置主体和程序写入装置的连接器 连接的说明图。图13是本发明第二实施方式的测定装置主体中的包含模式切换电路部分的模式 切换功能部的电路方框图。图14是本发明第三实施方式的测定装置主体中的包含模式切换电路部分的模式 切换功能部的电路方框图。图15是表示现有例子的耳式体温计的工作原理的方框图。图16是现有例子的耳式体温计的测温部的纵剖面图。
具体实施例方式图1表示本发明的一个实施方式的耳式体温计的设备结构，图2表示电路结构。如 图1所示，本实施方式的耳式体温计1由插入到被测定者的耳孔中，将鼓膜的温度作为测定 到的电阻值进行输出的探头2、发送该探头2的测定信号，此外，向探头2供给电源的电缆 3、公型连接器4、进行温度测定运算处理以外的控制的测定装置主体5、与该测定装置主体 5连接的电缆6、与该电缆6的顶端连接的母型连接器7构成。与测定装置主体5的电缆6连接的母型连接器7与显示测定温度的监视器8连接。如图2所示，测定装置主体5的主要构成要素包括对与探头2的测定温度对应的 电阻值进行AD转换的AD转换器51、对探头2的温度测定信号进行放大的差动放大器52、 进行数字运算处理的控制信号处理电路53、将控制信号处理电路53求出的测定温度数字 信号再次转换为监视器8 —侧的温度对应模拟电阻值的电阻值输出电路M、开关组55 (开 关S1、S2、S3)、开关线组56 (SLl、SL2、SL3)、电阻组57 (Rl、R2、R3、R4)、电缆6、母型连接器 7。探头2在使用时经由电缆3以及公型连接器4与测定装置主体5的连接器501 (参 照图11、图1 连接。探头2具备后述的测温用第一传感器25以及修正用第二传感器沈。 传感器25、26由热敏电阻构成。电阻R3、R4在图2中设置在探头2内，但也可以将它们设 置在测定装置主体5中。公型连接器4优选常用的卡缘(card edge)连接器。在该卡中记 录校正值等专用信息。经由电阻R3以及R4将探头2的测温用第一传感器25以及修正用第二传感器沈 的检测信号输入给AD转换器51，然后经由开关S2以及S3输入到差动放大器52。AD转换器51与控制信号处理电路53以及差动放大器52连接，控制信号处理电路 53与电阻值输出电路M连接。从控制信号处理电路53输出数字信号，从电阻值输出电路 M输出模拟信号。控制信号处理电路53经由开关组线组56与开关组55连接。开关组55 与差动放大器52连接。为了能够容易地检测来自第一传感器25以及第二传感器沈的微小温度差信号， 优选使AD转换器51具有高精度高分辨力。电阻R1、R2、R3、R4是高精度电阻。Vref是AD 转换器51的基准电压，是AD转换值的满刻度值。如图3 图8所示，本实施方式的探头2包含探头主体部21、与探头主体部21连 接的测温部22、沿着探头主体部21的外侧设置的调整板23。探头主体部21形成为由长边 部分211和弯曲短边部分212形成的弯曲成大体L字型的圆筒形。长边部分211从测定对 象者9的耳孔9a的下方沿着脸的颞部延伸，弯曲短边部分212与测温部22的后述的凸缘 部分221结合。该大体L字型形状使测温部22的顶端部分222在测温对象者9的耳孔9a 内朝向鼓膜一侧，并且在安放时使探头主体部21不从耳廓脱离或者不在耳廓上旋转。电缆 3从探头主体部21的下端延伸，与安装了后述的第一传感器25以及第二传感器沈的柔性 印刷电路基板246与公型连接器4电气连接。为了在将探头2安放到测温对象者9的耳孔 9a中或者从耳孔9a中取出探头2时容易操作，设置有调整板23。测温部22包含与探头主体部21的弯曲短边部分212结合的凸缘部分221、从凸缘 部分延伸的顶端部分222。以关闭耳孔9a的方式形成凸缘部分221，此外，与外耳道的复杂 形状相吻合地形成顶端部分222。