JP2000217791A - 脈波検出機能付き放射体温計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触で鼓膜の体温を計測すると共に同時に
脈波を検出する脈波検出機能付き放射体温計に関し、耳
に挿入するプローブに脈波検出手段等による温度変化が
あっても測定誤差の発生を防ぎ正確な温度検出をする。 【解決手段】 鼓膜及びその近傍から直接放射される赤
外線のみを受光する外耳道の外に位置するように配置さ
れた体温放射受光部２３の出力を温度に演算する体温信
号処理手段２７と、プローブ２に構成された脈波採取手
段２８の出力を演算する脈波信号処理手段３１と、演算
結果を報知する報知手段３７からなり、鼓膜およびその
近傍以外からの熱輻射の影響を受けない構成としている
ので、プローブ２に脈波採取手段２８の発熱などによる
温度変化があっても測定誤差要因とはならず、正確な体
温計測と脈波検出を同時に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生体の体温を耳孔内
から放射される赤外線量を検知することにより測定する
と同時に外耳道近傍の血流情報から脈波を検出する脈波
検出機能付き放射体温計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に表面温度を計測する体温計として
は、鼓膜や口腔、肛門など外気に接触しにくい部分の温
度を計測することでほぼ体温を計測できる。特に鼓膜は
体温を制御する視床下部が近いこともあり、体温計測と
して適切な場所として知られている。表面温度は赤外線
量を計測することで赤外線を放射する放射源の温度を知
ることができ、短時間で測定できる。

【０００３】ここでこの種の放射体温計の一般的な構成
を特公平６―６３８５１号公報、特公平８―１６６２９
号公報に示されている例に基づき説明する。特公平６―
６３８５１号公報に記載の放射温度計を図１０に示す。
１は円筒状の導波管でありその内面と外面は、滑らかで
鏡面状となっている。２は着脱可能な保護カバーであ
り、３は赤外線センサーである。この動作について説明
する。保護カバー２を装着した状態で外耳道４に挿入さ
れると、鼓膜５とその近辺から放射された赤外線は導波
管１の内面を反射しながら赤外線センサー３に入射され
る。導波管１の内外面は、外耳道４からの熱輻射は赤外
線センサー３が受光しないように滑らかな鏡面状に加工
されている。

【０００４】ここで赤外線センサー３の出力は鼓膜５と
赤外線センサー３自身の温度の温度差と相関があるの
で、赤外線センサー３自身の温度を温度検出器（図示せ
ず）で計測すれば、鼓膜５の温度が測定できる。

【０００５】また、特公平８―１６６２９号公報に記載
の放射温度計の構成を図１１に示す。図１１は外耳道に
挿入するプローブの構成図であり、６はプローブ先端開
口部、７はレンズであり、８はレンズ７で集光した放射
光を更に絞るためのアパーチャである。また９は赤外線
センサ３の温度を計測するサーミスタであり、等温ブロ
ック１０に埋設されている。また１１はプローブの先端
に取り付けられた熱絶縁体（薄肉キャップ）であり、プ
ローブの外表面との間にエアーギャップ１２を有する構
成となっている。さらに１３はプローブの先端の温度を
計測するサーミスタであり、実線１４は外耳道奥から赤
外線センサ３に入射する放射赤外線を示す。また点線１
５は、プローブ先端の内面から放出されて赤外線センサ
３に入射する赤外線を示す。この動作について説明す
る。プローブが外耳道に挿入されると鼓膜近辺から放射
された赤外線が実線１４に示すように、レンズ７で集光
され赤外線センサ３に入射される。しかし、この時、外
耳道からの熱伝導によりプローブの先端の温度が上昇す
る。これは測定誤差を生じさせる原因となるので、プロ
ーブの先端に熱絶縁体からなる薄肉キャップ１１を取り
付け、さらにプローブとはエアーギャップ１２で断熱
し、外耳道からプローブの先端に熱伝導が生じにくい構
成としている。また該公報では、プローブの先端の温度
が上昇すれば、点線１５で示すように、プローブ先端の
内面からの熱輻射がレンズ７を介して、赤外線センサ３
に入射されるので、さらに測定精度を向上させるための
手段として、プローブの先端にサーミスタ１３を取り付
け、プローブの先端の温度が上昇してもサーミスタ１３
で温度補正をして、体温の計測精度を向上させる構成と
していた。即ち、赤外線センサ３の出力とサーミスタ９
の出力より鼓膜の温度を演算することを基本とするが、
そこにサーミスタ１３の出力で補正を加える構成として
いるものである。

【０００６】また、このような放射温度計に脈波検出機
能を付加し体温と脈波検出を同時に実施できる特徴を持
った脈波検出機能付き体温計も提案されており、例えば
特開平６−２３３７４６号公報で示される方法などが知
られている。これは数秒で体温が測定できるという放射
温度計の特徴を利用して、数秒で測定可能な脈波検出を
同時に実施することにより短時間の内に2つの異なる生
理状態を測定できる効果がある。

【０００７】図１３に特開平６−２３３７４６号公報で
示される脈波検出機能付き体温計の構成図を示す。１６
はプローブであり外耳道内部に挿入可能な外耳道挿入部
１７と外耳道挿入部を支持する本体１８とからなり、外
耳道挿入部１７はその内側先端に体温計測部１９、その
外周に脈波検出部２０を持つ構成となっている。体温計
測部１９は鼓膜および／または外耳道より放射される赤
外線に基づき検出した赤外線を温度情報として電気信号
へ変換することにより鼓膜温を検出する鼓膜温センサー
で、視床下部近傍の体温に近い温度を示す鼓膜温を短時
間に計測できる。また、脈波検出部２０は赤外光を発光
する発光ダイオード（図示せず）と赤外線を検出するフ
ォトトランジスタ（図示せず）からなり、発光ダイオー
ドから発光された赤外線が外耳道内壁により吸収された
状態をフォトトランジスタにより検出し脈波情報として
電気信号に変換するものであるが、これらは外耳道挿入
部１７の周囲に構成されているので、外耳道挿入部１７
を外耳道に挿入するだけで外耳道内部や外耳道入り口近
傍の測定部位への密着が容易になり、体温計測と同時に
脈波の検出が可能になっている。なお、この従来例で
は、検出された脈波から脈拍数が算出され、表示部２１
に表示している。

【０００８】さらに、鼓膜およびその近傍の温度を測定
する場合には温度計を耳に挿入または近づけるので、測
定温度を音声で報知することにより、目の不自由な人が
使う場合や暗闇で測定する場合においても測定結果がわ
かるなどの効果があり、例えば特開平６−１４２０６１
号公報で示される方法などが知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
６―６３８５１号公報の放射温度計は、図１０に示す鼓
膜５近辺から放射された赤外線を導波管１の内面で反射
させながら赤外線センサ３に入射させる構成である。こ
の場合、耳に挿入した時、外耳道から導波管に熱の伝導
が生じれば、導波管からの熱輻射赤外線を赤外線センサ
３は受光することになるので、体温の測定温度が上昇す
ることになる。そのために導波管の内外面を滑らかな鏡
面状に加工して、熱輻射が生じないような構成としてい
るが、反射率が１で熱輻射がゼロの鏡面加工は不可能で
ある。さらに図１２に示すように、輻射率がゼロ近くの
鏡面加工を施しても、鏡面上から垂直方向の熱輻射は抑
えられるが、水平方向の熱輻射を抑えることはできな
い。図１２は鏡面に対して垂直方向をΦ＝０°とし、水
平方向を９０°として、例えばアルミニウムの指向輻射
率特性を示したものであり、横軸が鏡面に対しての角度
Φ、縦軸は輻射率である。したがって、導波管内面から
の熱輻射赤外線を赤外線センサ３は受光することにな
り、受光した分だけ測定誤差が生じるという特性があ
る。

【００１０】また特公平８―１６６２９号公報に記載の
放射温度計の構成では、鼓膜近辺から放射される赤外線
をレンズ７で集光して赤外線センサ３に入射させている
にもかかわらず、プローブの先端内面からの熱輻射赤外
線も赤外線センサに入射するので、プローブの先端に熱
絶縁薄肉キャップを取り付けるとか、プローブの先端の
温度を計測するサーミスタを取り付け温度補正をしなけ
ればならなかった。しかし、プローブ先端の絶対的な断
熱は不可能であり、繰り返し外耳道に挿入して測定すれ
ばプローブ先端の温度は上昇するので、体温の計測温度
は誤差をともない上昇する。またサーミスタそのものの
熱応答性や、Ｂ定数等のバラツキがあるので、その分だ
け測定誤差が生じるという特性がある。

【００１１】いずれの場合もプローブが温度変化すれ
ば、赤外線センサの出力はその影響を受け測定誤差の要
因となるものである。特に、プローブの外耳道に挿入す
る部分に脈波検出部を形成して体温検出と同時に脈波を
検出する脈波検出機能付きの体温計の場合、脈波検出部
は発光ダイオードが発光する赤外光を耳道内部またはそ
の近傍に放射させるが、この赤外光がプローブの内側に
もれるなどした場合は測定誤差を生じさせる恐れがある
ほか、発光ダイオード自体が電流を消費し赤外線を発光
すると同時に熱も放射する熱源であるため発光ダイオー
ドによるプローブの発熱も体温の測定結果の誤差要因と
して無視できない。また、特開平６−２３３７４６号公
報で示される脈波検出機能付き放射温度計の場合、体温
計測部１９はプローブ１６の先端に構成されているが、
このような構成ではプローブ１６を外耳道へ挿入する時
間が長くなると外耳道からの体温の熱伝導により体温計
測部１９の温度も体温に近づくように変化していく。そ
の温度変化の進行は外耳道挿入前の体温計測部１９の温
度、体温、体温計測部１９の構造等により様々であり、
体温計測部１９の内部にある赤外線センサ（図示せず）
の温度も同様に温度変化は一定でない。赤外線センサに
よる鼓膜温測定の原理は前述のように赤外線センサの出
力が鼓膜と赤外線センサの温度差と相関があることを用
いているので、正確な体温測定を行うためには赤外線セ
ンサの温度をサーミスタなどを用いて正確に検出する必
要があるが、測定中に体温計測部の温度が変化しやすい
このような構成ではサーミスタと赤外線センサとの間に
も温度差が発生しやすく、赤外線センサの正確な温度計
測が困難となるため体温検出部１９が測定する鼓膜温の
測定誤差が生じてしまっていた。

【００１２】また、脈波検出機能が無くても、例えば測
定の終了をビープ音で報知するのであれば０．１〜０．
２秒で十分であるが、温度を音声で報知すれば２〜３秒
要する。温度の報知に加え、「正常です」、「微熱があ
ります」等の診断結果を音声で報知すれば更に２〜３秒
要する。即ち、これらの構成の放射体温計で音声報知す
ると、その報知が終わるまでプローブを耳に挿入し続け
ていなければならず、その間にプローブには耳の熱が伝
わり温度変化を起こす。１回だけの測定ならよいが、繰
り返し測定する場合にはこの報知時間中のプローブの温
度変化が次の測定の測定誤差となって表れる。

【００１３】一般に耳に挿入する放射体温計では、その
挿入方向により若干の測定温度の違いが生じる。これは
鼓膜とその近傍、さらにその周囲の外耳道とでは温度差
があり、挿入方向により違う箇所の温度を測定するため
である。したがって、２〜３回測定し、その最高温度ま
たは平均温度を採用することが推奨されている。

【００１４】しかし上記のような構成で音声報知すると
２回目以降はプローブの温度変化の影響が測定誤差とな
るので、測定できない。また複数の人を順次測定する場
合には２人目以降が測定できないという課題を有する。

【００１５】２回目以降あるいは２人目以降も正確に測
定するためには十分な測定の待ち時間が必要となる。こ
の待ち時間は耳で温められたまたは冷やされたプローブ
が元の温度に戻る時間で、一般には耳に挿入していた時
間より長い時間が必要である。それは耳との接触で伝わ
った熱を、空気で戻すからで、プローブの形状等による
熱容量によるが、耳に挿入していた時間の数倍は必要で
ある。即ち、音声報知のために余分に耳に数秒挿入して
いれば、それだけ繰り返し測定のための待ち時間が十秒
〜数十秒必要ということになり、折角短時間で測定でき
る方式でありながら、繰り返し測定するには長時間要す
るという課題を有するのである。この課題は、脈波検出
機能を付加すると、体温の影響以外に発光ダイオードの
発熱の問題が加わるために、その解決が更に困難なもの
とになっていた。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤
外線のみを受光する外耳道の外に位置するように配置さ
れた体温放射受光部と、前記体温放射受光部の出力を温
度に演算する体温信号処理手段と、外耳道もしくはその
近傍の血流情報を得る脈波採取手段と、前記脈波採取手
段の出力を演算する脈波信号処理手段と、前記体温信号
処理手段と前記脈波信号処理手段との出力を報知する報
知手段とからなり、前記体温放射受光部は鼓膜およびそ
の近傍以外からの熱輻射の影響を受けない構成としたも
のである。

