JP2002048648A

JP2002048648A - 測温計およびその補正方法

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Publication number: JP2002048648A
Application number: JP2000237415A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Sato; 茂美佐藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-02-15
Anticipated expiration: 2020-08-04
Also published as: JP3733846B2

Abstract

(57)【要約】【課題】完成体で、接触式の端子を用いることなく補
正値の入力を行うことができる測温計およびその補正方
法を提供することを目的とする。【解決手段】測定対象物Ｓから放射される赤外線を受
光することにより温度を検出する赤外線検出素子２１を
備え、赤外線検出素子２１からの出力値および外部から
入力される補正値に基づいて測定対象物Ｓの温度を決定
する測温計１において、測温を行うための測温モードと
補正値を入力するための補正モードとの切り替えを行う
モード切替手段と、補正モードにおいて、補正値に対応
する赤外線出力を赤外線検出素子２１により受光する受
光手段と、受光手段２により受光した補正値を記憶する
記憶手段と、測温モードにおいて、補正値により赤外線
検出素子２１からの出力値を補正する補正手段と、を備
えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測温計およびその
補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、赤外線検出素子を利用した測温計
として、測定対象物から放射される赤外線を検知（感
知）して電気信号に変換するいわゆる赤外線センサを備
えたものが知られている。この種の赤外線センサとして
は、一般に、サーモカップル（熱電対）またはそれを複
数直列接続したサーモパイル（熱電堆）のゼーベック効
果を利用して、赤外線の放射吸収による温度変化を熱起
電力として検出（測温）するサーモパイル型、セラミッ
ク等で構成された基材における赤外線の熱エネルギーに
応じた分極による浮遊電荷の変化を検出する（焦電効果
を利用する）焦電型、および、金属その他の薄膜や極細
線で形成した感温抵抗体の熱による抵抗値の変化を検出
する（抵抗変化を利用する）ボロメータなど、が知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
赤外線センサを備えた測温計において、補正（個体別の
製造誤差を補正するための補正値の入力）を行う場合に
は、２点の標準温度を測定し、その結果をサーモパイル
の４乗式の計算に基づいて得られた補正値を接触式の端
子を用いて入力することにより行っていた。このために
は、補正値を入力するための専用端子を基板上に設ける
必要があったが、この方法では、基板面積が増大し、部
品コストが嵩むといった問題があった。また、完成体の
状態での補正を行うことができないため、内装基板組
立、補正、外装組立、最終検査といった煩雑な工程を踏
まなければ成らず、製造工程が煩雑になっていた。

【０００４】一方、製造工程を簡略化するため、完成状
態で補正を行うとすると、補正値の入力端子を露出させ
たり、本体ケース上に、基板上の端子に直接補正値を入
力するための開口部などを形成する必要があったが、い
ずれにしても、部品数が嵩み、特に後者の場合は、防水
性が損なわれると共に塵埃が侵入するといった問題もあ
った。

【０００５】本発明は、完成体で、接触式の端子を用い
ることなく補正値の入力を行うことにより製造工程を簡
略化することができる測温計およびその補正方法を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の測温計
は、測定対象物から放射される赤外線を受光することに
より温度を検出する赤外線検出素子を備え、当該赤外線
検出素子からの出力値および外部から入力される補正値
に基づいて前記測定対象物の温度を決定する測温計にお
いて、測温を行うための測温モードと前記補正値を入力
するための補正モードとの切り替えを行うモード切替手
段と、前記補正モードにおいて、前記補正値に対応する
赤外線出力を前記赤外線検出素子により受光する受光手
段と、前記受光手段により受光した前記補正値を記憶す
る記憶手段と、前記測温モードにおいて、前記補正値に
より前記赤外線検出素子からの出力値を補正する補正手
段と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】この測温計は、測温を行うための測温モー
ドと（個体別の製造誤差を補正するための）補正値を入
力するための補正モードとの切り替えを行うモード切替
手段を備えている。そのため、モードを切り替えるだけ
で簡単に補正値の入力を行うことができ、これを定期的
に行えば常に正確な測温を行うことができる。また、補
正値に対応する赤外線出力を赤外線検出素子により受光
するため、非接触で補正値の入力が可能となる。したが
って、測温計内の基板上に補正値入力専用の端子を形成
する必要がなくなると共に、従来のように補正値の入力
端子を露出させなくとも、完成体において補正を行うこ
とができる。これにより、部品数を削減することができ
るため、低廉化を図ることができる。また、従来は、完
成体において補正値の入力を行うために、外部から直接
補正値を入力するための開口部を形成したりする方法も
あったが、その必要もないため、水や塵埃が測温計内に
侵入することを防ぐことができる。また、測温モードに
おいては、記憶した補正値により赤外線検出素子からの
出力値を補正して測定対象物の温度を決定するため、個
体別の製造誤差を補正することができ、高精度の測温を
行うことができる。

