JP2001004451A - 放射温度計 - Google Patents

放射温度計

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JP2001004451A JP11173336A JP17333699A JP2001004451A JP 2001004451 A JP2001004451 A JP 2001004451A JP 11173336 A JP11173336 A JP 11173336A JP 17333699 A JP17333699 A JP 17333699A JP 2001004451 A JP2001004451 A JP 2001004451A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】赤外線を検出する赤外線センサや赤外線センサ
の温度を測定する温度センサの絶対精度に依存せず、正
確な測定が可能な放射温度計を提供する。 【解決手段】制御手段が、基準となる測定対象温度とし
ての測定対象基準温度と、基準となるセンサ温度として
のセンサ基準温度と、測定対象基準温度を持つ測定対象
から放射された赤外線をセンサ基準温度を持つ赤外線セ
ンサで検出した際の基準となるセンサ出力としてのセン
サ基準出力とを保持し、センサ温度測定部によって測定
されるセンサ温度とセンサ基準温度との差分としての第
１の差分，赤外線センサによって検出されるセンサ出力
とセンサ基準出力との差分としての第２の差分，及び測
定対象基準温度に基づいて測定対象温度を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象から放射
される赤外線により測定対象の温度を測定する放射温度
計に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の放射温度計としては、例えば特
開昭６１−１１７４２２号公報に開示されている方式で
測定する検温装置が知られている。この検温装置は赤外
線センサと、耳孔からの赤外線を取り込むプローブと、
赤外線センサのセンサ温度を所定温度に維持するコント
ローラとからなり、赤外線センサの出力および所定温度
に維持された赤外線センサのセンサ温度から体温を算出
している。また、これと類似の他の放射温度計では、赤
外線センサのセンサ温度を所定温度に維持する代わりに
その温度（センサ温度）を温度センサで測定して、この
測定された赤外線センサのセンサ温度と赤外線センサの
出力により温度を算出する。
【０００３】このような放射温度計では、一般的にステ
ファン・ボルツマン（Stefan-Boltzmann）の法則として
知られる法則（例えば、「赤外線光学―基礎と応用―」
赤外線技術研究会編 オーム社 参照）から導出される
以下の理論式（式１）に従い、測定対象の温度を求めて
いる。 赤外線センサ出力E = L(Tx4？ Ta4) （式１） ここで Tx：測定対象の絶対温度（測定対象温度） Ta：赤外線センサの絶対温度（センサ温度） E：赤外線センサの出力（センサ出力） L：測定システムの感度を示す係数 従来、このような放射温度計では、センサ温度を基準と
なる温度Ta0に保持し、既知の測定対象基準温度T0を有
する測定対象を測定し、得られらたセンサ出力E0を用い
て、（式１）のような理論式にしたがって測定値を調整
していた。すなわち、調整時には、放射温度計に内蔵さ
れた制御手段が、上記（T0,Ta0,E0）から図８の直線１
０１で示される（式１）に従って最も精度よく測定でき
る係数Ｌを決定し、これを制御手段から読み取り可能な
メモリに保持しておく。そして、測定時には、放射温度
計に内蔵された制御手段が係数Ｌをメモリから読み出
し、赤外線センサのセンサ出力Eとセンサ温度Taから
（式１）に従って測定対象の温度を算出していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、測定装置を構成する赤外線
センサ等の部品の特性によって必ずしも上記（式１）の
ような理論的な関係が満たされないという問題が生じて
いる。例えば、上記理論式（式１）の関係は図８の直線
１０１で示されるが、実際の測定では図８の点線１００
ように直線１０１とのずれが生じる。
【０００５】従って、理論式（式１）やステファン・ボ
ルツマン（Stefan-Boltzmann）の法則に則って、測定値
の絶対精度を向上させようとしても、最終的には測定誤
差の発生が回避できず、また、その誤差を抑制するため
絶対精度が高いセンサ等の部品を必要とするという問題
があった。
【０００６】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、赤外線を検出する
赤外線センサや赤外線センサの温度を測定する温度セン
サの絶対精度に依存せず、正確な測定が可能な放射温度