【００１７】上記発明によれば、鼓膜およびその近傍か
ら直接放射される赤外線のみを受光する外耳道の外に位
置するように配置された体温放射受光部からの出力を体
温信号処理手段で温度に演算すると同時に、外耳道もし
くはその近傍の血流情報を得る脈波採取手段からの出力
を脈波信号演算手段により演算し、これら体温信号処理
手段の演算結果の温度と脈波信号処理手段の演算結果を
報知手段で報知するので、脈波採取手段からの発熱や体
温による熱伝導等による鼓膜およびその近傍以外からの
熱輻射の影響を受けず、正確な鼓膜温度測定と脈波検出
を同時に実現することができる。また、体温放射受光部
は外耳道の外に位置するように配置されているので測定
中に体温放射受光部の温度変化が少なく、正確な体温測
定を実現できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１にかかる脈波検
出機能付き放射体温計は、鼓膜およびその近傍から直接
放射される赤外線のみを受光する外耳道の外に位置する
ように配置された体温放射受光部と、前記体温放射受光
部の出力を温度に演算する体温信号処理手段と、外耳道
もしくはその近傍の血流情報を得る脈波採取手段と、前
記脈波採取手段の出力を演算する脈波信号処理手段と、
前記体温信号処理手段と前記脈波信号処理手段との出力
を報知する報知手段とからなり、前記体温放射受光部は
鼓膜およびその近傍以外からの熱輻射の影響を受けない
構成としたものである。

【００１９】そして、鼓膜およびその近傍から直接放射
される赤外線のみを受光する外耳道の外に位置するよう
に配置された体温放射受光部からの出力を体温信号処理
手段で温度に演算すると同時に、外耳道もしくはその近
傍の血流情報を光電的に得る脈波採取手段からの出力を
脈波信号演算手段により演算し、これら体温信号処理手
段の演算結果の温度と脈波信号処理手段の演算結果を報
知手段で報知するので、脈波採取手段の発熱や体温の熱
伝導等による鼓膜およびその近傍以外からの熱輻射の影
響を受けず、正確な鼓膜温度測定と脈波検出を同時に実
現することができる。また、体温放射受光部は外耳道の
外に位置するように配置されているので測定中に体温放
射受光部の温度変化が少なく、正確な体温測定を実現で
きる。

【００２０】また本発明の請求項２にかかる脈波検出機
能付き放射体温計は、脈波信号処理手段は脈波採取手段
の出力信号から脈拍数を演算して出力する。

【００２１】そして、脈波信号処理手段は脈波採取手段
の出力信号から脈拍数を演算して出力するので、正確な
鼓膜温度測定と脈拍数測定を同時に実現することができ
る。

【００２２】また本発明の請求項３にかかる脈波検出機
能付き放射体温計は、脈波信号処理手段は脈波採取手段
の出力信号を２次微分して加速度脈波を算出しその形状
から波形タイプを判定して出力する加速度脈波演算手段
を持つ。

【００２３】そして、加速度脈波演算手段が脈波採取手
段の出力信号から加速度脈波脈波波形を算出しさらに波
形タイプを判定して出力するので、正確な鼓膜温度測定
と加速度脈波による循環機能診断を同時に実現すること
ができる。

【００２４】また本発明の請求項４にかかる脈波検出機
能付き放射体温計は、報知手段は体温信号処理手段の演
算結果の温度もしくは脈波信号処理手段の演算結果を音
声で報知する音声報知手段を有する。

【００２５】そして、報知手段は体温信号処理手段の演
算結果の温度もしくは脈波信号処理手段の演算結果を音
声で報知するので、鼓膜およびその近傍以外からの熱輻
射の影響を受けず、音声による報知や脈波検出のために
耳に挿入している時間が長くなっても正確な鼓膜温度を
検出することができる。

【００２６】また本発明の請求項５にかかる脈波検出機
能付き放射体温計は、体温信号処理手段は演算結果の温
度と脈波信号処理手段の演算結果とを基に体調を診断
し、音声報知手段は体調信号処理手段の診断結果を報知
する構成としたものである。

【００２７】そして体調信号処理手段は体温信号処理手
段の演算結果の温度と脈波信号処理手段の演算結果とを
基に体調を診断し診断結果を音声で報知するので、誤っ
た判断をすることはない。

【００２８】また本発明の請求項６にかかる脈波検出機
能付き放射体温計は、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固
定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過さ
せるプローブと、前記プローブを通過した赤外線を受光
する外耳道の外に位置するように配置された体温放射受
光部と、前記体温放射受光部の出力を温度に演算する体
温信号処理手段と、前記プローブの外耳道に面する側に
構成され外耳道もしくはその近傍の血流情報を得る脈波
採取手段と、前記脈波採取手段の出力を演算する脈波信
号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知
手段とからなり、前記体温受光部は少なくともプローブ
を通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子
で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前
記赤外受光素子を前記集光素子の焦点位置から後方に離
して設置することにより受光領域を制限する構成とした
ものである。

【００２９】そして外耳道の外に位置するように配置さ
れた体温放射受光部の赤外受光素子には集光素子で集光
された赤外線が入射し、また赤外受光素子を集光素子の
焦点位置から後方に離して設置することで、プローブ内
壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の
位置へ進行させることができ、受光領域を制限すること
ができる。その結果、外耳道の外に配置されていても鼓
膜およびその近傍から放射されプローブを通過した放射
光のみをスポット的に検出することができ、プローブの
温度変化の影響が測定誤差要因とならないのでプローブ
に脈波採取手段を構成しても発熱や光漏れによる誤差を
生じさせず正確な体温測定と脈波検出を同時に実現でき
る。また、体温放射受光部は外耳道の外に位置するよう
に配置されているので測定中に体温放射受光部の温度変
化が少なく、正確な体温測定を実現できる。

【００３０】また本発明の請求項７にかかる脈波検出機
能付き放射体温計は、赤外受光素子を、集光素子の縁か
ら光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの
内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の
面と交叉する仮想先端点から光軸に対して前記仮想先端
点と同じ側の集光素子の縁を通過して前記集光素子によ
る前記仮想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点
よりも前記集光素子から遠く且つ前記集光素子による前
記仮想先端点の像点よりも前記集光素子に近い領域に設
置する構成としたものである。

【００３１】そして、赤外受光素子には集光素子で集光
された赤外線が入射し、また赤外受光素子は仮想先端点
と同じ側の集光素子の縁を通過して集光素子による仮想
先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点よりも集光
素子から遠く且つ集光素子による仮想先端点の像点より
も集光素子に近い領域に設置することで、プローブ内壁
から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位
置へ進行させることができ、受光領域を制限することが
できる。その結果、鼓膜およびその近傍から放射されプ
ローブを通過した放射光のみをスポット的に検出するこ
とができ、プローブの温度変化の影響が測定誤差要因と
ならないのでプローブに脈波採取手段を構成しても発熱
や光漏れによる誤差を生じさせず正確な体温測定と脈波
検出を同時に実現できる。

【００３２】また本発明の請求項８にかかる脈波検出機
能付き放射体温計は、赤外受光素子を、集光素子の縁か
ら光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの
内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の
面と交叉する仮想先端点から光軸に対して前記仮想先端
点と同じ側の集光素子の縁を通過して前記集光素子によ
る前記仮想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点
と、前記集光素子による前記仮想先端点の２つの像点と
で形成される、前記集光素子の子午面内の三角形内に設
置する構成としたものである。

【００３３】そして、赤外受光素子には集光素子で集光
された赤外線が入射し、また赤外受光素子は仮想先端点
と同じ側の集光素子の縁を通過して集光素子による仮想
先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点と、集光素
子による仮想先端点の２つの像点とで形成される、集光
素子の子午面内の三角形内に設置することで、プローブ
内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外
の位置へ進行させることができ、受光領域を制限するこ
とができる。その結果、鼓膜およびその近傍から放射さ
れプローブを通過した放射光のみをスポット的に検出す
ることができ、プローブの温度変化の影響が測定誤差要
因とならないのでプローブに脈波採取手段を構成しても
発熱や光漏れによる誤差を生じさせず正確な体温測定と
脈波検出を同時に実現できる。

【００３４】また本発明の請求項９にかかる脈波検出機
能付き放射体温計は、赤外受光素子を、集光素子の縁か
ら光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの
内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の
面と交叉する仮想先端点の集光素子による像点よりも前
記集光素子から遠い領域に設置する構成としたものであ
る。

【００３５】そして、赤外受光素子には集光素子で集光
された赤外線が入射し、また赤外受光素子を、集光素子
の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプロ
ーブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの
先端の面と交叉する仮想先端点の集光素子による像点よ
りも前記集光素子から遠い領域に設置することで、プロ
ーブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子
以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限す
ることができる。その結果、鼓膜およびその近傍から放
射されプローブを通過した放射光のみをスポット的に検
出することができ、プローブの温度変化の影響が測定誤
差要因とならないのでプローブに脈波採取手段を構成し
ても発熱や光漏れによる誤差を生じさせず正確な体温測
定と脈波検出を同時に実現できる。

【００３６】また本発明の請求項１０にかかる脈波検出
機能付き放射体温計は、赤外受光素子を、集光素子の縁
から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブ
の内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端
の面と交叉する仮想先端点から光軸を挟んで前記仮想先
端点と反対側の前記集光素子の縁を通過して前記集光素
子による前記仮想先端点の像点へ到達する前記集光素子
の子午面内の２つの光路で挟まれた領域に設置する構成
としたものである。

【００３７】そして、赤外受光素子には集光素子で集光
された赤外線が入射し、また赤外受光素子を、集光素子
の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプロ
ーブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの
先端の面と交叉する仮想先端点から光軸を挟んで前記仮
想先端点と反対側の前記集光素子の縁を通過して前記集
光素子による前記仮想先端点の像点へ到達する前記集光
素子の子午面内の２つの光路で挟まれた領域に設置する
ことで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を
赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光
領域を制限することができる。その結果、鼓膜およびそ
の近傍から放射されプローブを通過した放射光のみをス
ポット的に検出することができ、プローブの温度変化の
影響が測定誤差要因とならないのでプローブに脈波採取
手段を構成しても発熱や光漏れによる誤差を生じさせず
正確な体温測定と脈波検出を同時に実現できる。

【００３８】また本発明の請求項１１にかかる脈波検出
機能付き放射体温計は、赤外受光素子を、集光素子の焦
点距離ｆと、前記赤外受光素子の半径ｒＳと、前記集光
素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側の
プローブの内壁に接するように引いた直線が前記プロー
ブ先端の面と交叉する仮想先端点と光軸との距離ｒα
と、前記仮想先端点と前記集光素子との距離Ｌαと、前
記集光素子の半径ｒ３を用いて、

【００３９】

【数３】

【００４０】で与えられるＬ３だけ前記集光素子の焦点
よりも集光素子から遠くに設置した構成としたものであ
る。

【００４１】そして、赤外受光素子には集光素子で集光
された赤外線が入射し、また赤外受光素子は集光素子の
焦点距離ｆと、赤外受光素子の半径ｒＳと、仮想先端点
と光軸との距離ｒαと、仮想先端点と集光素子との距離
Ｌαと、集光素子の半径ｒ３を用いて、前記の式で与え
られるＬ３だけ集光素子の焦点よりも集光素子から遠く
に設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射す
る赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることが
でき、受光領域を制限することができる。その結果、鼓
膜およびその近傍から放射されプローブを通過した放射
光のみをスポット的に検出することができ、プローブの
温度変化の影響が測定誤差要因とならないのでプローブ
に脈波採取手段を構成しても発熱や光漏れによる誤差を
生じさせず正確な体温測定と脈波検出を同時に実現でき
る。

【００４２】また本発明の請求項１２にかかる脈波検出
機能付き放射体温計は、赤外受光素子を、集光素子の焦
点距離ｆと、前記赤外受光素子の半径ｒＳと、前記集光
素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側の
前記プローブの内壁に接するように引いた直線が前記プ
ローブの先端の面と交叉する仮想先端点と光軸との距離
ｒαと、前記仮想先端点と前記集光素子との距離Ｌα
と、前記集光素子の半径ｒ３を用いて、