【０００８】請求項１に記載の測温計において、前記受
光手段は、光の点滅によって表現した前記補正値に対応
する赤外線出力を受光することを特徴とする。

【０００９】この測温計は、フィラメントランプなどの
光の点滅によって表現した補正値に対応する赤外線出力
を受光するため、受光した赤外線出力から補正値を認識
することができる。すなわち、簡単なパルス制御により
放射された補正値を正確に受光することができる。

【００１０】請求項３に記載の測温計の補正方法は、測
定対象物から放射される赤外線を受光することにより温
度を検出する赤外線検出素子を備え、当該赤外線検出素
子からの出力値および外部から入力される補正値に基づ
いて前記測定対象物の温度を決定する測温計の補正方法
において、補正モードに設定した完成体としての前記測
温計に、前記補正値に対応する赤外線出力を前記赤外線
検出素子により受光する受光工程と、受光した前記補正
値を記憶する記憶工程と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】この構成によれば、完成体としての測温計
に補正値を入力可能であるため、内装基板組立、補正、
外装組立、最終検査といった煩雑な工程ではなく、内装
基板組立、外装組立、補正といった工程に簡略化するこ
とができる。また、補正値に対応する赤外線出力を赤外
線検出素子により受光するため、非接触で補正値の入力
が可能となる。したがって、測温計内の基板上に補正値
入力専用の端子を形成する必要がなくなると共に、従来
のように補正値の入力端子を露出させなくとも、完成体
において補正を行うことができる。これにより、部品数
を削減することができるため、低廉化を図ることができ
る。また、従来は、完成体において補正値の入力を行う
ために、外部から直接補正値を入力するための開口部を
形成したりする方法もあったが、その必要もないため、
水や塵埃が測温計内に侵入することを防ぐことができ
る。また、受光した補正値を記憶するため、測温時に
は、個体別の製造誤差を補正することができ、高精度の
測温を行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
測温計およびその補正方法について添付図面を参照しな
がら詳細に説明する。なお、本実施形態では、赤外線検
出素子を利用した測温計として、耳式体温計を例に挙げ
て説明する。

【００１３】図１および図３に示すように、耳式体温計
１は、本体ケース１１と、検体（耳）を測定対象物Ｓと
してその測定対象物Ｓからの赤外線を受光して測定対象
物Ｓの温度（体温：鼓膜温度）に応じた電気信号（電
圧）を取り出す赤外線受光検出部２と、赤外線受光検出
部２の出力電圧に基づいて測定対象物Ｓの温度を決定す
る測温値決定部４と、測温値その他の表示を行うための
ＬＣＤパネル５１を備えたＬＣＤ部５と、電源スイッチ
ＳＷ６を備え、各部に電力を供給する電源部６と、を備
えている。

【００１４】赤外線受光検出部２は、赤外線センサを利
用した赤外線検出素子２１を備えている。赤外線センサ
としては、前述のように、焦電効果を利用する焦電型セ
ンサや抵抗変化を利用するボロメータなどがあるが、耳
式体温計１としては、小型化・低廉化を図るため、サー
モパイル（熱電堆）のゼーベック効果を利用したサーモ
パイル型を利用している。