构成探头2的探头主体部21、测温部22、调整板23、传感镜M由阻热材料制成。 考虑到测温对象者9的体质，优选使用弹性材料或硅橡胶覆盖测温部22。如上所述，本实施方式的耳式体温计1的探头2包含探头主体部21、测温部22、调 整板23。测温部22包含凸缘部分221、顶端部分222。如图3所示，在测温部22的顶端部 分222的内部嵌入传感镜M。传感镜M例如可以是图3所示的平行光聚光型传感镜或图 4所示的点光源聚光型传感镜的任意一种。平行光聚光型传感镜向传感器会聚圆筒形保持器前面的平行光。点光源聚光型传感镜会聚来自鼓膜假设位置的点光源。为了使各个传感 器25、26的组装作业变得容易，使传感镜M与测温部22为单独的部件。由绝缘型材料制成传感镜(点光源聚光型传感镜)，如图4所示，包含在内部具有 凹形反射面Ml的比较长的圆筒形保持器对2、从保持器M2的后方延伸的连接轴M5、在 保持器242的前面穿过的后述的柔性印刷电路基板M6、与安装在基板246上的后述的测温 用第一传感器25以及修正用第二传感器沈、覆盖保持器前面的保护盖27。使传感镜M的反射面241优选保持材料的镜面精加工，或者进一步在上面粘接金 属(例如铝)箔，或者进行镀镍。保护盖27可以是抑制辐射能损失，保护传感器25、26的 材料。例如，优选厚度为0.015mm的聚乙烯薄板。将保护盖27按入到传感镜M的圆筒形 保持器M2以及连接轴245的外周面和测温部22的顶端部分222的孔内周面之间，来对其 进行固定。如图5所示，柔性印刷电路基板246是柔性绝缘材料(例如聚乙烯等)形成的细 长薄板，在其表面上印刷电路导体M6d以及储热导体M6e，并且红外线透过孔M6c、第一 定位孔M6a、第二定位孔M6b穿透该细长薄板。将在后面对它们的作用进行叙述。如图4、图6 图8所示，在传感镜M的圆筒形保持器M2的外周面中间部分的 大体相向部位，设置第一突起对加以及第二突起M2b。如图5所示，在柔性印刷电路基板 246的一端，在分别与第一突起对加以及第二突起M2b对应的位置设置第一定位孔
以及第二定位孔M6b。第一突起Mh以及第二突起M2b分别与第一定位孔以及第 二定位孔M6b卡合。如此，可以简单地将柔性印刷电路基板M6的一端穿过传感镜M的 圆筒形保持器对2的前面空间。在传感镜M的圆筒形保持器242的外周面上，沿着长度方向弓丨导柔性印刷电路基 板246的另一端，使基板246的另一端与在探头主体部21的顶端埋入的连接基板213连接。 如图3所示，安装有各个传感器25、26的柔性印刷电路基板的另一端经由连接基板213与 电缆3的顶端连接。如此，柔性印刷电路基板246在测温部22内与贯穿探头主体部21内 部的电缆3电气连接。如图4、图6 图8所示，柔性印刷电路基板M6的一端穿过圆筒形保持器M2的 前面空间。如图5所示，在与穿过圆筒形保持器对2的前面空间的预定部位相当的柔性印 刷电路基板246的中间部分设置红外线透过孔M6c。在该红外线透过孔M6c的两侧，并 且沿基板M6的长度方向配置第一传感器25以及第二传感器26。柔性印刷电路基板246 在穿过圆筒形保持器242的前面空间之前，将传感器25 J6焊接在基板M6的电路导体上 M6d。如果这样，在传感镜M上安装传感器25 J6变得容易，不需要高超的技术，可以批量 生产测温部22。来自测温对象者9的红外线通过基板246的红外线透过孔M6c，被传感镜 24的反射面241反射到达传感器25、26。此外，如图5所示，优选在与穿过圆筒形保持器M2的前面空间的预定部位相当 的柔性印刷电路基板246的中间部分，在该基板246的一端设置储热导体M6e。储热导体 246e吸收到达基板M6的红外线，防止对于传感器25、26的二次热影响。作为读数试验的结果，可知探头2的读数由于外界温度而受到影响。因此，除了测 温用传感器(第一传感器2 之外，还设置另一传感器(第二传感器26)，来修正外界温度 的影响。