【００４３】

【数４】

【００４４】で表されるＬ３だけ前記集光素子の焦点よ
りも集光素子から遠くに設置した構成としたものであ
る。

【００４５】そして、赤外受光素子には集光素子で集光
された赤外線が入射し、また赤外受光素子は集光素子の
焦点距離ｆと、赤外受光素子の半径ｒＳと、仮想先端点
と光軸との距離ｒαと、仮想先端点と前記集光素子との
距離Ｌαと、集光素子の半径ｒ３を用いて、前記の式で
表されるＬ３だけ前記集光素子の焦点よりも集光素子か
ら遠くに設置することで、プローブ内壁から集光素子に
入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させる
ことができ、受光領域を制限することができる。その結
果、鼓膜およびその近傍から放射されプローブを通過し
た放射光のみをスポット的に検出することができ、プロ
ーブの温度変化の影響が測定誤差要因とならないのでプ
ローブに脈波採取手段を構成しても発熱や光漏れによる
誤差を生じさせず正確な体温測定と脈波検出を同時に実
現できる。

【００４６】また本発明の請求項１３にかかる脈波検出
機能付き放射体温計は、集光素子を屈折レンズで構成し
たものである。

【００４７】そして集光素子を屈折レンズで構成するこ
とにより、赤外受光素子には集光された赤外線が入射す
る。

【００４８】また本発明の請求項１４にかかる脈波検出
機能付き放射体温計は、集光素子を透過型回折レンズで
構成したものである。

【００４９】そして集光素子を透過型回折レンズで構成
することにより、赤外受光素子には集光された赤外線が
入射する。

【００５０】また本発明の請求項１５にかかる脈波検出
機能付き放射体温計は、集光素子を集光ミラーで構成し
たものである。

【００５１】そして集光素子を集光ミラーで構成するこ
とにより、赤外受光素子には集光された赤外線が入射す
る。

【００５２】また本発明の請求項１６にかかる脈波検出
機能付き放射体温計は、集光素子を反射型回折レンズで
構成したものである。

【００５３】そして集光素子を反射型回折レンズで構成
することにより、赤外受光素子には集光された赤外線が
入射する。

【００５４】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例を
図１〜図４を参照しながら説明する。図１は本発明の脈
波検出機能付き放射体温計の構成図である。図２は脈波
検出手段と加速度脈波算出手段の出力波形を心電図と共
に示した波形図、図３は加速度脈波の波形を分類した波
形パターン図、図４は体温放射受光部およびプローブの
構成図である。

【００５５】図１において２はプローブで体温測定に際
して外耳道に挿入する部分であり、鼓膜に向かう側の先
端方向に細くした形状としていて、先端部６は開口して
いるか、または防塵の目的で赤外線が通過する材料の膜
を有している。プローブ２は本体２２に装着されてい
て、本体２２には体温放射受光部２３などを内蔵してい
る。体温放射受光部２３は焦電型の赤外受光素子３と集
光素子７より成り、赤外受光素子３にはプローブ２を通
過した鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外光の
みが入射する。また、体温放射受光部２３は外耳道に挿
入されるプローブ２の鼓膜の反対側の外耳道の外側にな
る位置に構成されており、プローブ２が外耳道に挿入さ
れても体温の熱が体温放射受光部２３に伝わりにくく、
測定中の体温放射受光部２３の温度変化はほとんどなく
これによる体温の測定誤差が生じにくくなっている。

【００５６】２４はチョッパで少なくとも表面は金属等
赤外光を反射する材料より成り、モータ２５で駆動して
赤外受光素子３に鼓膜およびその近傍から放射される赤
外線の入光と遮光を断続する。焦電型の赤外受光素子３
は入射する赤外線量の変化に対して相関を持った電気的
出力を発生する。ここでチョッパ２４の表面は赤外線を
反射する材料であるから、遮光時には赤外受光素子３に
は赤外受光素子３自身が放射する赤外線が反射して入射
する。したがってチョッパ２４の動作により赤外受光素
子３には鼓膜およびその近傍から放射される赤外線と、
赤外受光素子３自身が放射する赤外線が交互に入射する
ので、赤外線受光素子３は鼓膜温度と赤外受光素子３自
身の温度との温度差に相関を持った電気的出力を発生す
ることになる。

【００５７】２６は赤外受光素子３の温度を検出する温
度センサで例えば一般周知のサーミスタである。２７は
体温信号処理手段で、サーミスタ２６の出力より赤外受
光素子３の温度を演算し、赤外受光素子３の出力より赤
外受光素子３と鼓膜の温度差を演算し、それらを加算す
ることで鼓膜の温度を演算することができる。

【００５８】一方、プローブ２の外周部には発光部と脈
波情報受光部からなる脈波採取手段２８が設けられてお
り、プローブ２を外耳道に挿入した時に外耳道内部また
は入り口近傍の皮膚表面の心拍の拍動により増減を繰り
返す血流情報を採取できるようになっている。ここでは
脈波採取手段は２８は発光部２９と脈波情報受光部３０
を持ち光電的に脈波を採取する光電脈波計で、発光部２
９は血液中のヘモグロビンや水分が強い選択性を持って
吸収する500〜1000nmの波長光を含む光を放射し、脈波
情報受光部３０は発光部２９が発光した光の成分を含む
波長の光に反応してその特性を変化させる物質から構成
されている。本実施例では発光部２９は発光ダイオー
ド、脈波情報受光部３０は受光量に応じて発生した電荷
を増幅して出力するフォトトランジスタを用いている。
３１は脈波信号処理手段でありこれは脈波採取手段２８
で採取された脈波波形を演算するもので、本実施例では
脈波情報受光部２９の出力信号を増幅し平滑化する前処
理手段３２と前処理手段３２の出力信号から脈拍数を演
算する脈拍数演算手段３３、および前処理手段３２の出
力信号を演算して加速度脈波を演算する加速度脈波演算
手段３４から構成されており、さらに、加速度脈波演算
手段３４は加速度脈波算出手段３５と波形パターン分類
手段３６から構成されている。脈拍数演算手段３３では
脈波波形の周期から脈拍数が算出されて報知手段３７に
出力しており、加速度脈波演算手段３４ではまず加速度
脈波算出手段３５が脈波波形を2次微分して加速度脈波
を算出しさらにその心拍の1周期に分割された波形を求
めて出力し、波形パターン分類手段３６が1周期毎に分
割された波形から5つの極大値と極小値を抽出してこれ
らの値を用いて7つの波形パターンに分類し、加速度脈
波算出手段３５の心臓の拍動の1周期毎に分割された波
形と波形パターン分類手段３６の分類結果を出力してい
る。

【００５９】図２に加速度脈波の波形を心電図（EP
G）、脈波波形（PTG）と共に示す。一般に加速度脈波波
形には図に示すａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの5つの極大値と極
小値が存在し、これらのパターンにより図3に示すよう
なＡからＧまでの7種類の波形パターンに分類して血液
循環系の状態の診断に用いられている。ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅの5つの極値の高さをそれぞれｈａ，ｈｂ，ｈ
ｃ，ｈｄ，ｈｅで表すと、Ａはｈｃ＞０かつｈｂ＜ｈｄ
となる場合であり通常若い人に見られる血液循環が良い
状態にあることを示す波形、Ｂはｈｃ＜０かつｈｂ＜ｈ
ｄとなる場合で加齢によって血液循環が悪くなる過程の
中で見られ、まだ良い状態にある波形、Ｃはｈｂ＜ｈｃ
かつｈｂ≒ｈｄとなる場合であり血液循環が少し悪くな
って左心の負担が大きくなったと考えられる時に見られ
る波形で、スポーツ心臓でもしばしば認められる、Ｄは
ｈｂ≒ｈｃ≒ｈｄとなる場合であり血液循環が悪い状態
にあることを示す波形で、特に注意が必要であると考え
られる波形、Ｅはｈｂ＜ｈｃかつｈｂ＞ｈｄとなる場合
であり血液循環が悪い状態にあることを示す波形で、脳
卒中、心筋梗塞、狭心症などの既往症のある者に多く見
られる、特に注意が必要であると考えられる波形、Ｆは
ｈｂ≒ｈｃかつｈｂ＞ｈｄ、Ｇはｈｂ＞ｈｃかつｈｂ＞
ｈｄとなる場合でありどちらも血液循環が極端に悪い状
態にあることを示す波形で、衰弱してねたきりになった
高齢者などにみられる波形である。このように加速度脈
波の波形を解析することにより容易に循環系の動作状態
の診断行う事ができるようになっており、加速度脈波演
算手段３４ではその診断のための情報を算出して出力し
ている。

【００６０】３７は報知手段であり、報知情報処理手段
３８、表示手段３９、音声報知手段４０からなってい
る。まず、報知情報処理手段３８が体温信号処理手段２
７で演算により求めた鼓膜の温度、心拍数演算手段３３
が求めた心拍数、波形パターン分類手段３６が分類した
加速度脈波波形のパターンの分類結果、加速度脈波算出
手段３５が算出した心拍の1周期に分割された波形の情
報を受け取り、報知情報処理手段３８が鼓膜の温度と心
拍数、加速度脈波波形のパターンの分類結果を表示手段
３９に文字や数字として表示させるとともに、加速度脈
波算出手段３５が算出した心拍の1周期に分割された波
形を点などを用いて視覚的に表示させている。また、同
時に報知情報処理手段３８は表示手段３９が表示する情
報のうち数字や文字で表示する情報を音声情報に変換し
音声報知手段３９から音声で報知させている。表示手段
３９は例えば液晶表示器であり、音声報知手段４０は例
えばスピーカである。

【００６１】測定時には、使用者は本体２２を持ちプロ
ーブ２を耳に挿入し、測定スイッチ４０を押すと、制御
手段４１がモータ２５を駆動させる信号を出力してチョ
ッパ２４が開閉動作を行い、赤外受光素子３は赤外受光
素子３自身の温度と鼓膜およびその近傍の温度の温度差
に相関を持った出力を発生させ、体温信号処理手段２７
が赤外受光素子３の出力とサーミスタ２６の出力から鼓
膜およびその近傍の温度換算を行う。一方、制御手段４
０は同時に脈波採取手段２８の発光部２９を発光させる
信号を出力し発光部２９から500〜1000nmの波長光を含
む光が外耳道内部またはその近傍の皮膚表面に放射さ
れ、脈波情報受光部３０では、血液量の増減を正確に反
映する反射光の変化に応じた電圧信号に変換することに
より外耳道内部またはその近傍の心臓の拍動による血液
量の増減を電圧信号に変換して取り出し、脈波信号処理
手段３１ではこの信号を前処理手段３２が増幅や平滑化
を行い、脈拍数演算手段３３が前処理手段３２の出力を
用いて脈拍数を演算し、加速度脈波算出手段３５が前処
理手段３２の出力を用いて心拍の1周期毎の加速度脈波
波形を算出し、さらに波形パターン分類手段３６が加速
度脈波波形を分類してそれぞれの出力を報知手段３７に
出力している。報知手段３７では報知情報処理手段３８
がこれらの出力を処理して表示手段３９に鼓膜温、心拍
数、波形パターンの分類結果を数字や文字で表示出力さ
せるとともに、心拍の1周期毎の加速度脈波波形を点に
より表示させ、音声報知手段４０に鼓膜温、心拍数、波
形パターンの分類結果を例えば「たいおんさんじゅうろ
くてんごど、みゃくはくななじゅうに、はけいびー」と
音声出力させている。

【００６２】上記のように本実施例の脈波検出機能付き
放射体温計では、鼓膜およびその近傍から直接放射され
る赤外線のみを受光する体温放射受光部３からの出力を
体温信号処理手段２７で温度に演算すると同時に、外耳
道もしくはその近傍の血流情報を光電的に得る脈波採取
手段３０からの出力を脈波信号演算手段３１により演算
し脈拍数や加速度脈波波形、加速度脈波波形の分類結果
を出力し、これら体温信号処理手段２７の演算結果の温
度と脈波信号処理手段３１の演算結果の脈拍数、加速度
脈波波形、加速度脈波波形の分類結果を報知手段３７で
報知するので、脈波採取手段３０等による鼓膜およびそ
の近傍以外からの熱輻射の影響を受けず、正確な鼓膜温
度測定と脈波検出を同時に実現することができ、短時間
に複数の生理的な情報を得ることができるという効果が
ある。また、体温放射受光部は外耳道の外に位置するよ
うに配置されているので測定中に体温放射受光部の温度
変化が少なく、正確な体温測定を実現できる。さらに、
検出した脈波情報から脈拍数や加速度脈波の情報に変換
して報知するので判断が難しい脈波情報を誰にも分かる
ような情報に変換することにより得られた結果をわかり
やすく伝達することができる。