【００１５】測温値決定部４は、測温スイッチＳＷ４を
備え、温度（体温）検出に直接関係するものとしては、
赤外線受光検出部２から出力される体温（鼓膜温度）に
応じた電圧信号を増幅するアンプ４１と、その出力をＡ
／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ４２と、その出力値を数
値処理して測温値を決定し、ＬＣＤ部５のＬＣＤパネル
５１に表示させるＣＰＵ４４と、ＣＰＵ４４における各
種処理の作業エリアとなるＲＡＭ４５と、補正のための
補正値が書き込まれるＥＥＰＲＯＭ４３と、を備えてい
る。なお、ＣＰＵ４４に演算処理の過程で必要となる値
を記憶する各種バッファを備えてもよい。また、これら
のバッファをＲＡＭ４５の代わりに用いてもよい。

【００１６】また、赤外線受光検出部２内には、冷接点
感温素子（サーミスタやＰＮダイオード等）７３を備え
ていて、測温値決定部４は、冷接点感温素子７３の出力
を増幅するアンプ７１と、その出力をＡ／Ｄ変換するＡ
／Ｄコンバータ７２と、をさらに備えている。論理的な
ブロックとしては、上記の冷接点感温素子７３と、アン
プ７１と、Ａ／Ｄコンバータ７２と、により、冷接点温
度検出部７が構成される。ＣＰＵ４４は、冷接点温度検
出部７によって検出された検出結果を入力し、それに基
づいて測温値を決定する。

【００１７】次に、耳式体温計１の製造誤差を補正する
ための補正値を算出し、この補正値に対応する赤外線を
放射する補正装置１０１について説明する。図２および
図３に示すように、補正装置１０１は、本体ケース１２
０と、耳式体温計１のＬＣＤ部５に表示された測定値を
画像認識により読み込むための測定値入力部１０３と、
測定値入力部１０３の出力に基づいて、補正値の算出を
行う演算処理部１０４と、演算処理部１０４により算出
された補正値を赤外線出力として放出する補正値出力部
１０５と、電源スイッチＳＷ８を備え、各部に電力を供
給する電源部１０２と、を備えている。

【００１８】測定値入力部１０３は、ＬＣＤ部５に表示
された測定値を読み込むためのカメラ１０７で構成され
る。また、演算処理部１０４は、カメラ１０７で読み込
んだ測定値信号を増幅するアンプ１０８と、その出力を
Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１０９と、制御プログ
ラムなどを記憶するＲＯＭ１１０と、ＲＯＭ１１０内の
制御プログラムにしたがって制御処理を行うＣＰＵ１１
１と、ＣＰＵ４４における各種処理の作業エリアとなる
ＲＡＭ１１２と、で構成される。

【００１９】ＣＰＵ１１１では、カメラ１０７で読み込
まれた測定値に基づいて所定の演算処理がなされ、補正
値の算出が行われる。なお、ＣＰＵ１１１に演算処理の
過程で必要となる値を記憶する各種バッファを備えても
よい。また、これらのバッファをＲＡＭ１１２の代わり
に用いてもよい。ＣＰＵ１１１にて算出された補正値
は、補正値信号に変換された後、補正値出力部１０５に
送られる。

【００２０】補正値出力部１０５は、補正値信号が供給
されるデジタル信号端子１１３と、トランジスタ等によ
りフィラメントを通る電流の量を調節することで照射時
間および照射間隔を制御可能なフィラメントランプ１１
４と、フィラメントランプ１１４を作動させるためのラ
ンプ照射スイッチＳＷ１０により構成され、フィラメン
トランプ１１４の点滅によって、ＣＰＵ１１１にて算出
された補正値を赤外線として放射する。

【００２１】なお、補正装置１０１は、必ずしも測定値
入力部１０３や、補正値出力部１０５を一体として備え
たものでなくてもよい。例えば、測定値入力部１０３の
代わりに、ユーザが耳式体温計１のＬＣＤ部５に表示さ
れた測定値を視認して、補正装置１０１に入力するよう
にしてもよいし、補正装置１０１の代わりに電卓等を用
いて、補正値を算出してもよい。また、別機として補正
装置（電卓）に接続可能なランプを用意し、（演算処理
部により）算出された補正値をデジタル化した信号をラ
ンプに送るようにしてもよい。