計を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の構成を採用する。すなわち、本発明
は、測定対象から放射される赤外線をセンサ出力として
検出する赤外線センサと、この赤外線センサ自身の温度
をセンサ温度として測定するセンサ温度測定部と、前記
センサ出力と前記センサ温度とに基づいて測定対象の温
度を測定対象温度として算出する制御手段とを備えた放
射温度計において、その温度測定を制御する制御手段
が、基準となる測定対象温度としての測定対象基準温度
に係る情報と、基準となるセンサ温度としてのセンサ基
準温度に係る情報と、前記測定対象基準温度を持つ前記
測定対象から放射された赤外線を前記センサ基準温度を
持つ赤外線センサで検出した際の基準となるセンサ出力
としてのセンサ基準出力に係る情報とを保持し、前記セ
ンサ温度測定部によって測定されるセンサ温度と前記セ
ンサ基準温度に係る情報から得られるセンサ基準温度と
の差分としての第１の差分，前記赤外線センサによって
検出されるセンサ出力と前記センサ基準出力に係る情報
から得られるセンサ基準出力との差分としての第２の差
分，及び前記測定対象基準温度に係る情報に基づいて測
定対象の測定対象温度を算出するものである。
【０００８】この場合、この制御手段は、予め測定され
た複数点の測定対象温度，センサ温度，及びセンサ出力
の組み合わせによって特定される測定対象温度の変動特
性を保持し、前記第１の差分による測定対象温度の変動
量，前記第２の差分による測定対象温度の変動量，およ
び前記測定対象基準温度に係る情報に基づいて前記測定
対象温度を算出してもよい。
【０００９】また、前記赤外線センサが特定の測定対象
温度を有する測定対象からの赤外線を複数点の異なるセ
ンサ温度にて夫々検出した際の各センサ出力とその時の
各センサ温度との関係に基づいて求めたセンサ温度依存
量算出情報と、前記赤外線センサが複数点の異なる測定
対象温度を有する測定対象からの赤外線を特定のセンサ
温度にて夫々検出した際の各センサ出力とその時の各測
定対象温度との関係に基づいて求めたセンサ出力依存量
算出情報とをさらに保持し、前記第１の差分と前記セン
サ温度依存量算出情報とに基づいて算出される相対セン
サ温度依存量，前記第２の差分と前記センサ出力依存量
算出情報とに基づいて算出される相対センサ出力依存
量，及び前記測定対象基準温度に係る情報に基づいて測
定対象の測定対象温度を算出するようにしてもよい。
【００１０】そのため、まず予め、測定対象基準温度を
有する基準となる測定対象をセンサ基準温度におかれた
赤外線センサで測定した際のセンサ基準出力を求めてお
く。次に未知の測定対象温度の測定対象を特定のセンサ
温度で測定して特定のセンサ出力が得られた場合に、そ
のセンサ温度およびセンサ出力の前記センサ基準温度お
よびセンサ基準出力からのそれぞれの差分に基づいてそ
の測定対象の測定対象温度を算出する。
【００１１】この場合、センサ温度に係る変動量、すな
わち、相対センサ温度依存量をセンサ基準温度からのセ
ンサ温度の差分に基づいて求め、センサ出力に起因する
測定温度は理論式（式１）に従って求めてもよい。
【００１２】また、センサ出力に係る変動量、すなわ
ち、相対センサ出力依存量をセンサ基準出力からのセン
サ出力の差分に基づいて求め、センサ温度に起因する測
定温度は理論式（式１）に従って求めてもよい。
【００１３】また、前記温度測定手段は、サーミスタを
備えていても良く、ダイオードを備えていても良い。ま
た、前記赤外線検出手段は、サーモパイルを備えていて
も良く、焦電センサを備えていても良い。
【００１４】また、前記変動特性は、センサ温度値とセ
ンサ出力値の一方または両方の４次以下の多項式で構成
されていても良く、前記センサ温度依存量算出情報は、
センサ温度値の４次以下の多項式を構成する係数で表さ
れていても良く、前記センサ出力依存量算出情報は、セ
ンサ出力値の４次以下の多項式を構成する係数で表され
ていても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
好適な実施の形態を説明する。
【００１６】（実施の形態１） ＜放射体温計の構成＞図１、図２および図５〜図７を参
照して、実施の形態１に係る放射体温計について説明す
る。図１は本発明の実施の形態１の放射体温計のブロッ
ク図であり、図２はその作用を示すフローチャートであ
り、図５は本発明の測定原理を示すグラフであり、図６
は本実施の形態の放射体温計の検出特性とセンサ出力と
の関係を示すグラフであり、図７はこの放射体温計の検
出特性とセンサ温度との関係を示すグラフである。
【００１７】この放射体温計の構成を示すブロック図を
図１に示す。この放射体温計は耳孔から放射される赤外
線を検出する赤外線センサ１と、この赤外線センサ１自
身の温度（センサ温度）を測定する温度センサ２（セン
サ温度測定部に相当）と、耳孔に挿入されて鼓膜および