对于第一传感器25以及第二传感器沈，使用具备小热容量、高热敏性、高红外线 反应温度上升率等特性的热敏元件。作为试验的结果，确认了在穿过传感镜M的圆筒形保持器242的前面空间的柔性 印刷电路基板246上，呈现聚光点成为最高的温度分布。因此，如图4所示，将测温用第一 传感器25设置在传感镜M的反射面241的大体聚光点处。外界温度修正用第二传感器沈 配置在离开聚光点的位置上。传感器25 J6在同一基板上，所以几乎同时升温，修正变得更 简单。在第一传感器25上涂布辐射率高(容易吸收红外线并放热)，容易释放由于红外线 而产生的热量的树脂(例如，黑色硬化型的环氧)。在第二传感器沈上涂布难以吸收红外 线的树脂(例如，二液硬化型环氧树脂)。同时对第一传感器25以及第二传感器沈进行温度校正。在该温度校正中使用图 2所示的测定装置主体5，来测定测温对象者9的体温。首先，将探头连接器4与测定装置 主体5连接，将温度插头7与监视器8连接。a)偏移校正接通开关组55的开关Si，断开开关S2以及开关S3。执行AD转换，求出偏移值。 因为电阻R1、R2已知，所以AD输入值是已知。AD转换值和AD输入值的差是差动放大器52 以及AD转换器51的偏移误差。偏移校正时的AD转换器输入Vl成为R2/(R1+R2) XVref0 在高精度AD转换器的情况下，因为对于每次测定都要执行校正，所以可以忽略AD转换器的 偏移误差。因此，偏移误差实质上是由差动放大器52引起的。b)第一传感器25的测定接通开关S2，关断开关Sl以及S3。执行AD转换，求出AD转换值。第一传感器25 测定时的AD转换输入V2成为R3/(R3+RThl) X Vref。其中，RThl是任意温度下的第一传感 器25的电阻值。c)第二传感器沈的测定接通开关S3，关断开关Sl以及S2。执行AD转换，求出AD转换值。第二传感器沈 测定时的AD转换输入V3成为R4/(R4+RTh2) X Vref。其中，RTh2是任意温度下的第二传感 器沈的电阻值。d)第一传感器25和第二传感器沈的AD转换值差从第一传感器25的AD转换值中减去通过偏移校正求出的偏移值。根据该值和第 一传感器25和第二传感器沈的AD转换值的差的关系，求出要测定的目标点的温度。将测定到的温度数据从作为MCU(微控制器)的控制信号处理电路53，作为数字 信号输出。此外，从电阻值输出电路M输出模拟信号。模拟信号是为了在传感器(热敏电 阻)输入的监视器8中，能够显示温度。通过控制信号处理电路53，将测定到的温度对应电阻值的模拟信号转换成表示温 度值的数字信号，然后输出给电阻值输出电路M。电阻值输出电路M是图9所示的结构， 是11比特模拟数字转换电路，在将温度值的数字信号转换为模拟信号后进行输出。即，当 从控制信号处理电路53的端口 PO PlO输出了 11位的接通/断开的数字信号时，与其对 应的位数比特的模拟开关ANO ANll通过I(HIGH)打开(OFF)，通过0 (Low)闭合(ON)。结 果，将模拟开关ANi打开的比特的电阻Ri的串联合成电阻值转换为与温度值的数字信号对 应的电阻值Rout。在该电阻值输出电路M的AB端子之间施加了 Vcc的1/2的1. 5Vcc的偏置电压，作为结果，在AB端子之间输出与电阻值Rout对应的电流lout ( = Vcc/2Rout) 0 监视器8将该电流lout作为在热敏电阻中流过的电流，求出与其对应的电阻值，并且通过 电阻值/温度转换显示温度。测定装置主体5以长时间连续测定测定对象温度为目的，其操作顺序为(1)校正、 (2)第一传感器25的测定、(3)第二传感器沈的测定、(4)测定温度计算、(5)温度数据输 出。