【００２２】ここで、上記の耳式体温計１の補正装置１
０１を用いた補正方法について説明する。まず、ユーザ
は、耳式体温計１の電源スイッチＳＷ６と測温スイッチ
ＳＷ４を同時に押下することにより、補正モードに設定
する。そして、測温スイッチＳＷ４を押下して、３２
（℃）と４２（℃）の標準黒体（黒体炉）を測定し、そ
れぞれの標準黒体から放射される赤外線を赤外線検出素
子２１により受光する。そして、これら赤外線検出素子
２１の検出結果（出力電圧Ｖおよび測定温度Ｔ）をＬＣ
Ｄパネル５１に表示させる。

【００２３】次に、ユーザはＬＣＤパネル５１に表示さ
れた検出結果（出力電圧Ｖおよび測定温度Ｔ）を補正装
置１０１のカメラに画像認識させる。補正装置１０１
は、認識した画像信号を、アンプ１０８、Ａ／Ｄコンバ
ータ１０９を介してＣＰＵ１１１に送る。そして、ＣＰ
Ｕ１１１では、耳式体温計の製造誤差を補正するための
補正値（比例定数Ａおよび基準温度Ｔｉ）を、サーモパ
イルの４乗式（図４（式１））により算出する。そし
て、算出された補正値（比例定数Ａおよび基準温度Ｔ
ｉ）は、１６進で表現される補正値信号（１と０で表
現，図５（ａ−例）参照）に変換された後、デジタル信
号端子１１３に供給される。

【００２４】次に、ユーザは、補正装置１０１のフィラ
メントランプ１１４を、耳式体温計１の赤外線受光部２
に向け、ランプ照射スイッチＳＷ１０を押す。すると、
デジタル信号端子１１３に供給された補正値信号に基づ
いてフィラメントランプ１１４が点滅し（ＯＮ、ＯＦＦ
を繰り返し）、これに伴って赤外線が放射される（図５
（ａ）参照）。

【００２５】耳式体温計１の赤外線検出素子２１に受光
された補正値信号（図５（ｂ）参照）は、アンプ４１に
より増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ４２により所定の
周期（ここでは、１００ｍＳＥＣとする）でサンプリン
グされる（図５（ｂ−例）参照）。そして、このサンプ
リング結果は、ＣＰＵ４４に入力されて数値処理され、
ＥＥＰＲＯＭ４３に記憶される。そして、記憶された補
正値がＬＣＤパネル５１に表示され、補正が終了する。
最後に、ユーザが電源スイッチＳＷ４を押下すると、電
源ＯＦＦの状態となる。

【００２６】次に、上述の方法で補正を行った後、通常
の測温を行う場合について説明する。ユーザは、耳式体
温計１の電源スイッチＳＷ６のみを押下して測温モード
に設定した後、測温スイッチＳＷ４を押下し、測定対象
物（耳の鼓膜）Ｓの温度を測定する。耳式体温計１は、
測定対象物Ｓから放射される赤外線を赤外線検出素子２
１により受光し、この赤外線検出素子２１および冷接点
感温素子７３の検出結果（サーモパイルの出力電圧Ｖ）
は、アンプ４１、ＡＤコンバータ４２を介しＣＰＵ４４
に送られる。そして、ＣＰＵ４４では、サーモパイル８
５の出力電圧ＶおよびＥＥＰＲＯＭ４３に記憶された補
正値（比例定数Ａおよび基準温度Ｔｉ）により、測定対
象物Ｓの温度Ｔが決定される（図４（式２）参照）。Ｃ
ＰＵ４４で決定された測定対象物Ｓの温度はＬＣＤパネ
ル５１に表示され、ユーザはこれを視認して、測定対象
物Ｓの温度を確認する。

【００２７】以上、詳述の通り、本発明の測温計および
その補正方法によれば、測温を行うための測温モードと
（個体別の製造誤差を補正するための）補正値を入力す
るための補正モードとの切り替えを行うモード切替手段
を備えている。そのため、モードを切り替えるだけで簡
単に補正値の入力を行うことができ、これを定期的に行
えば常に正確な測温を行うことができる。