その周辺からの赤外線を赤外線センサ１に導く図示しな
いプローブと、赤外線センサ１の出力（センサ出力）を
受けて増幅する増幅器３と、増幅器３により増幅された
センサ１の出力および温度センサ２の出力をデジタル量
に変換するA/Dコンバータ４とを備える。さらにこの放
射体温計は測定シーケンスを制御するCPU５を有してお
り、このCPU５には、上述のA/Dコンバータ４と、電源を
オン／オフする電源スイッチ７と、測定開始を指示する
測定開始スイッチ８と、メモリ９と、液晶ディスプレイ
６とが接続されている。
【００１８】本実施の形態では、赤外線センサ１として
サーモパイルを使用する。赤外線センサ１は温度センサ
２とともにプローブの奥に配置されている。赤外線セン
サ１の出力は増幅器３に入力されて増幅され、A/Dコン
バータ４によりデジタル信号に変換され、CPU５に取り
込まれる。
【００１９】一方、赤外線センサ１の温度を測定するた
め、温度センサ２が赤外線センサ１に接触している。こ
の温度センサ２の出力は、そのままA/Dコンバータ４に
よりデジタル信号に変換され、CPU５に送られる。本実
施の形態では、この温度センサ２としてサーミスタを使
用する。したがって、本実施の形態では温度センサ２に
よって測定される赤外線センサ１のセンサ温度はサーミ
スタの抵抗値Rとして表される。
【００２０】＜CPUによる処理＞以下、CPU５による処理
を詳細に説明する。
【００２１】CPU５は、メモリ９に格納された制御プロ
グラムの実行により、赤外センサ１の出力Eと、温度セ
ンサ２の出力Ta(またはサーミスタの抵抗値R)とから測
定対象の体温Txを算出する（制御手段に相当）。この体
温が測定対象温度に相当する。
【００２２】その場合温度が既知の基準となる測定対象
の温度を予め測定して、CPU５から算出される測定温度
を調整する必要がある。今、温度センサ２をセンサ基準
温度Ta0（その時の温度センサ２の出力を基準抵抗値R0
とする）に保って、既知の基準温度T0（測定対象基準温
度）を有する測定対象の温度を測定した際の赤外線セン
サ１のセンサ基準出力E0を得ているものとする。また、
このような（T0,E0,Ta0）を調整点と呼び、測定対象基
準温度T0を除いた（E0,Ta0）を基準点と呼ぶことにす
る。
【００２３】従来は、上述のように、これらの調整点の
データ（T0, E0,Ta0）を用いて（式１）のような理論式
にしたがって測定値を調整していた。
【００２４】これに対し本実施の形態では、CPU５はセ
ンサ基準出力E0に対するセンサ出力Eの差分ΔEと、セン
サ基準温度Ta0(温度センサ２の出力R0)に対するセンサ
温度の差分ΔTa(温度センサ２の抵抗値の差分ΔR)を求
めて、その差分から相対的に測定対象温度Txを求める。
これは図５に示す点線１００で示す実測された放射体温
計の検出特性のグラフ（以下これを放射体温計の変動特
性と呼ぶ。）上で、基準点(E0,Ta0)近傍の上記差分で示
される範囲における矢印１０２で示す変位によって測定
対象の測定対象温度Txを求めることに相当する。
【００２５】すなわち、本発明は従来の（式１）に対し
て、下記（式２）に従って測定対象の体温を測定する放
射温度計を提供するものである。
【００２６】 体温Tx = T0 + f(ΔTa) + g(ΔE) （式２） ここでT0：測定対象の測定対象基準温度である。
【００２７】ΔTa：赤外線センサ１のセンサ温度のセン
サ基準温度からの差分である。ただし、温度センサ２と
してサーミスタのような測温抵抗材料を使用する場合に
は、センサ温度は一般的にはその抵抗値Rとして、また
センサ温度の差分は抵抗値Rの基準抵抗値R0からの差分
ΔRとして与えられる。
【００２８】ΔE：赤外線センサ１のセンサ出力のセン
サ基準出力からの差分である。
【００２９】f：センサ温度を変化させたときの測定温
度に対する寄与を示す関数である（センサ温度依存量算
出情報に相当）。特定の温度を有する基準となる測定対
象からの赤外線を、複数点の異なるセンサ温度において
検出した際の前記赤外線センサ１のセンサ出力とその時
のセンサ温度との関係に基づいて実験的に求めることが
できる。
【００３０】f(ΔTa)：相対センサ温度依存量である。
ただし、温度センサ２としてサーミスタのような測温抵
抗材料を使用する場合には、等価的にf(ΔR)で表現でき
る。
【００３１】g：センサ出力を変化させたときの測定温
度に対する寄与である（センサ出力依存量算出情報に相
当）。複数点の異なる測定対象温度における基準となる
測定対象からの赤外線を、特定のセンサ温度において検
出した際の前記赤外線センサ１のセンサ出力とその時の
測定対象の測定対象温度との関係に基づいて実験的に求
めることができる。
【００３２】g(ΔE)：相対センサ出力依存量である。
【００３３】本実施の形態では温度センサ２としてサー
ミスタを使用するので、その出力は抵抗値として得られ
る。以下に（式２）をセンサ温度Taから温度センサ２で
