专利名称：具有照明显示和非可听报警器的数字体温表的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字体温表，更特殊地涉及具有指示已达到稳定峰值温度的背照明显示和非可听报警器的数字体温表。
传统的水银体温表已大量地由具LCD显示和报警器的数字体温表所替代。它们比之水银体温表具有更多的优点，包括易于使用、使用安全、保护生态和更快的温度读数。水银体温表有一个孔，被加热的水银在该孔内行进，该孔具有一个避免水银柱由峰值回落的结构，由此，保持所达到的最大值。使用前，摇晃水银体温表，使水银回落到孔内。一般的操作过程是把水银体温表放在病人舌下，三分钟后读取读数。数字体温表响应得更快，且在大约一分钟内提供温度读数。数字体温表典型地实行一种确定温度读数在预定的时间内(通常为12秒钟)保持稳定的(一般在0.1°F)算法，当稳定的温度已经确定，数字体温表将使报警装置发出声音，提醒使用者温度已确定。通常，体温表放在夜间值班桌上，并对所监视的病人定期地测量。商业上可供的数字体温表或者是夜间可读数的但消耗大量能源的LED显示器，或者是在没有任何光线的情况看不见的LCD显示器。当夜间使用LCD体温表时，必须打开床边的照明光源。必须打开室内光源和由体温表发出的劈拍声都会不希望地有中断病人和其它人睡眠的可能性。
本发明的一个目的在于提供一种具有背照明LCD显示的数字体温表。
本发明另一个目的在于提供一种在已达到稳定的温度时使用对使用者非可听报警的具有背照明的LCD显示的数字体温表。
本发明再一个目的在于提供一种具有背照明的LCD显示的数字体温表，其中用背光照明以提醒达到稳定的温度。
本发明又一个目的在于提供一种具有可听的和非可听的两种指示已达到稳定的温度的报警模式的数字体温表，这两种可变模式是使用者可选的。
本发明再一个目的是在于提供一种用一个开关能在不同指示器模式间选择的多模式数字体温表。
本发明还有一个目的在于提供一种具有背照明显示和光检测器的数字体温表，所述的光检测器能检测环境光线并在环境光较低时能自动地开启背照明。
按照本发明的一种形式，数字体温表装有由微控制器控制的背照明LCD显示。微控制器计算温度，驱动LCD和在达到稳定的温度时启动背照明。背照明在已达到稳定的温度后按预定的时间周期被触发导通和关断，以便向使用者报告测量已完成。然后，背照明保持一个附加的照明时间之后自动地关闭，以节省能源。在本发明的整个自动的实施例中，光检测器用于在有足够的光线可用时选择声报警装置，或者在黑暗里选择背照明。背照明优选的是电致发光(EL)型的，以提供要求最低能量的均匀的光源。
本发明的数字体温表包括一个暂时开关。该开关的第一次启动后开始2秒的准备期，在该期间显示器示出了所有的显示段，且背照明开启。在这个期间之后，背照明熄灭，体温表的端部置于病人的舌头下面，在很短的时间后温度被稳定，背照明自动地开启。或者，背照明闪炼几秒钟，然后在背照明自动关闭之前就显示的最高温度保持一个附加的时间持续期的照明。
在另一个实施例中，体温表包括背照明和音响报警器。在该实施例，按快速序列两次按动开关将开启背照明并关闭音响报警器。当受到第三次启动开关时，体温表断开。如果第三次启动开关没有检测到，体温表将在几分钟无活动后自动关闭。当交替地双敲启动背照明模式时，也可以使用长而连续的激活开关。
在本发明的又一个实施例中，开关启动背照明，该照明在按下按钮时和在开关释放后的三秒钟内将保持接通。但是，在温度采样期间，背照明截止，以避免背照明的功率排出影响温度读数的精度。在检测到稳定的温度后，无论是音响报警器还是显示器的闪烁触发，背照明可以给出读数已准备好的信号。之后，开关将起到启动用于读取所显示温度的背照明的作用。
按照本发明的一个优选实施例，光检测器用于当体温表在使用时测量室内的环境光线。当光水平低于阈值时，在稳定的温度已达到时背照明自动地照明。