【００６３】また、音声報知手段４０で音声報知するの
で、暗闇で測定する場合や目の不自由な人が測定する場
合でも検温結果を知ることができる。また表示手段３９
でも報知しているので、騒音の大きい環境で測定する場
合や耳の不自由な人が測定する場合でも検温結果を知る
ことができる。耳で温度を測定するので音声報知手段４
０は十分小さな音量で被験者に報知することができ、被
験者にのみ検温結果が聞こえ、被験者以外には検温結果
が聞こえないようにできて、被験者の周囲に不要な雑音
で迷惑をかけることはない。

【００６４】ここで、体温放射受光部２３は鼓膜および
その近傍から放射されプローブ２を通過した赤外線のみ
を受光するのでプローブ２の温度変動の影響を受けるこ
とはない。したがって、音声報知の時間中プローブ２を
耳に挿入した状態を続けて、プローブ２が温度変動し、
すぐに次の測定を行っても正確に温度測定できる。

【００６５】また、音声報知手段４０は、鼓膜温や心拍
数、波形パターンを音声出力するだけでなく、例えば体
温では「正常です」「微熱があります」「高熱がありま
す」、加速度脈波の波形パターンでは「循環機能は良好
です」「循環機能は悪い状態にあります」などのメッセ
ージを報知してもよい。また、ノイズの影響があったり
プローブが静止できなかった場合など脈波検出を精度よ
く行えなかった場合には「静止してください」「もう一
度測定してください」といったメッセージを報知しても
良い。このように様々なメッセージを流してもプローブ
２の温度変動の影響を受けないので長時間プローブ２を
耳に挿入していても、すぐに次の測定を正確に行えるの
で、長いメッセージでも構わない。体温測定には、耳以
外にも腋下や舌下などでの測定方法があり、それぞれ若
干の温度差があっていわゆる平熱も測定方法により差が
ある。検温結果に対して誤った判断をしないために前記
したようなメッセージを報知することは効果がある。

【００６６】なお、本実施例の脈波検出機能付き放射体
温計では脈波信号処理手段３１で心拍数、加速度脈波の
波形、加速度脈波波形の分類結果を出力しているが、必
ずしもこれらをすべて検出して報知する必要はなく、例
えば生理指標として極めて一般的な体温と心拍数のみ被
験者に報知する構成でもよい。さらに、被験者には体温
と心拍数のみ報知するが、加速度脈波波形やその分類結
果を記憶手段を設けてここに記憶しておき、測定後にパ
ソコン等に接続して記憶手段に記憶させた情報を取り出
して表示させたりする構成でもよい。

【００６７】体温放射受光部２３の構成を図４により説
明する。図４において、７は集光素子である屈折レン
ズ、３は赤外受光素子、４２は筐体である。Ａ、Ａ’は
屈折レンズ７の縁からこの縁と同じ側のプローブ２の内
壁に接するように引いた直線とプローブ２の先端の面と
の交点で、図４のように直線的なプローブであればプロ
ーブ２の先端内壁に位置する点である。Ｂはプローブ２
の内壁における点、即ち受光したくない領域の点、Ｆは
屈折レンズ７の焦点、ＦＡは屈折レンズ７によるＡの像
点、ＦＡ’は屈折レンズ７によるＡ’の像点、ＦＢは屈
折レンズ７によるＢの像点、Ｋ１ＡはＡから光軸に対し
て同じ側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡへ進行する
光（マージナル光線）の光路、Ｋ２ＡはＡから光軸と平
行に進んで焦点Ｆを通過してＦＡに到達する光の光路、
Ｋ３ＡはＡから屈折レンズ７の中心を通過してＦＡに到
達する光の光路、Ｋ４ＡはＡから光軸を挟んで反対側の
屈折レンズ７の縁を通過してＦＡに到達する光（マージ
ナル光線）の光路である。また同様にＫ１Ａ’はＡ’か
ら光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過してＦ
Ａ’へ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２Ａ’
はＡ’から光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦＡ’
に到達する光の光路、Ｋ３Ａ’はＡ’から屈折レンズ７
の中心を通過してＦＡ’に到達する光の光路、Ｋ４Ａ’
はＡ’から光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通
過してＦＡ’に到達する光（マージナル光線）の光路、
Ｋ３ＢはＢから屈折レンズ７の中心を通過してＦＢに到
達する光の光路、ＦＸは光路Ｋ１Ａと光路Ｋ１Ａ’の交
点である。

【００６８】鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するよ
うな光学系を設計する。

【００６９】赤外受光素子３を筐体４２に取り付け、屈
折レンズ７を通過しない赤外線を赤外受光素子３が受光
しないようにする。屈折レンズ７を通った赤外線のみ受
光する構成にした上で以下の設計を行う。

【００７０】Ａから放射される光は光路Ｋ１Ａ、Ｋ２
Ａ、Ｋ３Ａ、Ｋ４Ａなどを通ってＡの像点ＦＡに到達す
る。幾何光学で周知の通り、Ａの像点ＦＡは光軸を挟ん
でＡと反対側に形成される。図４中に示すように、光路
Ｋ２Ａを通る光は、屈折レンズ７を通過してＦで光軸と
交叉したのち光軸から離れながらＦＡに到達する。同じ
ように、光路Ｋ１Ａを通る光は、屈折レンズ７を通過し
て光軸と交叉したのち光軸から離れながらＦＡに到達す
る。光路Ｋ３Ａを通る光は、屈折レンズ７で光軸と交叉
したのち光軸から離れながらＦＡに到達する。光路Ｋ４
Ａを通る光は、光軸と交叉して屈折レンズ７を通過し、
屈折レンズ７を通過してからは光軸と交叉せずにＦＡに
到達する。このように、光路Ｋ１Ａと光軸が交叉する点
ＦＸよりも屈折レンズ７から離れた位置かつＦＡよりも
屈折レンズ７に近い位置で、Ａから放射される光が通過
しない領域が存在する。この領域は、ＦＸとＦＡとＦ
Ａ’が形成する三角形の内側となる。この三角形の内側
に赤外受光素子３を設置することで、Ａ、Ａ’から放射
される光を受光しない体温放射受光部が得られる。

【００７１】受光したくないプローブ２内壁の領域中の
Ｂ点は、Ａよりも光軸から遠いため、屈折レンズ７によ
るＢの像点ＦＢがＦＡより光軸から遠くなることは周知
の通りである。従って、ＦＸとＦＡとＦＡ’が形成する
三角形の内側に赤外受光素子３を設置することによって
Ａ、Ａ’から放射される赤外線を受光しないようにすれ
ば、自動的にＢからの赤外線も受光しない構成となる。

【００７２】以上のように、ＦＸとＦＡとＦＡ’が形成
する三角形の内側に赤外受光素子３を設置することによ
って、光軸付近の受光したい領域、即ちプローブ２を通
過した鼓膜およびその近傍から放射される赤外線のみを
受光するような体温放射受光部が得られる。

【００７３】（実施例２）次に本発明の第２の実施例を
図５を用いて説明する。図５は本発明の第２の実施例に
おける脈波検出機能付き放射体温計の体温放射受光部お
よびプローブを示す構成図である。図５において、７は
屈折レンズ、３は赤外受光素子、４２は筐体である。
Ａ、Ａ’は屈折レンズ７の縁からプローブ２の内壁に接
するように引いた直線とプローブ２の先端の面との交点
で、図５のように直線的なプローブであればプローブ２
の先端内壁に位置する点である。Ｂはプローブ２の内壁
における点、即ち受光したくない領域の点、Ｆは屈折レ
ンズ７の焦点、ＦＡは屈折レンズ７によるＡの像点、Ｆ
Ａ’は屈折レンズ７によるＡ’の像点、ＦＢは屈折レン
ズ７によるＢの像点、Ｋ１ＡはＡから光軸に対して同じ
側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡへ進行する光（マ
ージナル光線）の光路、Ｋ２ＡはＡから光軸と平行に進
んで焦点Ｆを通過してＦＡに到達する光の光路、Ｋ３Ａ
はＡから屈折レンズ７の中心を通過してＦＡに到達する
光の光路、Ｋ４ＡはＡから光軸を挟んで反対側の屈折レ
ンズ７の縁を通過してＦＡに到達する光（マージナル光
線）の光路、Ｋ１Ａ’はＡ’から光軸に対して同じ側の
屈折レンズ７の縁を通過してＦＡ’へ進行する光（マー
ジナル光線）の光路、Ｋ２Ａ’はＡ’から光軸と平行に
進んで焦点Ｆを通過してＦＡ’に到達する光の光路、Ｋ
３Ａ’はＡ’から屈折レンズ７の中心を通過してＦＡ’
に到達する光の光路、Ｋ４Ａ’はＡ’から光軸を挟んで
反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡ’に到達する
光（マージナル光線）の光路、Ｋ３ＢはＢから屈折レン
ズ７の中心を通過してＦＢに到達する光の光路、Ｋ４Ｂ
はＢから光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過
してＦＢに到達する光（マージナル光線）の光路、ＦＸ
は光路Ｋ１Ａと光路Ｋ１Ａ’の交点、ＦＹは光路Ｋ４Ａ
と光路Ｋ４Ａ’の交点である。

【００７４】鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するよ
うな光学系を設計する。

【００７５】赤外受光素子３を筐体４２に取り付け、屈
折レンズ７を通過しない赤外線を赤外受光素子３で受光
しないようにする。屈折レンズ７を通った赤外線のみ受
光する構成にした上で以下の設計を行う。

【００７６】Ａから放射される光は光路Ｋ１Ａ、Ｋ２
Ａ、Ｋ３Ａ、Ｋ４Ａなどを通ってＡの像点ＦＡに到達す
る。幾何光学で周知の通り、Ａの像点ＦＡは光軸を挟ん
でＡと反対側に形成される。図５中に示すように、光路
Ｋ２Ａを通る光は、屈折レンズ７を通過してＦで光軸と
交叉してＦＡに到達し光軸から離れていく。同じよう
に、光路Ｋ１Ａを通る光は、屈折レンズ７を通過して光
軸と交叉してＦＡに到達し光軸から離れていく。光路Ｋ
３Ａを通る光は、屈折レンズ７で光軸と交叉してＦＡに
到達し光軸から離れていく。光路Ｋ４Ａを通る光は、光
軸と交叉して屈折レンズ７を通過し、屈折レンズ７を通
過してからは光軸と交叉せずにＦＡに到達し、その後光
軸に近づくかあるいは遠ざかっていく。このように、Ａ
の像点ＦＡよりも屈折レンズから離れた位置でＡから放
射される光が通過しない領域が存在する。この領域は、
ＦＡよりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４Ａと、
ＦＡ’よりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４Ａ’
で挟まれた領域である。この領域に赤外受光素子３を設
置することで、Ａ、Ａ’から放射される赤外線を受光し
ない光学系が実現できる。

【００７７】受光したくないプローブ２内壁の領域中の
Ｂ点は、Ａよりも光軸から遠いため、屈折レンズ７によ
るＢの像点ＦＢがＦＡより光軸から遠くなることは周知
の通りである。従って、ＦＡよりも屈折レンズ７から遠
い部分の光路Ｋ４Ａと、ＦＡ’よりも屈折レンズ７から
遠い部分の光路Ｋ４Ａ’で挟まれた領域内に赤外受光素
子を設置することによってＡ、Ａ’から放射される赤外
線を受光しないようにすれば、自動的にＢから放射され
る赤外線も受光しない構成となる。

【００７８】以上のように、ＦＡよりも屈折レンズ７か
ら遠い部分の光路Ｋ４Ａと、ＦＡ’よりも屈折レンズ７
から遠い部分の光路Ｋ４Ａ’で挟まれた領域内に赤外受
光素子３を設置することによって、光軸付近の受光した
い領域、即ち鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過した赤外線のみを受光するような体温放射受光
部が得られる。