あるサーミスタの出力抵抗Ｒに書き換えた（式３）を示
す。本実施の形態の放射体温計は、この（式３）に従っ
て体温を測定するものである。
【００３４】 体温Tx = T(R0,E0) + f(ΔR) + g(ΔE) = T0 + f(ΔR) + g(ΔE) （式３） このため、本実施の形態では、調整対象の放射体温計ご
とに、センサ出力Eとセンサ温度Ta（温度センサ２の出
力Ｒ）とのうちいずれか一方を基準点（E0,Ta0）に固定
し、他方を変化させて温度が既知の測定対象の温度を測
定して図６、図７に示すような変動特性を求める。
【００３５】まず、基準となる既知の測定対象の温度を
T0（測定対象基準温度）とし、これをセンサ基準温度Ta
0(温度センサ２の出力は基準抵抗値R0)で測定したとき
の出力をE0（センサ基準出力）とする。
【００３６】次にセンサ温度をセンサ基準温度Ta0(温度
センサ２の出力は基準抵抗値R0)に固定し、測定対象の
温度Txを変化させて、そのときのセンサ出力の変化ΔE
の変化量を測定してプロットしたものが図６である。こ
のようにして測定された図６のグラフは、横軸である赤
外線センサ１の出力Eのセンサ基準出力E0からの差分ΔE
が得られたときの測定温度への寄与ΔTx=g(ΔE)を示し
ている。これはセンサ出力依存量に相当する。また、そ
の図６の示すグラフの実験式として得られる関数gは、
センサ出力に依存する変動特性であるので、センサ出力
依存量算出情報に相当する。
【００３７】一方、測定対象の温度を測定対象基準温度
T0に固定し、センサ温度Ta(このとき検出される温度セ
ンサ２の出力を抵抗値Rとする)を変化させて、そのとき
のセンサ出力の変化ΔEの変化量を測定してプロットし
たものが図７である。このようにして測定された図７の
グラフは、横軸である温度センサ２の出力Rの基準抵抗
値R0（センサ基準温度Ta0における温度センサ２の出
力）からの差分ΔRが得られたときのセンサ出力への寄
与ΔE=f(ΔR)を示している。なお、図７では、縦軸はセ
ンサ出力への寄与ΔEであるので、測定温度への寄与を
求める場合には単位を温度に換算する必要がある。この
関数fは、センサ温度に依存する変動特性であるので、
センサ温度依存量算出情報に相当する。
【００３８】上記のような実験値を収集し、例えば最小
２乗法等の方法を用いて図６または図７に示すような実
験式を直線または２次式、あるいはさらに高次の多項式
等で求めることができる。ただし、計算の複雑さによる
CPU５の負荷を考慮すると、４次以下の多項式が好適で
ある。これらの実験式は個々の放射体温計が持つ温度測
定の検出特性を示すものであるが、基準点（E0,Ta0）か
らの相対値として求めているため、「変動特性」と呼ぶ
ものである。
【００３９】放射体温計の調整時には、CPU５はこのよ
うにして得られた変動特性を規定する係数をメモリ９に
保持しておく（図６から得られる変動特性の係数がセン
サ出力依存量算出情報であり、図７から得られる変動特
性の係数を測定温度に単位換算したものがセンサ温度依
存量算出情報に相当する）。
【００４０】測定対象の測定対象温度の測定段階では、
CPU５はまず、赤外線センサ１のセンサ出力Eおよび温度
センサ２の出力Rの基準点（E0,R0）からの相対値を求め
る。次にメモリ９に保持したセンサ出力依存量算出情報
とセンサ温度依存量算出情報とから基準とした測定対象
基準温度T0に対する変化量であるセンサ出力依存量とセ
ンサ温度依存量とを計算し、測定対象の測定対象温度Tx
を算出することができる。
【００４１】＜放射体温計の動作例＞次に上記のように
構成した放射体温計の全体の動作例を図２のフローチャ
ートを用いて説明する。
【００４２】まず、電源スイッチ１をONにすると（ステ
ップ１０１（以下Ｓ１０１と略す））、CPU５が調整時
の赤外線センサ１のセンサ基準出力E0をメモリ９から読
み出す（Ｓ１０２）。次にCPU５は調整時のセンサ基準
温度Ta0における温度センサ２の出力（基準抵抗値）R0
をメモリ９から読み出す（Ｓ１０３）。さらにCPU５は
調整時の測定対象基準温度T0をメモリ９から読み出す
（Ｓ１０４）。
【００４３】この状態で放射体温計の図示しないプロー
ブが耳孔に挿入され、測定スイッチ８が押されると測定
が開始され（Ｓ１０５）、CPU５は赤外線センサ１の出
力E、温度センサ２の出力ＲをA/Dコンバータ４を通して
取り込む（Ｓ１０６）。
【００４４】次にCPU５は温度センサ２の出力Rの基準抵
抗値R0からの差分ΔRを算出する（Ｓ１０７）。次にCPU
５は赤外線センサ１の出力Eのセンサ基準出力E0からの
差分ΔEを算出する（Ｓ１０8）。次にCPU５は図７の結
果から求めた実験式に従い、温度センサ２の出力の差分
ΔRからセンサ温度依存量E1=f(ΔR)を求める（Ｓ１０
９）。さらにCPU５は赤外線センサ１の出力の差分ΔEか
らセンサ出力依存量g(ΔE)を求め、これを温度センサ２