本发明优选的数字体温表形式，如同其它实施例，目的，特征和优点通过联系附图所示的实施例的详细说明将会更加清楚。
图1是按照本发明的数字体温表的第一个实施例的电路图；图2是图1所示的数字体温表的程序操作流程图；图3a，3b和3c分别是图1所示数字体温表的顶视图，侧视图和端视图；图4是图1，3a，3b和3c所示数字体温表的剖视图；图5是本发明的一个优选实施例的电路图；图6是在本发明的优选实施例中使用的背照明全自动操作的流程图；图7a，7b和7c分别是图5所示优选实施例的顶视图、侧视图和端视图；图8是图5，7a，7b和7c所示优选实施例的剖视图。
首先参照图1，示出了本发明的数字体温表的电路图。该电路包括一个高度集成的专用集成电路(IC)11，它能实现体温表所要求的处理和输入/输出(I/O)功能。IC 11包括一个微控制器和程序，至少一个模数转换器(A/D)和所有需要的接口连接。热敏电阻6操作地连接到IC 11内的A/D转换器并提供正比于温度变化的阻抗。其它合适的电热传感器也可以用于热敏元件6的位置。一个参考电阻12也操作地连接到IC 11上，它提供用于由IC 11与热敏电阻6变化的电阻相比较的稳定的电阻。液晶显示器(LCD)连接到IC 11上，并提供由IC 11所接收的温度和其它信息的显示。电路还包括一个连接到IC 11的暂时开关2。IC 11按照IC 11中编制的程序的算法响应开关2的闭合。背照明装置9也连接到IC 11上，并且当由IC 11激发时对LCD1提供所要求的照明。连接到IC 11的音响报警装置50响应由IC 11接收到的激励信号提供音响报警信号。连接到电路上的电池10向电路提供电源。
LCD具有一个传输反射(transflective)背景层，该层发射和传输由背照明装置9来的光，当要求对LCD1提供照明时。当外界光比背照明装置9的光线强时，显示器背景的反射特性提供了与显示器激发段所要求的对比，而外界光线弱的时候，来自背照明装置的照明占优势，且传输反射层的半透明特性提供对所看显示段所要求的对比。在这种情况下，背照明传输反射显示器在黑暗中可以如在亮的情况下一样能看到。在一个优选的实施例中，背照明装置采取场致发光(EL)显示器形式。EL显示装置需要一个产生交变电流的驱动器。在优选的实施例中，这个驱动器是集成在IC11内的。本专业的普通技术人员应该明白，其它的背照明光源，如发光二极管(LED)，微型灯泡或光纤束也可以用于照明LCD1。
本发明的体温表的操作由IC 11内的编程算法控制。图2的流程图示出了用在本发明的一个实施例中的算法。开始，按下开关2，使电源接通序列(方框14)，在电源接通时(方框14)，微控制器初始化，计数器置于零，程序开始，然后IC 11激励所有显示段并启动内部计时器(方框15)，计时器连续地与预定的延迟时间比较(方框16)。在一个优选的实施例，该延迟时间约为4秒。开关2在该时间内也对第二次启动作监视(方框17)。在预定的延迟时间之后，程序进入置定报警模式(方框18)。如果开关2在预定的延迟内按下第二次，程序把报警模式置定成“背照明模式”，且激活背照明装置9(方框20)。如果开关2没有按下第二次，程序启动音响报警装置50(方框19)。现在程序进入温度采样程序(方框100)。
温度采样程序由热敏电阻6寻找“峰值和保持”温度(方框100)。在一个优选的实施例中，由热敏电阻6测量的温度最少应在10秒内保持在0.1 °F变化范围内。本专业的技术人员应该明白，其它稳定的窗也可以用于确定测量是否稳定。采样程序中的第一步是在IC 11中初始化计时器，使“D”计时器归零(方框21)。然后，由IC 11内的A/D变换器对热敏电阻6的阻抗采样，IC 11将采样的测量值与参考电阻1 2比较以确定温度(方框22)。这种采样优选地是每秒钟5次，且每次采样与先前的比较，以检测温度的变化。如果温度变化，程序回到记时步骤(方框21)。如果温度为常数，D计时器与预定的限制时间比较(方框25)。在优选的实施例中，这个限制时间为10秒。如果D计时器未达到限制值，D计时器将增时(方框24)并再次采样温度(方框22)。重复上述循环直到方框23和方框25的条件被满足。当温度在预定时间保持常数，程序进入报警程序(方框102)。