【００２８】また、補正値に対応する赤外線出力を赤外
線検出素子２１により受光するため、非接触で補正値の
入力が可能となる。したがって、測温計内の基板上に補
正値入力専用の端子を形成する必要がなくなると共に、
従来のように補正値の入力端子を露出させなくとも、完
成体において補正を行うことができる。これにより、部
品数を削減することができるため、低廉化を図ることが
できる。また、完成体としての測温計に補正値を入力可
能であるため、内装基板組立、補正、外装組立、最終検
査といった煩雑な工程ではなく、内装基板組立、外装組
立、補正といった工程に簡略化することができる。

【００２９】また、従来は、完成体において補正値の入
力を行うために、外部から直接補正値を入力するための
開口部を形成したりする方法もあったが、その必要もな
いため、水や塵埃が測温計内に侵入することを防ぐこと
ができる。また、測温モードにおいては、記憶した補正
値により赤外線検出素子２１からの出力値を補正して測
定対象物Ｓの温度を決定するため、個体別の製造誤差を
補正することができ、高精度の測温を行うことができ
る。

【００３０】また、フィラメントランプ１１４などの光
の点滅によって表現した補正値に対応する赤外線出力を
受光するため、受光した赤外線出力から補正値を認識す
ることができる。すなわち、簡単なパルス制御により放
射された補正値を正確に受光することができる。

【００３１】なお、上述の実施形態では、耳式体温計１
の例を挙げたが、測定対象物からの赤外線の放射を利用
してその測定対象物Ｓの温度を測定するものであれば、
他のタイプの体温計はもちろんのこと、他のタイプの測
温計にも利用でき、また、測温値を表示等するものでな
くても、測定（検出）した温度を用いて各種の制御を行
う装置など、他の応用も可能である。また、これらに利
用する場合に、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜
変更も可能である。

【００３２】

【発明の効果】上述のように、本発明の測温計およびそ
の補正方法並びに補正システムによれば、完成体で、接
触式の端子を用いることなく補正値の入力を行うことが
できる、などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】耳式体温計の測温系のブロック図である。

【図２】補正装置のブロック図である。

【図３】耳式体温計および補正装置の概略説明図であ
る。

【図４】サーモパイルの４乗式を示す説明図である。

【図５】フィラメントランプの出力および耳式体温計の
検出結果の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１耳式体温計２赤外線受光検出部４測定値決定部２１赤外線検出素子４３ＥＥＰＲＯＭ４４ＣＰＵ８５サーモパイル１０１補正装置１０３測定値入力部１０４演算処理部１０５補正値出力部１０７カメラ１１０ＲＯＭ１１１ＣＰＵ１１４フィラメントランプＳ測定対象物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象物から放射される赤外線を受光
することにより温度を検出する赤外線検出素子を備え、
当該赤外線検出素子からの出力値および外部から入力さ
れる補正値に基づいて前記測定対象物の温度を決定する
測温計において、測温を行うための測温モードと前記補正値を入力するた
めの補正モードとの切り替えを行うモード切替手段と、前記補正モードにおいて、前記補正値に対応する赤外線
出力を前記赤外線検出素子により受光する受光手段と、前記受光手段により受光した前記補正値を記憶する記憶
手段と、前記測温モードにおいて、前記補正値により前記赤外線
検出素子からの出力値を補正する補正手段と、を備えた
ことを特徴とする測温計。
【請求項２】前記受光手段は、光の点滅によって表現
した前記補正値に対応する赤外線出力を受光することを
特徴とする請求項１に記載の測温計。
【請求項３】測定対象物から放射される赤外線を受光
することにより温度を検出する赤外線検出素子を備え、
当該赤外線検出素子からの出力値および外部から入力さ
れる補正値に基づいて前記測定対象物の温度を決定する
測温計の補正方法において、補正モードに設定した完成体としての前記測温計に、前
記補正値に対応する赤外線出力を前記赤外線検出素子に
より受光する受光工程と、受光した前記補正値を記憶する記憶工程と、を備えたこ
とを特徴とする測温計の補正方法。