によるセンサ温度依存量E1と加算し、これをE2とする
（Ｓ１１０）。センサ温度依存量およびセンサ出力依存
量の加算結果であるE2を温度に単位換算して測定温度変
化量ΔTを求める（Ｓ１１１）。得られた測定対温度の
相対変化量ΔTを測定対象基準温度T0に加算して測定対
象の体温Txを得る（Ｓ１１２）。
【００４５】以上のように、調整時の測定対象基準温度
T0からの相対量として測定対象の体温が測定されるの
で、赤外線センサ１や温度センサ２の絶対精度の影響を
少なくすることが可能となり、個々のセンサの特性に依
存せず安定して精度の高い放射体温計を提供することが
できる。これは図５〜図７において、実測した変動特性
（図５の点線のグラフ１００、図６の直線１０３および
図７の直線１０４）上において、基準点(E0,Ta0)からの
相対変化量（図５の矢印１０２に相当）を求めるもので
ある。したがって、理論式（式１）で示す図５の直線１
０１によって求める場合と比較して、係数Ｌに相当する
検出感度および原点でのE軸のずれの双方をともに正確
に調整することが可能になる。
【００４６】＜変形例＞本実施の形態では、測定対象の
体温の相対変化量ΔTを求める際、一旦温度センサ２の
出力の差分ΔRを赤外線センサ１の出力変化E1に換算し
たが、これは単に単位を換算するための一例であって、
本発明はこの処理に限定されるものではない。例えば、
赤外線センサ１の出力の差分ΔEおよび温度センサ２の
出力の差分ΔRを直接測定対象の相対温度変化に単位換
算し、各々を測定対象基準温度T0に加算して体温Txを得
ることができる（(式３)通りの算出方法）。
【００４７】すなわち、本発明は、各単位を同一にした
上で赤外線センサ１の出力の差分ΔEによる寄与および
温度センサ２の出力の差分ΔRによる寄与を加算し、最
終的に測定対象基準温度T0に対する相対変化量を求めれ
ばよいのであって、単位換算の順序によって限定される
ものではない。
【００４８】また、上記実施の形態では、調整点のデー
タ（T0, E0,Ta0）として１点のみ使用したが、複数の調
整点におけるデータをメモリ９に保持し、測定対象に応
じて選択して使用し、または、複数の調整点のデータ
（T0, E0,Ta0）を組み合わせても構わない。
【００４９】なお、本実施の形態では、赤外線センサ１
としてサーモパイルを使用したが、焦電センサを使用し
ても構わない。
【００５０】また、本実施の形態では温度センサ２とし
てサーミスタを用いたが、本発明の温度センサ２はサー
ミスタに限定されるものではなく、他の測温抵抗材料
（抵抗の温度係数が既知の金属材料），ダイオード等の
半導体センサ，あるいは熱電対を使用することもでき
る。
【００５１】また、本実施の形態では温度センサ２を直
接A/Dコンバータ４で変換しているが、温度センサ２の
出力が微弱な場合は、予め増幅器により増幅してもよ
い。
【００５２】実施の形態１は、本発明をプローブを構成
要素として備える体温計に適用したものであるが、本発
明の実施はこれに限らない。例えば、地熱温度の測定や
外気にさらされた状態での特定の測定対象からの赤外線
放射に基づき温度を測定する場合のように体温以外の測
定においても本発明を実施できる。要するに本発明の
は、各センサが信号を検出するための物理的構成に限定
されるものではなく、各センサから取り込まれた信号を
処理する作用において特徴を有する。
【００５３】（実施の形態２）実施の形態１の放射体温
計は、赤外線センサ１および温度センサ２の双方の出力
について、基準値からの差分を求めて、これに基づき測
定対象基準温度T0に対するセンサ温度依存量およびセン
サ出力依存量を算出して測定対象の体温を求める。
【００５４】一方、本発明では、センサ温度またはセン
サ出力のいずれか一方のみを上述のような基準値からの
変化量で求め、他方は従来の測定によって求めてもよ
い。すなわち、測定対象を測定する際の前記センサ温度
測定部が測定するセンサ温度の前記センサ基準温度に対
する差分から前記センサ温度依存量算出情報によって算
出される相対センサ温度依存量と、前記赤外線センサ１
のセンサ出力とに基づいて測定対象の体温を測定するも
のでもよい。
【００５５】この関係は以下の（式４）によって示され
る。
【００５６】 体温Tx = T(Ta,E) = T(Ta0,E) + f(ΔTa,E) ≒T(Ta0,E) + f(ΔTa,E0) （式４） ここでT(Ta,E)：（式１）またはステファン・ボルツマ
ン（Stefan-Boltzmann）の法則に則った、測定対象の体
温を求める式である。例えば、理論式として（式１）を
使用する場合、T(Ta,E)=(E/L + Ta4)1/4である。
【００５７】Ta0：赤外線センサ１のセンサ基準温度で
ある。
【００５８】ΔTa：赤外線センサ１のセンサ温度のセン
サ基準温度からの差分である。
【００５９】f(ΔTa,E)：相対センサ温度依存量であ
る。関数fがEに大きく依存しない場合にセンサ出力EをE