进入报警程序时(方框102)，稳定的峰值温度将存入IC 11并在LCD1上显示。算法继续进行，判定是否已选择背照明模式。如果是，程序进入激发背照明装置9(方框27)。如果背照明模式未被选择，则程序前进到声报警装置(方框28)。在背照明模式，背照明的开启可以是按置定的时间持续期连续的照明，也可以一个闪烁照明序列，以告知使用者已达到稳定的温度。本发明的一个优选实施例安装的背照明模式在1分钟内每10秒钟激活一次，或者一直照明直到按下开关2为止。在报警已通过音响报警装置(方框28)或使背照明发光(方框27)发出信号后，按动开关2可使装置关机。然而，由于显示模式的电源消耗比之于温度采样或报警阶段要低很多，IC 11内的计时器可用于检测体温表的非激活(方框29)和自动关闭(方框30)。本优选实施例的优点在于使IC 11能在检测到开关2关闭时再激励背照明装置9。按该实施例，开关2也可以用于使体温表关机，如果施加了双击。
在一个优选的实施例中，信号开关2用于启动体温表和选择所要求的报警模式。在该实施例中，单击开关2使体温表初始化，而连续快速双击开关将使音响报警装置50断开，并把体温表置于背照明报警模式。
图4示出了前述本发明的第一个实施例的剖视图。在该结构中，示出了产品的外壳4，同样还有印刷电路板(PCB)8，PCB8用于图1所示元件的固定和相互连接，除热敏电阻6之外。产品的外壳4包括一个细长部分，其端接在热传导头3上。热敏电阻6位于产品外壳4的头部3内，这样，使热敏阻6可以很容易地置于病人的舌下。还包括导体7把热敏电阻6连接到PCB8，以便与IC 11连接。图4还示出了在LCD1后面的EL背照明装置9。该图也示出了突出产品壳体4延伸的开关2的凸出部份，这样，开关可由使用者启动。电池10装在外壳4内，以便把电源供给体温表，以保持便携性。
当环境光线较弱时，本发明的一个优选实施例可以提供自动启动的背照明报警模式。这个实施例的示意图示于图5。该实施例除使用用于全自动报警模式选择的光检测器1 3之外与图1所示的相同。光检测器13是一个连接到IC 11以确定环境光水平的光敏器件。在该实施例中，光检测器13是一个可变阻抗器件，IC 11还包括一个比较电路和第一、第二电流发生器。来自第一电流发生器的电流施加到光检测器13，并产生正比于光检测器阻抗的电压。来自第二电流发生器的电流施加到参考电阻12上并由此产生参考电压。比较电路比较光检测器13两端的电压和通过电阻12两端的参考电压，并产生一个送到IC 11内的控制器的信号，指示环境光水平是否在预定阈值之上或之下。在优选的实施例中，比较阈值水平置定4勒克斯，光的水平等于或大于4勒克斯时，由IC 11选择音响报警模式，而当光的水平小于4勒克斯，背照明模式自动地由IC 11启动，而音响报警装置50则不激活。这种判决是由IC 11运行图6所示改进的算法完成的。
图6与图5前述的流程图相类似，除出在步骤16之后增加了步骤31之外。步骤31执行自动背照明模式操作。在该实施例中，当周围的光线暗导致报警进入背照明模式时，算法也可以修改，使得当达到稳定温度时，LCD1和/或背照明装置9将闪烁。