连续地重复所述操作顺序(1) (5)。由此，根据本实施方式的耳式体温计，在探头中使用的传感器(热敏电阻)保证精 度的温度范围仅是测温对象者的体温变化范围即可，不必像现有的使用温差电堆的耳式体 温计那样，在整个测定环境温度范围内保持热敏电阻的测定精度，能够在比较稳定的环境 温度下进行长时间的连续测定。此外，因为可以预先将传感器焊接在柔性印刷电路基板的 电路导体上，所以组装作业简化成为适合于批量生产的结构。并且，可以实现温度电路简单 化，温度校正简略化，探头小型化，小型并且低价的耳式体温计。然后，使用图10 图12，说明针对微控制器MCU的模式切换电路500，微控制器 MCU为内置在测定装置主体5中的控制信号处理电路53。如图10所示，在微控制器MCU中准备了多个输入输出端口，在此，仅表示与针对内 置的闪速存储器FLM的程序写入(包含新写入、覆盖)有关的端口。MCU具备测试端口 531、 公共电压输入端口 532、验证信号端口 533、程序写入端口 534、温度信号输入端口 535，内置 有中央运算处理装置CPU、闪速存储器FLM。对于该MUC，在外部具备模式切换电路500。模式切换电路500从公共电压线输入 公共电压Vcc，设置有在该公共电压Vcc比规定电压4V高时导通，在低时变为不导通的晶体 管QR、基极偏压电阻R5 R7。晶体管QR的集电极一端与MCU的测试端子531连接，同时 经由电阻R8与大地GND连接。模式切换电路500的偏置电阻R5将公共电压线Vcc作为输入，与对AD转换器51 输出恒定的电压的Vref的稳压器58的输出线连接，使该偏置电阻R5中流过的电流与稳压 器58的输出电流相吻合。对于AD转换器51，参照上面的图2进行说明，把作为温度探头2 的温度检测信号的电阻值模拟信号转换为数字信号，然后输入给微控制器MCU的温度信号 端口 535。AD转换器53用的基准电压Vref为2. 2V。从稳压器51对AD转换器53施加该电 压Vref = 2. 2V。此外，还对公共电压线Vcc施加5V。电阻R8 = 30K Ω，电阻R6 =电阻R7 =100Κ Ω，电阻R5 = 90 卯ΚΩ。由此，晶体管QR是通过比4V的Vcc高的电压而接通 (导通)，通过比4V低的电压而断开(不导通)的设定。即，如果公共电压线的电压Vcc为 5V,则对微控制器MCU的测试端子531施加HIGH电压，使该MCU转移到程序写入模式。另 一方面，如果公共电压线的电压Vcc为3V，则对微控制器MCU的测试端子531施加LOW电 压，使该MCU成为通常的运行模式。如图11、图12所示，在测定装置主体5的连接器501上设置有与测温探头2的公 型连接器4的接地端子GND、热敏电阻信号端子TH1、TH2连接的端子GND、TH1、TH2 ；与内置 电池502连接的电池电源端子B、与主体内部的公共电压线Vcc连接，此外与程序写入装置 的程序写入装置侧连接器4’的公共电压线端子VC连接的公共电压端子VC;输入来自写入 装置侧连接器4’的写入数据的程序写入端子PG ；输出验证信号的验证信号端子VF。
此外，如图11所示，在测温探头2侧的公型连接器4中，与主体侧连接器501的电 池电源端子BT和公共电压端子VC连接的端子VA、VB之间短路。由此，在将公型连接器4 插入到主体侧连接器501中进行了连接时，对测定装置主体5内的公共电压线Vcc施加电 池电压(通常时大约3V)，该测定装置主体5启动，可以作为耳式体温计1使用。另一方面，如图12所示，向微控制器MCU写入初始程序，为了通过固件的版本升级 等向MCU的闪速存储器FLM写入程序，准备了程序写入装置，当把该写入装置一侧的连接器 4’插入到主体侧连接器501中进行了连接时，将装置侧的高电压5V的公共电压Vcc的公共 电压端子VC、程序写入端子PG、验证信号端子VF、接地端子G分别与主体侧连接器501的 对应的公共电压端子VC、程序写入端子PG、验证信号端子VF、接地端子G连接。