0に固定したf(ΔTa,E0)を用いることができるので特定
の温度を有する基準となる測定対象からの赤外線を、複
数点の異なるセンサ温度において検出した際の前記赤外
線センサ１のセンサ出力とそのセンサ温度との関係に基
づいて実験的に求めることができる。
【００６０】さらに、上記した（式４）においてセンサ
温度Taを温度センサ２であるサーミスタの出力Ｒに書き
換えた（式５）を示す。本実施の形態の放射体温計は、
CPU５が制御プログラムを実行して、この（式５）に従
い体温を算出するものである。ただし、相対センサ温度
依存量f(ΔR,E0)は“f(ΔR)"で表す。
【００６１】 体温Tx≒T(R0,E) + f(ΔR) （式５） 実施の形態２はCPU５によって実行される制御プログラ
ム以外の構成および作用については実施の形態１と同一
であり、必要に応じて図１を用いて説明する。また、本
実施の形態でも、調整時において温度センサ２をセンサ
基準温度Ta0（このとき温度センサ２の出力は基準抵抗
値R0）において、測定対象基準温度T0の測定対象を測定
して赤外線センサ１のセンサ基準出力E0を得ているもの
とする。
【００６２】図３は、本発明の実施の形態２を示すフロ
ーチャートである。図３に示すフローチャートの放射体
温計でも実施の形態１と同様、電源スイッチ１がONにな
ると（Ｓ１２１）、CPU５は調整時の温度センサ２の出
力R0をメモリから読み出す（Ｓ１２２）。
【００６３】この状態で図示しないプローブが耳孔に挿
入され、測定スイッチ８が押されると測定が開始される
（Ｓ１２３）。まず、赤外線センサ１の出力E、温度セ
ンサ２の出力ＲがA/Dコンバータ４を通してCPU５に取り
込まれる（Ｓ１２４）。
【００６４】次に温度センサ２の出力Rの基準抵抗値R0
からの差分ΔRを算出する（Ｓ１２５）。さらに図７の
結果から求めた変動特性（センサ温度依存量算出情報に
相当する）を使用し、温度センサ２の出力の差分ΔRか
らセンサ温度依存量E1=f(ΔR)を求める（Ｓ１２７）。
さらに赤外線センサ１の出力EからT(R0,E)を求め、上記
センサ温度依存量E1を加算して測定量E2を求める（Ｓ１
２８）。E2を温度に換算して測定対象の体温Txを得る。
【００６５】（実施の形態３）上記実施の形態２の放射
体温計は、温度センサ２の出力Rの基準抵抗値R0に対す
る差分からセンサ温度依存量を求め、このセンサ温度依
存量と赤外線センサ１のセンサ出力Eとによって測定対
象の体温を測定するものである。一方、測定対象を測定
する際の前記赤外線センサ１の検出するセンサ出力の前
記センサ基準出力に対する差分から前記センサ出力依存
量算出情報に基づいて算出した相対センサ出力依存量
と、前記センサ温度測定部の測定するセンサ温度とに基
づいて測定対象の体温を測定してもよい。
【００６６】この関係は以下の（式６）によって示され
る。
【００６７】 体温Tx = T(Ta,E) = T(Ta,E0) + g(Ta, ΔE) ≒T(Ta,E0) + g(Ta0, ΔE) （式６） ここでE0：赤外線センサ１のセンサ基準出力である。
【００６８】ΔE：センサ出力のセンサ基準出力からの
差分である。
【００６９】g(Ta,ΔE)：相対センサ出力依存量であ
る。関数gがTaに大きく依存しない場合にセンサ温度Ta
をTa0に固定したg(Ta0,ΔE)を用いることができるの
で、複数点の異なる測定対象温度における基準となる測
定対象からの赤外線を、特定のセンサ温度において検出
した際の前記赤外線センサ１のセンサ出力とその時の測
定対象温度との関係に基づいて実験的に求めることがで
きる。
【００７０】さらに（式６）においてセンサ温度Taを温
度センサ２であるサーミスタの出力抵抗Ｒに書き換えた
（式７）を示す（さらにTa0をR0に書き換えている）。
本実施の形態の放射体温計では、CPU５が制御プログラ
ムを実行して、この（式７）に従い体温を算出するもの
である。ただし、g(R0, ΔE)は、“g(ΔE)"で表す。
【００７１】 体温Tx≒T(R,E0) + g(ΔE) （式７） CPU５の実行する制御プログラム以外の構成および作用
については実施の形態１と同一であり、必要に応じて図
１を用いて説明する。また、本実施の形態でも、調整時
において温度センサ２をセンサ基準温度Ta0（このとき
温度センサ２の出力は基準抵抗値R0）において測定対象
基準温度T0の測定対象を測定した際の赤外線センサ１の
センサ基準出力E0を得ているものとする。
【００７２】図４は、本発明の実施の形態３を示すフロ
ーチャートである。図４に示すフローチャートの放射体
温計は、実施の形態１と同様、電源スイッチ１がONにな
ると（Ｓ１４１）、CPU５は調整時の赤外線センサ１の
センサ基準出力E0をメモリ９から読み出す（Ｓ１４
２）。
【００７３】この状態で放射体温計のプローブが耳孔に
挿入され、測定スイッチ８が押されると測定が開始され
る（Ｓ１４３）。まず、CPU５が赤外線センサ１の出力