【００７９】（実施例３）次に本発明の第３の実施例を
図６を用いて説明する。図６は本発明の第３の実施例に
おける脈波検出機能付き放射体温計の体温放射受光部お
よびプローブを示す構成図である。ここでプローブ２は
前記実施例と異なり、より外耳道に挿入し易いようＲ付
けの部分を持たせている。図６において、７は屈折レン
ズ、３は赤外受光素子、４２は筐体である。α、α’は
屈折レンズ７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプ
ローブ２内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わ
る仮想先端点、Ｆは屈折レンズ７の焦点、Ｆα、Ｆα’
はそれぞれ屈折レンズ７によるα、α’の像点、Ｋ１α
はαから光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過
してＦαへ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２
αはαから光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦαに
到達する光の光路、Ｋ３αはαから屈折レンズ７の中心
を通過してＦαに到達する光の光路、Ｋ４αはαから光
軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦαに
到達する光（マージナル光線）の光路、Ｋ１α’はα’
から光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過して
Ｆα’へ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２
α’はα’から光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦ
α’に到達する光の光路、Ｋ３α’はα’から屈折レン
ズ７の中心を通過してＦα’に到達する光の光路、Ｋ４
α’はα’から光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁
を通過してＦα’に到達する光（マージナル光線）の光
路、ＦＸは光路Ｋ１αと光軸との交点である。

【００８０】鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するよ
うな光学系を設計する。

【００８１】赤外受光素子３を筐体４２に取り付け、屈
折レンズ７を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受
光するようにする。屈折レンズ７を通った赤外線のみ受
光する構成にした上で以下の設計を行う。

【００８２】鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過した赤外光のみを受光するためには、プローブ
２から放射される赤外光を受光しないようにすればよ
い。そのため、受光したい領域と受光したくない領域の
境界に位置する点を仮想し、この点から、光軸に対して
この仮想した境界に位置する点と同じ側の屈折レンズ７
の縁を通過する光（マージナル光線）の光路よりも、光
軸から遠くに位置するようにプローブ２を設置すればよ
い。そこで、上記仮想の境界に位置する点を、屈折レン
ズ７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２
内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる点α、
α’として、ＦαとＦα’とＦＸで形成される三角形の
内側に赤外受光素子３を設置する。これにより、プロー
ブ２をαと屈折レンズ７の間で光路Ｋ１α、Ｋ１α’よ
りも光軸から遠くに位置させることになるため、プロー
ブ２からの光を受光しない光学系が得られる。

【００８３】上記について詳細を以下に述べる。αから
放射される光は光路Ｋ１α、Ｋ２α、Ｋ３α、Ｋ４αな
どを通ってαの像点Ｆαに到達する。幾何光学で周知の
通り、αの像点Ｆαは光軸を挟んでαと反対側に形成さ
れる。図６中に示すように、光路Ｋ２αを通る光は、屈
折レンズ７を通過してＦで光軸と交叉したのち光軸から
離れながらＦαに到達する。同じように、光路Ｋ１αを
通る光は、屈折レンズ７を通過して光軸と交叉したのち
光軸から離れながらＦαに到達する。光路Ｋ３αを通る
光は、屈折レンズ７で光軸と交叉したのち光軸から離れ
ながらＦαに到達する。光路Ｋ４αを通る光は、光軸と
交叉して屈折レンズ７を通過し、屈折レンズ７を通過し
てからは光軸と交叉せずにＦαに到達する。このよう
に、光路Ｋ１αと光軸が交叉する点ＦＸよりも屈折レン
ズ７から離れた位置かつＦαよりも屈折レンズ７に近い
位置で、αから放射される光が通過しない領域が存在す
る。同じように、α’についても、光路Ｋ１α’と光軸
が交叉する点よりも屈折レンズ７から離れた位置かつＦ
α’よりも屈折レンズ７に近い位置で、α’から放射さ
れる光が通過しない領域が存在する。この、Ｆα、Ｆ
α’、ＦＸで形成される三角形の内側よりに赤外受光素
子３を設置することで、α、α’から放射される光を受
光しない体温放射受光部が得られる。αと屈折レンズ７
の間の光路Ｋ１αより光軸から遠い部分からの光は、α
と同じ面内で光軸からの距離がαより大きい点からの光
と置き換えられる。この点の屈折レンズ７による像点は
Ｆαよりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通
りである。そのため、αからの光を受光しないようにす
れば、αよりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従
ってプローブ２からの光を受光しない。同様に、α’と
屈折レンズ７の間の光路Ｋ１α’より光軸から遠い部分
からの光は、α’と同じ面内で光軸からの距離がα’よ
り大きい点からの光と置き換えられる。この点の屈折レ
ンズ７による像点はＦα’よりも光軸から遠くなること
は幾何光学で周知の通りである。そのため、α’からの
光を受光しないようにすれば、α’よりも光軸から遠い
点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受
光しない。このように、ＦαとＦα’とＦＸで形成され
る三角形の内側に赤外受光素子３を設置することでα、
α’から放射される赤外線を受光しないようにすれば、
自動的にプローブ２から放射される赤外線も受光しない
構成となる。

【００８４】以下、αからの光を受光しないような赤外
受光素子３の位置を求める。

【００８５】赤外受光素子３はＦαよりも屈折レンズ７
に近い。この時、次式が成り立つ。

【００８６】ＬαＦ≧ｆ＋Ｌ３ （１） したがって、 Ｌ３≦ＬαＦ−ｆ （２） ここでＬαＦ屈折レンズ７の中心からαの像点Ｆαまで
の距離、ｆは屈折レンズ７の中心から焦点Ｆまでの距
離、Ｌ３は焦点Ｆから赤外受光素子３までの距離であ
る。

【００８７】図６に示すように、受光面は光路Ｋ１αと
光軸が交わる点ＦＸとＦαとの間であるので、αからＦ
αまでの各光路のうち受光面で赤外受光素子３に最も近
づくものはＫ１αである。したがって、αからの光を赤
外受光素子３で受光しないためには、次式を満たす必要
がある。

【００８８】ｒαＳ１＞ｒＳ （３） ここで、ｒαＳ１は光路Ｋ１αと赤外受光素子３の受光
面との交点ＦαＳ１から光軸までの距離、ｒＳは赤外受
光素子３の半径である。また屈折レンズ７の半径をｒ
３、光軸から像点Ｆαまでの距離をｒαＦとしたとき、
幾何光学で周知の通りｒ３、ｒαＦ、ｒαＳ１、Ｌ３、
ｆは幾何関係として（式４）を満たす。

【００８９】

【数５】

【００９０】したがって、（式５）を満たす。

【００９１】

【数６】

【００９２】（式５）を（式３）へ代入することで（式
６）が得られる。

【００９３】

【数７】

【００９４】（式２）、（式６）から、αから放射され
る光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式
７）となる。

【００９５】

【数８】

【００９６】さらにαから光軸までの距離をｒα、プロ
ーブ２の先端から屈折レンズ７の中心までの距離をＬα
としたときに、幾何光学で周知の通り、ｒα、Ｌα、ｒ
αＦ、ＬαＦは幾何関係として（式８）を満たす。

【００９７】

【数９】

【００９８】したがって、（式９）を満たす。

【００９９】

【数１０】

【０１００】（式９）を（式７）へ代入することによ
り、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しない
ための条件は（式１０）となる。

【０１０１】

【数１１】

【０１０２】また、ガウスの公式から（式１１）が成り
立つ。

【０１０３】

【数１２】

【０１０４】したがって、（式１２）が成り立つ。

【０１０５】

【数１３】

【０１０６】（式１２）を（式１０）に代入することに
より、αから放射される光を赤外受光素子４で受光しな
いための条件は（式１３）となる。

【０１０７】

【数１４】

【０１０８】以上のように、プローブ２先端のαから放
射される光を赤外受光素子３で受光しないためには、
（式７）、或いは（式１０）、或いは（式１３）を満た
すよう光学系を設計する必要がある。（式７）、（式１
０）、（式１３）で与えられるＬ３だけ、赤外受光素子
３を屈折レンズ７の焦点からずらして設置することで、
プローブ２から放射される赤外線を赤外受光素子３で受
光せずに、鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２
を通過した赤外線のみを赤外受光素子３で受光させるこ
とができる。

【０１０９】（実施例４）次に本発明の第４の実施例を
図７に基づいて説明する。図７は本発明の第４の実施例
における脈波検出機能付き放射体温計の体温放射受光部
およびプローブを示す構成図である。図７において、２
はプローブで実施例３と同様にＲ付けの部分を持たせて
いる。また７は屈折レンズ、３は赤外受光素子、４２は
筐体である。α、α’は屈折レンズ７の縁からこの縁と
光軸に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線がプ
ローブ２の先端面と交わる仮想先端点、Ｆは屈折レンズ
７の焦点、Ｆα、Ｆα’はそれぞれ屈折レンズ７による
α、α’の像点、Ｋ１αはαから光軸に対して同じ側の
屈折レンズ７の縁を通過してＦαへ進行する光（マージ
ナル光線）の光路、Ｋ２αはαから光軸と平行に進んで
焦点Ｆを通過してＦαに到達する光の光路、Ｋ３αはα
から屈折レンズ７の中心を通過してＦαに到達する光の
光路、Ｋ４αはαから光軸を挟んで反対側の屈折レンズ
７の縁を通過してＦαに到達する光（マージナル光線）
の光路、Ｋ１α’はα’から光軸に対して同じ側の屈折
レンズ７の縁を通過してＦα’へ進行する光（マージナ
ル光線）の光路、Ｋ２α’はα’から光軸と平行に進ん
で焦点Ｆを通過してＦα’に到達する光の光路、Ｋ３
α’はα’から屈折レンズ７の中心を通過してＦα’に
到達する光の光路、Ｋ４α’はα’から光軸を挟んで反
対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦα’に到達する光
（マージナル光線）の光路、ＦＸは光路Ｋ１αと光軸と
の交点である。

【０１１０】鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するよ
うな光学系を設計する。

【０１１１】赤外受光素子３を筐体４２に取り付け、屈
折レンズ７を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受
光するようにする。屈折レンズ７を通った赤外線のみ受
光する構成にした上で以下の設計を行う。

【０１１２】鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過した赤外光のみを受光するためには、プローブ
２から放射される赤外光を受光しないようにすればよ
い。そのため、受光したい領域と受光したくない領域の
境界に位置する点を仮想し、この点から、光軸に対して
この仮想した境界に位置する点と同じ側の屈折レンズ７
の縁を通過する光（マージナル光線）の光路よりも、光
軸から遠くに位置するようにプローブ２を設置すればよ
い。そこで、上記仮想の境界に位置する点を、屈折レン
ズ７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２
内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる点α、
α’として、Ｆαよりも屈折レンズ７から遠い部分の光
路Ｋ４αと、Ｆα’よりも屈折レンズ７から遠い部分の
光路Ｋ４α’で挟まれた領域に赤外受光素子３を設置す
る。これにより、プローブ２をαと屈折レンズ７の間で
光路Ｋ１α、Ｋ１α’よりも光軸から遠くに位置させる
ことになるため、プローブ２からの光を受光しない光学
系が得られる。

【０１１３】上記について詳細を以下に述べる。

【０１１４】αから放射される光は光路Ｋ１α、Ｋ２
α、Ｋ３α、Ｋ４αなどを通ってαの像点Ｆαに到達す
る。幾何光学で周知の通り、αの像点Ｆαは光軸を挟ん
でαと反対側に形成される。図７中に示すように、光路
Ｋ２αを通る光は、屈折レンズ７を通過してＦで光軸と
交叉してＦαに到達し光軸から離れていく。同じよう
に、光路Ｋ１αを通る光は、屈折レンズ７を通過して光
軸と交叉してＦαに到達し光軸から離れていく。光路Ｋ
３αを通る光は、屈折レンズ７で光軸と交叉してＦαに
到達し光軸から離れていく。光路Ｋ４αを通る光は、光
軸と交叉して屈折レンズ７を通過し、屈折レンズ７を通
過してからは光軸と交叉せずにＦαに到達し、その後光
軸に近づくかあるいは遠ざかっていく。このように、α
の像点Ｆαよりも屈折レンズ７から離れた位置でαから
放射される光が通過しない領域が存在する。同じように
α’についても、α’の像点Ｆα’よりも屈折レンズ７
から離れた位置でα’から放射される光が通過しない領
域が存在する。この、Ｆαよりも屈折レンズ７から遠い
部分の光路Ｋ４αと、Ｆα’よりも屈折レンズ７から遠
い部分の光路Ｋ４α’で挟まれた領域内に赤外受光素子
を設置することによってα、α’から放射される赤外線
を受光しない体温放射受光部が得られる。αと屈折レン
ズ７の間の光路Ｋ１αより光軸から遠い部分からの光
は、αと同じ面内で光軸からの距離がαより大きい点か
らの光と置き換えられる。この点の屈折レンズ７による
像点はＦαよりも光軸から遠くなることは幾何光学で周
知の通りである。そのため、αからの光を受光しないよ
うにすれば、αよりも光軸から遠い点からの光を受光せ
ず、従ってプローブ２からの光を受光しない。同様に、
α’と屈折レンズ７の間の光路Ｋ１α’より光軸から遠
い部分からの光は、α’と同じ面内で光軸からの距離が
α’より大きい点からの光と置き換えられる。この点の
屈折レンズ７による像点はＦα’よりも光軸から遠くな
ることは幾何光学で周知の通りである。そのため、α’
からの光を受光しないようにすれば、α’よりも光軸か
ら遠い点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの
光を受光しない。このように、Ｆαよりも屈折レンズ７
から遠い部分の光路Ｋ４αと、Ｆα’よりも屈折レンズ
７から遠い部分の光路Ｋ４α’で挟まれた領域に赤外受
光素子３を設置することでα、α’から放射される赤外
線を受光しないようにすれば、自動的にプローブ２から
放射される赤外線も受光しない構成となる。