结果，从程 序写入装置一侧经由公共电压端子VC，对公共电压线Vcc施加MCU的程序写入所需要的5V 的高电压。然后，说明模式切断电路500和微控制器MCU的模式切换动作。(程序写入模式)在需要向MCU的闪速存储器FLM中写入用于使本实施方式的耳式体温计工作的程 序，或者在需要更新相同的程序时，如图12所示准备程序写入装置，将该程序写入装置侧 连接器4’与主体侧连接器501连接。由此，将程序写入装置侧连接器4’的高电压5V的公 共电压端子VC、程序写入端子PG、验证信号端子VF、接地端子G，分别与主体侧连接器501 的对应的公共电压端子VC、程序写入端子PG、验证信号端子VF、接地端子G连接。结果，从 程序写入装置一侧经由公共电压端子VC，对公共电压线Vcc施加MCU的程序写入所需要的 5V的高电压。由此，通过以下的动作，MCU转移到程序写入模式，即转移到刷新模式。当通过连接程序写入装置，公共电压线的电压Vcc成为5V的高电压时，晶体管QR 成为导通状态，TEST端子531的电压也成为HIGH。由此，MCU转移到刷新模式，CPU在闪速 存储器FLM中写入来自程序写入端口 534的数据。然后，从验证信号端口 533向程序写入 装置一侧输出验证信号。(运行模式)在程序的写入或更新完成后取下程序写入装置，在主体侧连接器501上如图11所 示连接了测温探头2的公型连接器4时，按照以下的顺序微控制器MCU转移到运行模式，进 入到测温动作。当把测温探头2 —侧的公型连接器4与装置主体侧连接器501连接时，经由该公 型连接器4 一侧的端子VA、VB连接了测定装置主体5 —侧的连接器501的电池电源端子BT 和公共电压端子VC，对测定装置主体5内的公共电压线Vcc施加电池电压(通常时3V)，模 式切换电路500通过以下的顺序使晶体管QR成为不导通状态，使微控制器MCU的测试端子 531的施加电压成为LOW，将该MCU切换为作为通常动作状态的运行模式，启动测定装置主 体5使之可以作为耳式体温计1使用。当施加来自电池502的公共电压Vcc = 3V时，该公共电压Vcc和作为稳压器58 的输出电压的基准电压Vref = 2. 2V的电压差为0. 8V。因为晶体管QR的发射极基极间开 路电压成为-0. 28V,晶体管QR的基极的导通电压为-0. 6V，所以此时晶体管QR成为断开， TEST端口 531的电压成为LOW = 0V。由此，判断为MCU为运行模式，转移到执行在闪速存 储器FLM中写入的程序的运行模式。
在该运行模式时，在电阻R8中流过的电流大约为6 μ A，是极小的电流。并且，因为 在电阻R8中流过的电流与来自稳压器58的电流合流后被提供给AD转换器53，所以从公共 电压线Vcc对该稳压器58供给的电流减小与该电阻R8中流过的电流相同的量。结果，根 据本实施方式的模式切换电路500，通过增设该电路而增加的消耗电流实质上几乎为0。由此，通过增设本实施方式的模式切换电路500，不需要通常为了切换MCU的模式 所需要的模式切换开关，具有可以简化电路结构抑制成本的增加，并且还可以抑制电路面 积的增加，并且不会妨碍测定装置主体5的小型化的优点。此外，上述实施方式的电阻值和晶体管的特性值仅是例子，并不是限定为那样数 值的电阻和晶体管，可以根据装置的用途、大小、规模等规格进行适当的变更。此外，关于模式切换电路500，还可以采用使用了图13所示的运算放大器OP的模 式切换电路(第二实施方式)，或者还可以采用使用了图14所示的CMOS反相器CM的模式 切换电路(第三实施方式)。图13所示的模式切换电路500A是如下的结构。