E、温度センサ２の出力ＲをA/Dコンバータ４を通して取
り込む（Ｓ１４４）。
【００７４】次にCPU５は赤外線センサ１の出力Eのセン
サ基準出力E0からの差分ΔEを算出する（Ｓ１４６）。
次にCPU５は温度センサ２の出力RからE1=T(R,E0)を求め
る（Ｓ１４７）。さらにCPU５は図６の結果から求めた
変動特性（センサ出力依存量算出情報に相当する）を使
用し、赤外線センサ１の出力の差分ΔEからセンサ出力
依存量g(ΔE)を求め、E1に加算してE2を得る（Ｓ１４
８）。さらにE2を温度に換算して体温Txを得る（Ｓ１４
９）。最後の得られた体温を液晶ディスプレイに表示す
る（Ｓ１５０）。
【００７５】
【発明の効果】以上のように、本発明による放射温度計
は、理論式に基づく絶対精度の向上によるのでなく、基
準点から変化量を測定し、その変化量に基づく相対温度
を算出するので、赤外線センサや温度センサの絶対精度
に依存せず、正確な測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る放射体温計の構成を
示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る放射体温計の作用を示すフ
ローチャートである。
【図３】実施の形態２に係る放射体温計の作用を示すフ
ローチャートである。
【図４】実施の形態３に係る放射体温計の作用を示すフ
ローチャートである。
【図５】放射温度計の検出特性の理論式及実測値を用い
て本発明の測定原理を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態のセンサ出力依存量の実験
式を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態のセンサ温度依存量の実験
式を示す図である。
【図８】放射温度計の検出特性の理論式及実測値を示す
グラフである。
【符号の説明】
１ 赤外線センサ ２ 温度センサ ３ 増幅器 ４ A/Dコンバータ ５ CPU ６ 液晶ディスプレイ １００ 実測値の例（放射体温計の変動特性） １０１ 理論式の直線 １０２ 測定温度の変位（変動量）を示す矢印 １０３ 放射体温計の変動特性 １０４ 放射体温計の変動特性
フロントページの続き (72)発明者 太田 弘行 京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式会社オムロンライフサイエンス研究所 内 Ｆターム(参考） 2G066 AA06 AC13 BA01 BA08 BA09 BA11 BB11 BC07 BC11 BC15 CA15 CB01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】測定対象から放射される赤外線をセンサ出
    力として検出する赤外線センサと、この赤外線センサ自
    身の温度をセンサ温度として測定するセンサ温度測定部
    と、前記センサ出力と前記センサ温度とに基づいて測定
    対象の温度を測定対象温度として算出する制御手段とを
    備え、 前記制御手段は、基準となる測定対象温度としての測定
    対象基準温度に係る情報と、基準となるセンサ温度とし
    てのセンサ基準温度に係る情報と、前記測定対象基準温
    度を持つ前記測定対象から放射された赤外線を前記セン
    サ基準温度を持つ赤外線センサで検出した際の基準とな
    るセンサ出力としてのセンサ基準出力に係る情報とを保
    持し、 前記センサ温度測定部によって測定されるセンサ温度と
    前記センサ基準温度に係る情報から得られるセンサ基準
    温度との差分としての第１の差分，前記赤外線センサに
    よって検出されるセンサ出力と前記センサ基準出力に係
    る情報から得られるセンサ基準出力との差分としての第
    ２の差分，及び前記測定対象基準温度に係る情報に基づ
    いて測定対象の測定対象温度を算出する放射温度計。
  2. 【請求項２】前記制御手段は、予め測定された複数点の
    測定対象温度，センサ温度，及びセンサ出力の組み合わ
    せによって特定される測定対象温度の変動特性を保持
    し、 前記第１の差分による測定対象温度の変動量，前記第２
    の差分による測定対象温度の変動量，および前記測定対
    象基準温度に係る情報に基づいて前記測定対象温度を算
    出する請求項１記載の放射温度計。
  3. 【請求項３】前記制御手段は、前記赤外線センサが特定
    の測定対象温度を有する測定対象からの赤外線を複数点
    の異なるセンサ温度にて夫々検出した際の各センサ出力
    とその時の各センサ温度との関係に基づいて求めたセン
    サ温度依存量算出情報と、前記赤外線センサが複数点の
    異なる測定対象温度を有する測定対象からの赤外線を特
    定のセンサ温度にて夫々検出した際の各センサ出力とそ