图6还示出了增强的背照明指示器模式，其中方框27进一步分成方框27a-c。按该实施例，当背照明模式被选择时，IC 11进行附加测试，确定温度是否超过预定阈值(方框27a)。在一个优选的实施例，选择这个温度表示病人在发烧，例如99°F。当温度低于这个值，绿色背照明发光，表示病人没有发烧(方框27b)。然而，当等于或超过预定温度，背照明发出红光，由此表明病人已发烧(方框27c)。图5示出了这个实施例的硬件设施，图中背照明装置9还进一步示出了具有绿色元件9a和紧靠绿色元件9a安装的红色元件9b的两层EL显示器。如果需要其它温度或温度范围的颜色显示时，额外的颜色层也可以增加并以类似的方式显示。还有，应该明白，当多色背照明实施例按本发明的全自动实施例示出时(图5)，这种特征等同地适用于图1所示的布局。
图8示出了本优选实施例的剖视图。光检测器通过PCB8连接到IC 11上，并通过产品外壳4凸出或者是定位在外壳内与外壳上所形成的窗对准，使得检测器可响应周围的光线。如果需要，光检测器13可以用使用者的一个手指阻挡接收周围的光线。迫使体温表进入背照明模式。这可以用于有听觉障碍的操作者，因为他们不可能以其它的方式知道已达到稳定的温度。
其它的非音响报警模式也可以达到本发明的目的，通常可用用LED或光纤束改变颜色，光和声的结合，振动报警和改变嗅觉的装置可以有效地替代或增加到上述特征中。本发明也可以用其它特征，如更大更多可读显示，较快的响应和改进的人机工程学适配所增强，而不需适何折衷。
本专业的技术人员应该明白，本发明的数字体温表使使用者能看到显示的温度量值，无需在室内提供其它的照明。此外，本发明的数字体温表可以告知使用者测量已完成，无需使用声信号。这些功能是使用单个使用者开关和/或光检测器实现的，针对体温表内的程序以选择地开启背照明发光的。按这种方式，本发明的数字体温表使使用者能监视病人的体温，无需麻烦其它人。
虽然在此结合附图对本发明的实施例作出说明，应该明白，本发明并不限于这些实施例，且对于本专业的技术人员可以作出各种不同的改进，但它们都没有脱离本发明的范围和精神。
权利要求
1.一种用于测量病人体温的数字体温表，该体温表包括一个控制器集成电路(IC)，所述的IC具有一个确立和控制包括检测何时温度测量完成的体温表功能的程序；温度传感装置，温度传感装置操作地连接到控制器IC上并向IC提供相应于温度传感装置附近的温度的电信号；一个液晶显示器(LCD)，LCD操作地连接到控制器IC上，接收来自控制器1C的相应于由温度传感装置所传感温度的电信号，并把电信号转换成光显示；背照明装置，背照明装置操作地连接到控制器IC上并光耦合到LCD上，背照明装置至少接收一个来自IC的激发信号并对LCD提供相应的照明；和一个开关，开关操作地连接到IC上，开关将体温表的使用者的指令连接到IC上，由此，对IC内的程序提供使用者指令。
2.按照权利要求1所述的数字体温表，其中程序响应开关的至少一次触发启动背照明装置。
3.按照权利要求1所述的数字体温表，其中程序响应开关的第一次触发启动体温表，和响应在第一次触发的预定时间内的至少一次随后的触发启动背照明装置。
4.按照权利要求1所述的数字体温表，其中程序在检测到温度测量完成时启动背照明装置。
5.按照权利要求4所述的数字体温表，其中背照明装置是电致发光器件。
6.按照权利要求4所述的数字体温表，其中背照明装置进一步包括从IC接收第一和第二启动信号的第一和第二照明元件，第一照明元件响应第一启动信号按第一种颜色发光，第二照明元件响应第二启动信号按与第一种颜色不同的第二种颜色发光，当温度测量值低于预定极限值时IC选择第一元件，当温度测量值等于或大于预定值时IC选择第二元件。
7.按照权利要求6所述的数字体温表，其中背照明装置是一个具有第一层和第二层的两层电致发光装置，第一层构成第一照明元件，第二层构成第二照明元件。
8.按照权利要求6所述的数字体温表，其中预定温度限制值基本等于99°F，和第一照明装置发绿光，第二照明装置发红光，由此，红光表示病人发烧。
9.按照权利要求1所述的数字体温表，进一步包括音响报警装置，该装置可操作地连接到IC上，并响应接收来自IC的启动信号提供音响信号；和其中程序在检测到完成温度测量时响应使用者触发至少一次开关选择启动背照明装置或音响报警装置，由此指示测量完成。