在公共电压线Vcc和接地GND之 间串联连接电阻R6A、R7A，在该电阻R6A、R7A的连接中点上连接有作为比较器进行工作的 运算放大器0P2的+输入端子。然后，运算放大器0P2的-端子经由电阻R5A与稳压器58 的输出线连接。运算放大器0P2的输出与微控制器MCU的测试端子531连接，对该测试端子 531切换输出HIGH、L0W的电压。在该模式切换电路500A中，稳压器58的输出电压Vref = 2. 2V，运算放大器0P2的设定为通过来自程序写入装置一侧的高电压5V和来自内置电池 502的低电压3V(通常电压)之间的4V，进行开关。因此，连接程序写入装置，如果成为公 共电压Vcc = 5V，则运算放大器0P2翻转，把通过电阻R6A对该公共电压Vcc降压后的Vth 原样不变地作为HIGH电压输出给MCU的测试端子531，使MCU转移到程序写入模式。相反， 连接测温探头2的连接器4，如果公共电压Vcc成为电池502的电压3V，则运算放大器0P2 再次进行翻转，把通过电阻R5A对稳压器58的输出Vref进行降压后的电压作为LOW电压 输出给MCU的测试端口 531，使MCU转移到通常动作模式，即运行模式。此外，MCU的模式切 换动作与上述的第一实施方式相同。在本实施方式时，将电阻R6A、R7A连接在运算放大器OP的+侧，所以可以进行极 高阻抗的输入。因此，可以在该电阻R6A、R7A中采用高电阻值的元件，由此，与第一实施方 式相同，在运算放大器0P2不进行翻转动作的状态下，几乎不从公共电压线向大地流入电 流，所以可以抑制电池的消耗。图14所示的切换电路500是以下的结构。在公共电压线Vcc和大地GND之间设 置CMOS反相器U1，经由电阻R5B连接其开关端子和稳压器58的输出之间，此外经由电阻 R6B连接开关端子和大地GND之间。CMOS反相器Ul在电流检测电压的1/2用输入对输出 进行反相，所以将电阻R5B、R6B设定成对开关端子输入从作为稳压器58的输出的基准电 压Vref = 2. 2V降压到2V的电压，由此，在公共电压Vcc高于4V时，将公共电压Vcc作为 HIGH输出给微控制器MCU的测试端子531，在公共电压Vcc低于4V时进行翻转，将LOW电 压输出给MCU的测试端子531。在该模式切换电路500B中，连接程序写入装置，如果公共电压Vcc成为5V，则 COMS反相器Ul翻转，将该公共电压Vcc原样不变地作为HIGH电压输出给MCU的测试端子 531，使MCU转移到程序写入模式。相反，连接测温探头2的连接器4，如果公共电压Vcc成为电池502的电压3V，则CMOS反相器Ul再次翻转，对MCU的测试端子531输出LOW = 0的 电压，使MCU转移到通常动作模式，即运行模式。此外，MCU的模式切换动作与上述的第一 实施方式相同。在本实施方式时，可以对电阻R6B采用高电阻值的元件，由此，与第一实施方式相 同，在CMOS反相器Ul不进行翻转动作的状态下，几乎不从公共电压线向大地流过电流，所 以可以抑制电池的消耗。本发明的耳式体温计不仅适合于人，还可用于动物。
权利要求
1.一种耳式体温计的测定装置主体，其特征在于， 具备公共电压线； 作为电源的内置电池；连接器，其用于连接探头插头，并将公共电压端子连接到所述公共电压线上； 微控制器，其是控制所述探头的温度传感器，并且输入与来自所述温度传感器的测定 温度对应的电阻值输出信号，将其转换为数字温度值然后进行输出的刷新型微控制器，它 具有测试端口、程序写入端口、以及与所述公共电压线连接的公共电压端口，在对所述测试 端口施加了比第一规定电压高的HIGH电压时成为刷新模式，可以从所述写入端口写入程 序，在对所述测试端口施加了比所述第一规定电压低的LOW电压时，成为运行模式； 