【０１１５】以下、αからの光を受光しないような赤外
受光素子３の位置を求める。

【０１１６】赤外受光素子３はＦαよりも屈折レンズ７
から遠い。この時、次式が成り立つ。

【０１１７】ＬαＦ≦ｆ＋Ｌ３ （１４） したがって、 Ｌ３≧ＬαＦ−ｆ （１５） ここでＬαＦは屈折レンズ７の中心からαの像点Ｆαま
での距離、ｆは屈折レンズ７の中心から焦点Ｆまでの距
離、Ｌ３は焦点Ｆから赤外受光素子３までの距離であ
る。

【０１１８】図７に示すように、受光面はＦαよりも屈
折レンズ７から遠いので、αからＦαまでの各光路のう
ち受光面で赤外受光素子３に最も近づくものはＫ４αで
ある。したがって、αからの光を赤外受光素子３で受光
しないためには、次式を満たす必要がある。

【０１１９】ｒαＳ４＞ｒＳ （１６） ここで、ｒαＳ４は光路Ｋ４αと赤外受光素子３の受光
面との交点ＦαＳ４から光軸までの距離、ｒＳは赤外受
光素子３の半径である。また屈折レンズ７の半径をｒ
３、光軸から像点Ｆαまでの距離をｒαＦとしたとき、
幾何光学で周知の通りｒ３、ｒαＦ、ＬαＦ、ｒαＳ
４、Ｌ３、ｆは幾何関係として（式１７）を満たす。

【０１２０】

【数１５】

【０１２１】したがって（式１８）を満たす。

【０１２２】

【数１６】

【０１２３】（式１８）を（式１６）へ代入することで
（式１９）が得られる。

【０１２４】

【数１７】

【０１２５】（式１５）、（式１９）から、αから放射
される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は
（式２０）となる。

【０１２６】

【数１８】

【０１２７】さらにαから光軸までの距離をｒα、プロ
ーブ２の先端から屈折レンズ７の中心までの距離をＬα
としたときに、幾何光学で周知の通り、ｒα、Ｌα、ｒ
αＦ、ＬαＦは幾何関係として前記した（式８）を満た
す。したがって前記した（式９）を満たす。

【０１２８】（式９）を（式２０）へ代入することによ
り、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しない
ための条件は（式２１）となる。

【０１２９】

【数１９】

【０１３０】また、ガウスの公式から前記した（式１
１）が成り立つ。したがって前記した（式１２）が成り
立つ。

【０１３１】（式１２）を（式２１）に代入することに
より、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しな
いための条件は（式２２）となる。

【０１３２】

【数２０】

【０１３３】以上のように、αから放射される光を赤外
受光素子３で受光しないためには、（式２０）、或いは
（式２１）、或いは（式２２）の条件を満たすよう光学
系を設計する必要がある。（式２０）、（式２１）、
（式２２）で与えられるＬ３だけ、受光素子３を屈折レ
ンズ７の焦点からずらして設置することで、プローブ２
から放射される赤外線を赤外受光素子３で受光せずに、
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した
赤外線のみを赤外受光素子３で受光させることができ
る。

【０１３４】以上、体温放射受光部の集光素子として屈
折レンズを用いた例を説明したが、透過型回折レンズを
用いても同様に赤外受光素子を配置することにより鼓膜
およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外
線のみを赤外受光素子３で受光させることができる他、
レンズの成形が容易という効果がある。

【０１３５】（実施例５）次に本発明の第５の実施例を
図８を用いて説明する。図８は本発明の第５の実施例に
おける脈波検出機能付き放射体温計の体温放射受光部お
よびプローブを示す構成図である。ここで集光素子７は
前記実施例と異なり、集光ミラーを用いている。図８に
おいて、２はプローブ、３は赤外受光素子、４２は筐体
である。α、α’は集光ミラー７の縁からこの縁と光軸
に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線がプロー
ブ２の先端面と交わる仮想先端点、Ｆは集光ミラー７の
焦点、Ｆα、Ｆα’はそれぞれ集光ミラー７によるα、
α’の像点、Ｋ１αはαから光軸に対して同じ側の集光
ミラー７の縁で反射してＦαへ進行する光（マージナル
光線）の光路、Ｋ２αはαから光軸と平行に進んで焦点
Ｆを通過してＦαに到達する光の光路、Ｋ３αはαから
集光ミラー７の中心で反射してＦαに到達する光の光
路、Ｋ４αはαから光軸を挟んで反対側の集光ミラー７
の縁で反射してＦαに到達する光（マージナル光線）の
光路、Ｋ１α’はα’から光軸に対して同じ側の集光ミ
ラー７の縁で反射してＦα’へ進行する光（マージナル
光線）の光路、Ｋ２α’はα’から光軸と平行に進んで
焦点Ｆを通過してＦα’に到達する光の光路、Ｋ３α’
はα’から集光ミラー７の中心で反射してＦα’に到達
する光の光路、Ｋ４α’はα’から光軸を挟んで反対側
の集光ミラー７の縁で反射してＦα’に到達する光（マ
ージナル光線）の光路、ＦＸは光路Ｋ１αと光軸との交
点である。

【０１３６】鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するよ
うな光学系を設計する。

【０１３７】赤外受光素子３を筐体４２に取り付け、集
光ミラー７で反射する赤外線のみを赤外受光素子３で受
光するようにする。集光ミラー７で反射した赤外線のみ
受光する構成にした上で以下の設計を行う。

【０１３８】鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過した赤外光のみを受光するためには、プローブ
２から放射される赤外光を受光しないようにすればよ
い。そのため、受光したい領域と受光したくない領域の
境界に位置する点を仮想し、この点から、光軸に対して
この仮想した境界に位置する点と同じ側の集光ミラー７
の縁で反射する光（マージナル光線）の光路よりも、光
軸から遠くに位置するようにプローブ２を設置すればよ
い。そこで、上記仮想の境界に位置する点を、集光ミラ
ー７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２
内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる点α、
α’として、ＦαとＦα’とＦＸで形成される三角形の
内側に赤外受光素子３を設置する。これにより、プロー
ブ２をαと集光ミラー７の間で光路Ｋ１α、Ｋ１α’よ
りも光軸から遠くに位置させることになるため、プロー
ブ２からの光を受光しない光学系が得られる。

【０１３９】上記について詳細を以下に述べる。αから
放射される光は光路Ｋ１α、Ｋ２α、Ｋ３α、Ｋ４αな
どを通ってαの像点Ｆαに到達する。幾何光学で周知の
通り、αの像点Ｆαは光軸を挟んでαと反対側に形成さ
れる。図８中に示すように、光路Ｋ２αを通る光は、集
光ミラー７で反射してＦで光軸と交叉したのち光軸から
離れながらＦαに到達する。同じように、光路Ｋ１αを
通る光は、集光ミラー７で反射して光軸と交叉したのち
光軸から離れながらＦαに到達する。光路Ｋ３αを通る
光は、集光ミラー７で光軸と交叉したのち光軸から離れ
ながらＦαに到達する。光路Ｋ４αを通る光は、光軸と
交叉して集光ミラー７で反射し、集光ミラー７で反射し
てからは光軸と交叉せずにＦαに到達する。このよう
に、光路Ｋ１αと光軸が交叉する点ＦＸよりも集光ミラ
ー７から離れた位置かつＦαよりも集光ミラー７に近い
位置で、αから放射される光が通過しない領域が存在す
る。同じように、α’についても、光路Ｋ１α’と光軸
が交叉する点よりも集光ミラー７から離れた位置かつＦ
α’よりも集光ミラー７に近い位置で、α’から放射さ
れる光が通過しない領域が存在する。この、Ｆα、Ｆ
α’、ＦＸで形成される三角形の内側よりに赤外受光素
子３を設置することで、α、α’から放射される光を受
光しない体温放射受光部が得られる。αと集光ミラー７
の間の光路Ｋ１αより光軸から遠い部分からの光は、α
と同じ面内で光軸からの距離がαより大きい点からの光
と置き換えられる。この点の集光ミラー７による像点は
Ｆαよりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通
りである。そのため、αからの光を受光しないようにす
れば、αよりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従
ってプローブ２からの光を受光しない。同様に、α’と
集光ミラー７の間の光路Ｋ１α’より光軸から遠い部分
からの光は、α’と同じ面内で光軸からの距離がα’よ
り大きい点からの光と置き換えられる。この点の集光ミ
ラー７による像点はＦα’よりも光軸から遠くなること
は幾何光学で周知の通りである。そのため、α’からの
光を受光しないようにすれば、α’よりも光軸から遠い
点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受
光しない。このように、ＦαとＦα’とＦＸで形成され
る三角形の内側に赤外受光素子３を設置することでα、
α’から放射される赤外線を受光しないようにすれば、
自動的にプローブ２から放射される赤外線も受光しない
構成となる。

【０１４０】以下、αからの光を受光しないような赤外
受光素子３の位置を求める。

【０１４１】赤外受光素子３はＦαよりも集光ミラーに
近い。この時、（式１）が成り立ち、したがって（式
２）が成り立つ。ここでＬαＦは集光ミラー７の中心か
らαの像点Ｆαまでの距離、ｆは集光ミラー７の中心か
ら焦点Ｆまでの距離、Ｌ３は焦点Ｆから赤外受光素子３
までの距離である。

【０１４２】図６に示すように、受光面は光路Ｋ１αと
光軸が交わる点ＦＸとＦαとの間であるので、αからＦ
αまでの各光路のうち受光面で赤外受光素子３に最も近
づくものはＫ１αである。したがって、αからの光を赤
外受光素子３で受光しないためには、（式３）を満たす
必要がある。ここで、ｒαＳ１は光路Ｋ１αと赤外受光
素子３の受光面との交点ＦαＳ１から光軸までの距離、
ｒＳは赤外受光素子３の半径である。また集光ミラー７
の半径をｒ３、光軸から像点Ｆαまでの距離をｒαＦと
したとき、幾何光学で周知の通りｒ３、ｒαＦ、ｒαＳ
１、Ｌ３、ｆは幾何関係として（式４）を満たし、した
がって（式５）を満たす。また（式５）を（式３）へ代
入することで（式６）が得られる。（式２）、（式６）
から、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しな
いための条件は（式７）となる。

【０１４３】さらにαから光軸までの距離をｒα、プロ
ーブ２の先端から集光ミラー７の中心までの距離をＬα
としたときに、幾何光学で周知の通り、ｒα、Ｌα、ｒ
αＦ、ＬαＦは幾何関係として（式８）を満たし、した
がって、（式９）を満たす。（式９）を（式７）へ代入
することにより、αから放射される光を赤外受光素子３
で受光しないための条件は（式１０）となる。また、ガ
ウスの公式から（式１１）が成り立ち、したがって、
（式１２）が成り立つ。（式１２）を（式１０）に代入
することにより、αから放射される光を赤外受光素子３
で受光しないための条件は（式１３）となる。

【０１４４】以上のように、プローブ２先端のαから放
射される光を赤外受光素子３で受光しないためには、
（式７）、或いは（式１０）、或いは（式１３）を満た
すよう光学系を設計する必要がある。（式７）、（式１
０）、（式１３）で与えられるＬ３だけ、赤外受光素子
３を集光ミラー７の焦点からずらして設置することで、
プローブ２から放射される赤外線を赤外受光素子３で受
光せずに、鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２
を通過した赤外線のみを赤外受光素子３で受光させるこ
とができる。