10.一种用于测量人体体温的数字体温表，所述体温表包括一个控制器集成电路(IC)，IC具有一个建立和控制包括检测何时温度测量完成的体温表功能的程序；一个温度传感装置，温度传感装置操作地连接到控制器IC上，并向IC提供相应于接近温度传感装置的温度的电信号；一个液晶显示器(LCD)，LCD操作地连接到控制器IC上，并接收来自IC相应于来自温度传感装置所传感的温度的电信号并把电信号转换成光信号；背照明装置，该装置操作地连接到IC上，并光学地耦合到LCD上，背照明装置接收至少一个来自IC的启动信号，并相应于此启动信号对LCD提供照明；一个开关，该开关操作地连接到IC上，该开关将体温表的使用者的指令送到IC，由此提供使用者对IC内的程序的指示；一个光检测器，该检测器连接到IC上，并向IC提供一个表示所检测的环境光的水平的电信号。
11.按照权利要求1所述的数字体温表，其中当控制器IC接到来自光检测器的表示环境光低于预定极限值的信号时和温度测量完成时所述程序启动背照明装置。
12.按照权利要求11所述的数字体温表，其中预定极限值为4勒克斯。
13.按照权利要求11所述的数字体温表，其中背照明装置是电致发光器件。
14.按照权利要求10所述的数字体温表，进一步包括音响报警装置，该装置操作地连接到IC上，并接收来自IC的启动信号和提供响应于该信号的音响信号；和其中，所述程序通过响应来自光检测器信号选择地启动背照明装置或音响报警装置提醒使用者测量完成，所述背照明装置是当所检测的光水平低于预定限制值时选择的。
15.按照权利要求14所述的数字体温表，其中用于选择背照明装置的预定限制值为4勒克斯。
16.按照权利要求14所述的数字体温表，其中背照明装置进一步包括从IC接收第一和第二启动信号的第一照明元件和第二照明元件，第一照明元件响应第一启动信号按第一种颜色发光，第二照明元件响应第二启动信号按不同于第一种颜色的第二种颜色发光，当温度测量值低于预定极限值时IC选择第一元件，当温度测量值等于或大于极限值时IC选择第二元件。
17.按照权利要求16所述的数字体温表，其中背照明装置是具有第一层和第二层的两层电致发光器件，第一层具有第一照明元件，第二层具有第二照明元件。
18.按照权利要求16所述的数字体温表，其中预定的温度极限值约为99°F，第一照明元件是发绿光，第二照明装置是发红光，由此，背照明装置的红色照明表示病人发烧。
19.一种指示由数字体温表进行的温度测量已完成的方法，包括如下步骤a.检测已测得的稳定的温度；b.启动非音响信号装置。
20.按照权利要求19所述的方法，其中在步骤a之后包括如下步骤a(i)采样体温表周围的环境光水平；a(ii)把环境光水平与预定极限值比较；a(iii)如果检测的光的水平至少等于预定值时启动音响信号装置和删去步骤b。
21.按照权利要求19所述的方法，其中非音响信号装置是具有第一和第二照明颜色的背照明照明器，且其中在步骤a之后接下述步骤a(a)把测得的温度与预定的温度比较；a(b)如果温度低于预定温度时选取第一照明颜色；a(c)如果温度等于或超过预定温度时选择第二照明颜色。
全文摘要
一种数字体温表包括一个背照明LCD显示器(1)，它起到指示已达到稳定温度的非音响报警装置的作用。数字体温表包括一个光检测器(13)和一个单模式选择开关(2)，以确定背照明装置(9)是否启动。当启动背照明装置(9)时，体温表激活背照明装置(9)以指示温度读数完成。
文档编号G01K13/00GK1240023SQ97180492
公开日1999年12月29日 申请日期1997年10月14日 优先权日1996年10月15日
发明者约翰·维斯, 唐纳德·S·马林 申请人:约翰·维斯, 唐纳德·S·马林