电压稳压器，其输入侧与所述公共电压线连接，输出恒定电压的基准电压；以及 模式切换电路，其与所述公共电压线连接，在公共电压比第二规定电压高时对所述微 控制器的测试端口施加所述HIGH电压，在所述公共电压比所述第二规定电压低时对所述 微控制器的测试端口施加所述LOW电压，并且，对从所述公共电压线向该模式切换电路流 动的漏电流进行旁路使其与所述电压稳压器的输出合流，所述连接器具有所述公共电压端子，并且具有与所述内置电池连接的电池电源端子、 与所述微控制器的写入端口连接的程序写入端子、以及用于输入与来自所述探头的温度传 感器的测定温度对应的电阻值输出信号的传感器连接端子。
2.根据权利要求1所述的耳式体温计的测定装置主体，其特征在于， 所述模式切换电路由以下部分构成PNP型晶体管，其在所述公共电压线上连接了发射极，在所述测定端口上连接了集电 极，在所述公共电压线上经由偏置电阻连接了基极；第一电阻，其被插入在所述集电极和大地之间，在该晶体管为导通状态时，将该集电极 的电压作为所述HIGH电压；第二电阻，其被插入在了所述晶体管的基极和所述稳压器的输出之间。
3.根据权利要求1所述的耳式体温计的测定装置主体，其特征在于，所述模式切换电路在公共电压线和大地之间串联连接两个电阻，在所述两个电阻的连 接中点上连接作为比较器进行工作的运算放大器的+输入端子，经由另一电阻将所述运算 放大器的-端子与稳压器的输出线连接，将所述运算放大器的输出端子与微控制器测试端 口连接，在对所述运算放大器的+端子施加的电压是高于对所述公共电压线施加的电池电压 和程序写入电压的中间电压的电压时，使所述运算放大器导通，将所述公共电压线的公共 电压作为HIGH电压输出给所述测试端口，在为低于所述中间电压的电压时，使所述运算放 大器翻转成为不导通状态。
4.根据权利要求1所述的耳式体温计的测定装置主体，其特征在于，所述模式切换电路，在所述公共电压线和大地之间设置CMOS反相器，经由电阻连接所 述CMOS反相器的开关端子和稳压器的输出之间，将所述CMOS反相器的输出与所述测试端 口连接，使所述CMOS反相器成为在对所述开关端子施加的电压为高于对所述公共电压线施加的电池电压和程序写入电压的中间电压的电压时，将所述公共电压线的公共电压作为 HIGH电压输出给所述测试端口，在为比所述中间电压低的电压时，将通过所述电阻降压后 的所述稳压器的输出电压作为LOW电压输出给所述测试端口。
5.根据权利要求1 4中的任意一项所述的耳式体温计的测定装置主体，其特征在于， 所述连接器，通过连接探头侧连接器，经由该探头侧连接器的被短路的两个端子连接 所述电池电源端子和公共电压端子，通过连接程序写入装置侧连接器，在该程序写入侧连 接器的所述第二规定电压的电压端子上连接所述公共电压端子。
全文摘要
本发明的目的在于实现一种做成容易地在传感镜内设置传感器构造，适于批量生产的耳式体温计，其特征在于，探头包含探头主体部和与探头主体部结合的测温部，测温部包含与探头主体部结合的凸缘部分、从凸缘部分延伸的顶端部分，在顶端部分的内部嵌入传感镜，该传感镜包含在内部具有凹状反射面的圆筒形保持器；从圆筒形保持器的后方延伸的连接轴；具有规定图形的电路导体并且穿过圆筒形保持器的前面空间的柔性印刷电路基板；在基板的长度方向上留有规定间隔地焊接在该基板的电路导体上的测温用第一传感器以及修正用第二传感器；以及覆盖圆筒形保持器的前面的保护盖，而且，基板在测温部内与贯穿探头主体部的电缆电气连接。
文档编号A61B5/01GK102058398SQ20111003141
公开日2011年5月18日 申请日期2008年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者田中秀树 申请人:生命回声株式会社