【０１４５】（実施例６）次に本発明の第６の実施例を
図９に基づいて説明する。図９は本発明の第６の実施例
における脈波検出機能付き放射体温計の体温放射受光部
およびプローブを示す構成図である。図９において、２
はプローブ、７は集光ミラー、３は赤外受光素子、４２
は筐体である。α、α’は集光ミラー７の縁からこの縁
と光軸に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線が
プローブ２の先端面と交わる仮想先端点、Ｆは集光ミラ
ー７の焦点、Ｆα、Ｆα’はそれぞれ集光ミラー７によ
るα、α’の像点、Ｋ１αはαから光軸に対して同じ側
の集光ミラー７の縁で反射してＦαへ進行する光（マー
ジナル光線）の光路、Ｋ２αはαから光軸と平行に進ん
で焦点Ｆを通過してＦαに到達する光の光路、Ｋ３αは
αから集光ミラー７の中心で反射してＦαに到達する光
の光路、Ｋ４αはαから光軸を挟んで反対側の集光ミラ
ー７の縁で反射してＦαに到達する光（マージナル光
線）の光路、Ｋ１α’はα’から光軸に対して同じ側の
集光ミラー７の縁を通過してＦα’へ進行する光（マー
ジナル光線）の光路、Ｋ２α’はα’から光軸と平行に
進んで焦点Ｆを通過してＦα’に到達する光の光路、Ｋ
３α’はα’から集光ミラー７の中心で反射してＦα’
に到達する光の光路、Ｋ４α’はα’から光軸を挟んで
反対側の集光ミラー７の縁で反射してＦα’に到達する
光（マージナル光線）の光路、ＦＸは光路Ｋ１αと光軸
との交点である。

【０１４６】鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するよ
うな光学系を設計する。

【０１４７】赤外受光素子３を筐体４２に取り付け、集
光ミラー７で反射する赤外線のみを赤外受光素子３で受
光するようにする。集光ミラー７で反射した赤外線のみ
受光する構成にした上で以下の設計を行う。

【０１４８】鼓膜およびその近傍から放射されプローブ
２を通過した赤外光のみを受光するためには、プローブ
２から放射される赤外光を受光しないようにすればよ
い。そのため、受光したい領域と受光したくない領域の
境界に位置する点を仮想し、この点から、光軸に対して
この仮想した境界に位置する点と同じ側の集光ミラー７
で反射する光（マージナル光線）の光路よりも、光軸か
ら遠くに位置するようにプローブ２を設置すればよい。
そこで、上記仮想の境界に位置する点を、集光ミラー７
の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２内壁
へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる点α、α’
として、Ｆαよりも集光ミラー７から遠い部分の光路Ｋ
４αと、Ｆα’よりも集光ミラー７から遠い部分の光路
Ｋ４α’で挟まれた領域に赤外受光素子３を設置する。
これにより、プローブ２をαと集光ミラー７の間で光路
Ｋ１α、Ｋ１α’よりも光軸から遠くに位置させること
になるため、プローブ２からの光を受光しない光学系が
得られる。

【０１４９】上記について詳細を以下に述べる。

【０１５０】αから放射される光は光路Ｋ１α、Ｋ２
α、Ｋ３α、Ｋ４αなどを通ってαの像点Ｆαに到達す
る。幾何光学で周知の通り、αの像点Ｆαは光軸を挟ん
でαと反対側に形成される。図９中に示すように、光路
Ｋ２αを通る光は、集光ミラー７で反射してＦで光軸と
交叉してＦαに到達し光軸から離れていく。同じよう
に、光路Ｋ１αを通る光は、集光ミラー７で反射して光
軸と交叉してＦαに到達し光軸から離れていく。光路Ｋ
３αを通る光は、集光ミラー７で光軸と交叉してＦαに
到達し光軸から離れていく。光路Ｋ４αを通る光は、光
軸と交叉して集光ミラー７で反射し、集光ミラー７で反
射してからは光軸と交叉せずにＦαに到達し、その後光
軸に近づくかあるいは遠ざかっていく。このように、α
の像点Ｆαよりも集光ミラー７から離れた位置でαから
放射される光が通過しない領域が存在する。同じように
α’についても、αの像点Ｆαよりも集光ミラー７から
離れた位置でαから放射される光が通過しない領域が存
在する。この、Ｆαよりも集光ミラー７から遠い部分の
光路Ｋ４αと、Ｆα’よりも集光ミラー７から遠い部分
の光路Ｋ４α’で挟まれた領域内に赤外受光素子３を設
置することによってα、α’から放射される赤外線を受
光しない体温放射受光部が得られる。αと集光ミラー７
の間の光路Ｋ１αより光軸から遠い部分からの光は、α
と同じ面内で光軸からの距離がαより大きい点からの光
と置き換えられる。この点の集光ミラー７による像点は
Ｆαよりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通
りである。そのため、αからの光を受光しないようにす
れば、αよりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従
ってプローブ２からの光を受光しない。同様に、α’と
集光ミラー７の間の光路Ｋ１α’より光軸から遠い部分
からの光は、α’と同じ面内で光軸からの距離がα’よ
り大きい点からの光と置き換えられる。この点の集光ミ
ラー７による像点はＦα’よりも光軸から遠くなること
は幾何光学で周知の通りである。そのため、α’からの
光を受光しないようにすれば、α’よりも光軸から遠い
点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受
光しない。このように、Ｆαよりも集光ミラー７から遠
い部分の光路Ｋ４αと、Ｆα’よりも集光ミラー７から
遠い部分の光路Ｋ４α’で挟まれた領域に赤外受光素子
３を設置することでα、α’から放射される赤外線を受
光しないようにすれば、自動的にプローブ２から放射さ
れる赤外線も受光しない構成となる。

【０１５１】以下、αからの光を受光しないような赤外
受光素子３の位置を求める。

【０１５２】赤外受光素子３はＦαよりも集光ミラー７
から遠い。この時、（式１４）が成り立ち、したがって
（式１５）が成り立つ。ここでＬαＦは集光ミラー７の
中心からαの像点Ｆαまでの距離、ｆは集光ミラー７の
中心から焦点Ｆまでの距離、Ｌ３は焦点Ｆから赤外受光
素子３までの距離である。

【０１５３】図９に示すように、受光面はＦαよりも集
光ミラー７から遠いので、αからＦαまでの各光路のう
ち受光面で赤外受光素子３に最も近づくものはＫ４αで
ある。したがって、αからの光を赤外受光素子３で受光
しないためには、（式１６）を満たす必要がある。ここ
で、ｒαＳ４は光路Ｋ４αと赤外受光素子３の受光面と
の交点ＦαＳ４から光軸までの距離、ｒＳは赤外受光素
子３の半径である。また集光ミラー７の半径をｒ３、光
軸から像点Ｆαまでの距離をｒαＦとしたとき、幾何光
学で周知の通りｒ３、ｒαＦ、ＬαＦ、ｒαＳ４、Ｌ
３、ｆは幾何関係として（式１７）を満たし、したがっ
て（式１８）を満たす。（式１８）を（式１６）式へ代
入することで（式１９）が得られる。（式１５）、（式
１９）から、αから放射される光を赤外受光素子３で受
光しないための条件は（式２０）となる。

【０１５４】さらにαから光軸までの距離をｒα、プロ
ーブ２の先端から集光ミラー７の中心までの距離をＬα
としたときに、幾何光学で周知の通り、ｒα、Ｌα、ｒ
αＦ、ＬαＦは幾何関係として（式８）を満たし、した
がって（式９）を満たす。（式９）を（式２０）へ代入
することにより、αから放射される光を赤外受光素子３
で受光しないための条件は（式２１）となる。また、ガ
ウスの公式から（式１１）が成り立つので、（式１２）
が成り立つ。（式１２）を（式２１）に代入することに
より、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しな
いための条件は（式２２）となる。

【０１５５】以上のように、αから放射される光を赤外
受光素子３で受光しないためには、（式２０）、或いは
（式２１）、或いは（式２２）の条件を満たすよう光学
系を設計する必要がある。（式２０）、（式２１）、
（式２２）で与えられるＬ３だけ、赤外受光素子３を集
光ミラー７の焦点からずらして設置することで、プロー
ブ２から放射される赤外線を赤外受光素子３で受光せず
に、鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過
した赤外線のみを赤外受光素子３で受光させることがで
きる。

【０１５６】以上、体温放射受光部の集光素子として集
光ミラーを用いた例を説明したが、屈折レンズを使う場
合に比べ、透過損失がなく受光量を増大させる効果があ
る。また、反射型回折レンズを用いても同様に赤外受光
素子３を配置することにより鼓膜およびその近傍から放
射されプローブ２を通過した赤外線のみを赤外受光素子
３で受光させることができる他、ミラーの成形が容易と
いう効果がある。

【０１５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の脈波検出機
能付き放射体温計は以下の効果を有する。

【０１５８】本発明の請求項１にかかる脈波検出機能付
き放射体温計によれば、鼓膜およびその近傍から直接放
射される赤外線のみを受光する外耳道の外に位置するよ
うに配置された体温放射受光部からの出力を体温信号処
理手段で温度に演算すると同時に、外耳道もしくはその
近傍の血流情報を光電的に得る脈波採取手段からの出力
を脈波信号演算手段により演算し、これら体温信号処理
手段の演算結果の温度と脈波信号処理手段の演算結果を
報知手段で報知するので、脈波採取手段の発熱や体温の
熱伝導等による鼓膜およびその近傍以外からの熱輻射の
影響を受けず、正確な鼓膜温度測定と脈波検出を同時に
実現することができる。また、体温放射受光部は外耳道
の外に位置するように配置されているので測定中に体温
放射受光部の温度変化が少なく、正確な体温測定を実現
できる。

【０１５９】本発明の請求項２にかかる脈波検出機能付
き放射体温計によれば、脈波信号処理手段は脈波採取手
段の出力信号から脈拍数を演算して出力するので、正確
な鼓膜温度測定と脈拍数測定を同時に実現することがで
きる。

【０１６０】本発明の請求項３にかかる脈波検出機能付
き放射体温計によれば、加速度脈波演算手段が脈波採取
手段の出力信号から加速度脈波脈波波形を算出しさらに
波形タイプを判定して出力するので、正確な鼓膜温度測
定と加速度脈波による循環機能診断を同時に実現するこ
とができる。

【０１６１】本発明の請求項４にかかる脈波検出機能付
き放射体温計によれば、報知手段は体温信号処理手段の
演算結果の温度もしくは脈波信号処理手段の演算結果を
音声で報知するので、鼓膜およびその近傍以外からの熱
輻射の影響を受けず、音声による報知や脈拍数検出のた
めに耳に挿入している時間が長くなっても正確な鼓膜温
度を検出することができるため、実質的な音声報知が可
能で、暗闇での検温や目の不自由な人の検温も可能とな
る。

【０１６２】本発明の請求項５にかかる脈波検出機能付
き放射体温計によれば、体温信号処理手段は演算結果の
温度と脈波信号処理手段の演算結果とを基に体調を診断
し診断結果を音声で報知するので、他の体温測定方法と
の違いによる検温結果の違いに対して使用者が誤った判
断をすることはない。

【０１６３】本発明の請求項６にかかる脈波検出機能付
き放射体温計によれば、体温放射受光部の赤外受光素子
には集光素子で集光された赤外線が入射し、また赤外受
光素子を集光素子の焦点位置から後方に離して設置する
ことで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を
赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光
領域を制限することができる。その結果、鼓膜およびそ
の近傍から放射されプローブを通過した放射光のみをス
ポット的に検出することができ、プローブの温度変化の
影響が測定誤差要因とならないので耳に挿入している時
間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的
に音声報知が可能となる上、さらに、プローブに脈波採
取手段を構成しても発熱や光漏れによる誤差を生じさせ
ず正確な体温測定と脈波検出を同時に実現できる。ま
た、体温放射受光部は外耳道の外に位置するように配置
されているので測定中に体温放射受光部の温度変化が少
なく、正確な体温測定を実現できる。

【０１６４】本発明の請求項７にかかる脈波検出機能付
き放射体温計によれば、赤外受光素子は仮想先端点と同
じ側の集光素子の縁を通過して集光素子による仮想先端
点の像点へ到達する光路と光軸との交点よりも集光素子
から遠く且つ集光素子による仮想先端点の像点よりも集
光素子に近い領域に設置することで、プローブ内壁から
集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ
進行させることができ、受光領域を制限することができ
る。その結果、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜
およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入して
いる時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、
実質的に音声報知が可能となる上、さらに、プローブに
脈波採取手段を構成しても発熱や光漏れによる誤差を生
じさせず正確な体温測定と脈波検出を同時に実現でき
る。