    の時の各測定対象温度との関係に基づいて求めたセンサ
    出力依存量算出情報とをさらに保持し、 前記第１の差分と前記センサ温度依存量算出情報とに基
    づいて算出される相対センサ温度依存量，前記第２の差
    分と前記センサ出力依存量算出情報とに基づいて算出さ
    れる相対センサ出力依存量，及び前記測定対象基準温度
    に係る情報に基づいて測定対象の測定対象温度を算出す
    る請求項１記載の放射温度計。
  4. 【請求項４】測定対象から放射される赤外線をセンサ出
    力として検出する赤外線センサと、この赤外線センサ自
    身の温度をセンサ温度として測定するセンサ温度測定部
    と、前記センサ出力と前記センサ温度とに基づいて測定
    対象の温度を測定対象温度として算出する制御手段とを
    備え、 前記制御手段は、基準となるセンサ温度としてのセンサ
    基準温度に係る情報を保持し、 前記センサ温度測定部によって測定されるセンサ温度と
    前記センサ基準温度に係る情報から得られるセンサ基準
    温度との差分，及び前記赤外線センサによって検出され
    るセンサ出力に基づいて測定対象の測定対象温度を算出
    する放射温度計。
  5. 【請求項５】前記制御手段は、予め測定された複数点の
    測定対象温度，センサ温度，及びセンサ出力の組み合わ
    せによって特定される測定対象温度の変動特性を保持
    し、 前記センサ温度測定部によって測定されるセンサ温度と
    前記センサ基準温度に係る情報から得られるセンサ基準
    温度との差分による測定対象温度の変動量，及び前記赤
    外線センサによって検出されるセンサ出力に基づいて測
    定対象の測定対象温度を算出する請求項４記載の放射温
    度計。
  6. 【請求項６】前記制御手段は、前記赤外線センサが特定
    の測定対象温度を有する測定対象からの赤外線を複数点
    の異なるセンサ温度にて夫々検出した際の各センサ出力
    とその時の各センサ温度との関係に基づいて求めたセン
    サ温度依存量算出情報をさらに保持し、 前記センサ温度測定部によって測定されるセンサ温度と
    前記センサ基準温度に係る情報から得られるセンサ基準
    温度との差分と前記センサ温度依存量算出情報とに基づ
    いて算出される相対センサ温度依存量，及び前記赤外線
    センサによって検出されるセンサ出力に基づいて測定対
    象の測定対象温度を算出する請求項４記載の放射温度
    計。
  7. 【請求項７】測定対象から放射される赤外線をセンサ出
    力として検出する赤外線センサと、この赤外線センサ自
    身の温度をセンサ温度として測定するセンサ温度測定部
    と、前記センサ出力と前記センサ温度とに基づいて測定
    対象の温度を測定対象温度として算出する制御手段とを
    備え、 前記制御手段は、基準となる測定対象温度の測定対象か
    ら放射される赤外線を基準となるセンサ温度を持つ赤外
    線センサで検出した際の基準となるセンサ出力としての
    センサ基準出力に係る情報を保持し、 前記赤外線センサによって検出されるセンサ出力と前記
    センサ基準出力に係る情報から得られるセンサ基準出力
    との差分，及び前記センサ温度測定部によって測定され
    るセンサ温度に基づいて測定対象の測定対象温度を測定
    する放射温度計。
  8. 【請求項８】前記制御手段は、予め測定された複数点の
    測定対象温度，センサ温度，及びセンサ出力の組み合わ
    せによって特定される測定対象温度の変動特性を保持
    し、 前記赤外線センサによって検出されるセンサ出力と前記
    センサ基準出力に係る情報から得られるセンサ基準出力
    との差分による測定対象温度の変動量，及び前記センサ
    温度測定部によって測定されるセンサ温度に基づいて測
    定対象の測定対象温度を測定する請求項７記載の放射温
    度計。
  9. 【請求項９】前記制御手段は、前記赤外線センサが複数
    点の異なる測定対象温度を有する測定対象からの赤外線
    を特定のセンサ温度にて夫々検出した際の各センサ出力
    とその時の各測定対象温度との関係に基づいて求めたセ
    ンサ出力依存量算出情報をさらに保持し、 前記赤外線センサによって検出されるセンサ出力と前記
    センサ基準出力に係る情報から得られるセンサ基準出力
    との差分と前記センサ出力依存量算出情報とに基づいて
    算出される相対センサ出力依存量，及び前記センサ温度
    測定部によって測定されるセンサ温度に基づいて測定対
    象の測定対象温度を算出する請求項７記載の放射温度
    計。
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