【０１６５】本発明の請求項８にかかる脈波検出機能付
き放射体温計によれば、赤外受光素子は仮想先端点と同
じ側の集光素子の縁を通過して集光素子による仮想先端
点の像点へ到達する光路と光軸との交点と、集光素子に
よる仮想先端点の２つの像点とで形成される、集光素子
の子午面内の三角形内に設置することで、プローブ内壁
から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位
置へ進行させることができ、受光領域を制限することが
できる。その結果、プローブの温度変化の影響を受けず
鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入
している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成ら
ず、実質的に音声報知が可能となる上、さらに、プロー
ブに脈波採取手段を構成しても発熱や光漏れによる誤差
を生じさせず正確な体温測定と脈波検出を同時に実現で
きる。

【０１６６】本発明の請求項９にかかる脈波検出機能付
き放射体温計によれば、赤外受光素子を、集光素子の縁
から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブ
の内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端
の面と交叉する仮想先端点の集光素子による像点よりも
前記集光素子から遠い領域に設置することで、プローブ
内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外
の位置へ進行させることができ、受光領域を制限するこ
とができる。その結果、プローブの温度変化の影響を受
けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に
挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは
成らず、実質的に音声報知が可能となる上、さらに、プ
ローブに脈波採取手段を構成しても発熱や光漏れによる
誤差を生じさせず正確な体温測定と脈波検出を同時に実
現できる。

【０１６７】本発明の請求項１０にかかる脈波検出機能
付き放射体温計によれば、赤外受光素子を、集光素子の
縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプロー
ブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先
端の面と交叉する仮想先端点から光軸を挟んで前記仮想
先端点と反対側の前記集光素子の縁を通過して前記集光
素子による前記仮想先端点の像点へ到達する前記集光素
子の子午面内の２つの光路で挟まれた領域に設置するこ
とで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤
外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領
域を制限することができる。その結果、プローブの温度
変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定で
きるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温
度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる
上、さらに、プローブに脈波採取手段を構成しても発熱
や光漏れによる誤差を生じさせず正確な体温測定と脈波
検出を同時に実現できる。

【０１６８】本発明の請求項１１にかかる脈波検出機能
付き放射体温計によれば、赤外受光素子は集光素子の焦
点距離ｆと、赤外受光素子の半径ｒＳと、仮想先端点と
光軸との距離ｒαと、仮想先端点と集光素子との距離Ｌ
αと、集光素子の半径ｒ３を用いて、前記の（式１３）
で与えられるＬ３だけ集光素子の焦点よりも集光素子か
ら遠くに設置することで、プローブ内壁から集光素子に
入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させる
ことができ、受光領域を制限することができる。その結
果、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその
近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が
長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音
声報知が可能となる上、さらに、プローブに脈波採取手
段を構成しても発熱や光漏れによる誤差を生じさせず正
確な体温測定と脈波検出を同時に実現できる。

【０１６９】本発明の請求項１２にかかる脈波検出機能
付き放射体温計によれば、赤外受光素子は集光素子の焦
点距離ｆと、赤外受光素子の半径ｒＳと、仮想先端点と
光軸との距離ｒαと、仮想先端点と前記集光素子との距
離Ｌαと、集光素子の半径ｒ３を用いて、前記の（式２
２）で表されるＬ３だけ前記集光素子の焦点よりも集光
素子から遠くに設置することで、プローブ内壁から集光
素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行
させることができ、受光領域を制限することができる。
その結果、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およ
びその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している
時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質
的に音声報知が可能となる上、さらに、プローブに脈波
採取手段を構成しても発熱や光漏れによる誤差を生じさ
せず正確な体温測定と脈波検出を同時に実現できる。

【０１７０】本発明の請求項１３にかかる脈波検出機能
付き放射体温計によれば、屈折レンズにより、赤外受光
素子には集光された赤外線が入射するので、受光領域を
制限することができ、プローブの温度変化の影響を受け
ず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿
入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成
らず、実質的に音声報知が可能となる上、さらに、プロ
ーブに脈波採取手段を構成しても発熱や光漏れによる誤
差を生じさせず正確な体温測定と脈波検出を同時に実現
できる。

【０１７１】本発明の請求項１４にかかる脈波検出機能
付き放射体温計によれば、透過型回折レンズにより、赤
外受光素子には集光された赤外線が入射するので、受光
領域を制限することができ、プローブの温度変化の影響
を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、
耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因
とは成らず、実質的に音声報知が可能となる上、さら
に、プローブに脈波採取手段を構成しても発熱や光漏れ
による誤差を生じさせず正確な体温測定と脈波検出を同
時に実現できる。また、容易に製造できる効果がある。

【０１７２】本発明の請求項１５にかかる脈波検出機能
付き放射体温計によれば、集光ミラーにより、赤外受光
素子には集光された赤外線が入射するので、受光領域を
制限することができ、プローブの温度変化の影響を受け
ず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿
入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成
らず、実質的に音声報知が可能となる上、さらに、プロ
ーブに脈波採取手段を構成しても発熱や光漏れによる誤
差を生じさせず正確な体温測定と脈波検出を同時に実現
できる。さらに、透過損失が無く赤外光を有効に赤外受
光素子に導く効果がある。

【０１７３】また本発明の請求項１６にかかる脈波検出
機能付き放射体温計によれば、反射型回折レンズによ
り、赤外受光素子には集光された赤外線が入射するの
で、受光領域を制限することができ、プローブの温度変
化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定でき
るので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度
誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる
上、さらに、プローブに脈波採取手段を構成しても発熱
や光漏れによる誤差を生じさせず正確な体温測定と脈波
検出を同時に実現できる。さらに、透過損失が無く赤外
光を有効に赤外受光素子に導く効果があり、また製造が
容易という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における脈波検出機能付
き放射体温計の構成ブロック図

【図２】心電計による心電図とともに示した同脈波検出
機能付き放射体温計の脈波採取手段と加速度脈波算出手
段の出力図

【図３】同脈波検出機能付き放射体温計で用いる加速度
脈波波形のパターン図

【図４】同脈波検出機能付き放射体温計の体温放射受光
部の要部拡大図

【図５】本発明の第２の実施例における体温放射受光部
の要部拡大図

【図６】本発明の第３の実施例における体温放射受光部
の要部拡大図

【図７】本発明の第４の実施例における体温放射受光部
の要部拡大図

【図８】本発明の第５の実施例における体温放射受光部
の要部拡大図

【図９】本発明の第６の実施例における体温放射受光部
の要部拡大図

【図１０】第１の従来例における放射体温計の構成図

【図１１】第２の従来例における放射体温計の構成図

【図１２】反射材料の反射角度と輻射率の関係を示す特
性図

【図１３】第３の従来例における脈波検出機能付き体温
計の構成図

【符号の説明】

２ プローブ ３ 赤外受光素子 ７ 集光素子 ２３ 体温放射受光部 ２８ 脈波採取手段 ３１ 脈波信号処理手段 ３３ 脈拍数演算手段 ３４ 加速度脈波演算手段 ３７ 報知手段 ４０ 音声報知手段

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鼓膜およびその近傍から直接放射される赤
   外線のみを受光する外耳道の外に位置するように配置さ
   れた体温放射受光部と、前記体温放射受光部の出力を温
   度に演算する体温信号処理手段と、外耳道もしくはその
   近傍の血流情報を得る脈波採取手段と、前記脈波採取手
   段の出力を演算する脈波信号処理手段と、前記体温信号
   処理手段と前記脈波信号処理手段との出力を報知する報
   知手段とからなり、前記体温放射受光部は鼓膜およびそ
   の近傍以外からの熱輻射の影響を受けない構成とする脈
   波検出機能付き放射体温計。
2. 【請求項２】脈波信号処理手段は脈波採取手段の出力信
   号から脈拍数を演算して出力する請求項1記載の脈波検
   出機能付き放射体温計。
3. 【請求項３】脈波信号処理手段は脈波採取手段の出力信
   号を２次微分して加速度脈波を算出しその形状から波形
   タイプを判定して出力する加速度脈波演算手段を持つ請
   求項1ないし２のいずれか１項に記載の脈波検出機能付
   き放射体温計。
4. 【請求項４】報知手段は体温信号処理手段の演算結果の
   温度もしくは脈波信号処理手段の演算結果を音声で報知
   する音声報知手段を有する請求項１ないし３のいずれか
   １項に記載の脈波検出機能付き放射体温計。
5. 【請求項５】体温信号処理手段の演算結果の温度と脈波
   信号処理手段の演算結果を基に体調を診断する体調診断
   手段を持ち、報知手段は体調診断手段の診断結果を報知
   する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の脈波検出
   機能付き放射体温計。
6. 【請求項６】外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜
   およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプロ
   ーブと、前記プローブを通過した赤外線を受光する外耳
   道の外に位置するように配置された体温放射受光部と、
   前記体温放射受光部の出力を温度に演算する体温信号処
   理手段と、前記プローブの外耳道に面する側に構成され
   外耳道もしくはその近傍の血流情報を得る脈波採取手段
   と、前記脈波採取手段の出力を演算する脈波信号処理手
   段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段とか
   らなり、前記体温受光部は少なくともプローブを通過し
   た赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光さ
   れた赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受
   光素子を前記集光素子の焦点位置から後方に離して設置
   することにより受光領域を制限する請求項１ないし５の
   いずれか一に記載の脈波検出機能付き放射体温計。
7. 【請求項７】赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に
   対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接
   するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉
   する仮想先端点から光軸に対して前記仮想先端点と同じ
   側の集光素子の縁を通過して前記集光素子による前記仮
   想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点よりも前
   記集光素子から遠く且つ前記集光素子による前記仮想先
   端点の像点よりも前記集光素子に近い領域に設置するこ
   とを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載
   の脈波検出機能付き放射体温計。
8. 【請求項８】赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に
   対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接
   するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉
   する仮想先端点から光軸に対して前記仮想先端点と同じ
   側の集光素子の縁を通過して前記集光素子による前記仮
   想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点と、前記
   集光素子による前記仮想先端点の２つの像点とで形成さ
   れる、前記集光素子の子午面内の三角形内に設置するこ
   とを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載
   の脈波検出機能付き放射体温計。
9. 【請求項９】赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に
   対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接
   するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉
   する仮想先端点の集光素子による像点よりも前記集光素
   子から遠い領域に設置することを特徴とする請求項１な
   いし６のいずれか１項に記載の脈波検出機能付き放射体
   温計。
10. 【請求項１０】赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸
    に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に
    接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交
    叉する仮想先端点から光軸を挟んで前記仮想先端点と反
    対側の前記集光素子の縁を通過して前記集光素子による
    前記仮想先端点の像点へ到達する前記集光素子の子午面
    内の２つの光路で挟まれた領域に設置することを特徴と
    する請求項１ないし６および請求項９のいずれか１項に
    記載の脈波検出機能付き放射体温計。
11. 【請求項１１】赤外受光素子を、集光素子の焦点距離ｆ
    と、前記赤外受光素子の半径ｒＳと、前記集光素子の縁
    から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブ
    の内壁に接するように引いた直線が前記プローブ先端の
    面と交叉する仮想先端点と光軸との距離ｒαと、前記仮
    想先端点と前記集光素子との距離Ｌαと、前記集光素子
    の半径ｒ３を用いて、 【数１】 で与えられるＬ３だけ前記集光素子の焦点よりも集光素
    子から遠くに設置したことを特徴とする請求項１ないし
    ７のいずれか１項に記載の脈波検出機能付き放射体温
    計。
12. 【請求項１２】赤外受光素子を、集光素子の焦点距離ｆ
    と、前記赤外受光素子の半径ｒＳと、前記集光素子の縁
    から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側の前記プロ
    ーブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの
    先端の面と交叉する仮想先端点と光軸との距離ｒαと、
    前記仮想先端点と前記集光素子との距離Ｌαと、前記集
    光素子の半径ｒ３を用いて、 【数２】 で表されるＬ３だけ前記集光素子の焦点よりも集光素子
    から遠くに設置したことを特徴とする請求項１ないし６
    および請求項９のいずれか１項に記載の脈波検出機能付
    き放射体温計。
13. 【請求項１３】集光素子が屈折レンズであることを特徴
    とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の脈波
    検出機能付き放射体温計。
14. 【請求項１４】集光素子が透過型回折レンズであること
    を特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載
    の脈波検出機能付き放射体温計。
15. 【請求項１５】集光素子が集光ミラーであることを特徴
    とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の脈波
    検出機能付き放射体温計。
16. 【請求項１６】集光素子が反射型回折レンズであること
    を特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載
    の脈波検出機能付き放射体温計。