JP2005148038A - 非接触赤外線放射温度計 - Google Patents

Abstract

【課題】 温度測定対象とする人から放射される赤外線の測定値に基づいて、体温測定をきわめて簡便かつ正確に行なうことができる非接触赤外線放射温度計を提供すること。
【解決手段】 内蔵されている演算装置を用いて、測定した外気温と被測定対象者の皮膚温度から、被測定対象者の核体温を正確に予測して表示することができる非接触赤外線放射温度計であって、演算装置、キー入力装置、サーモパイル、メモリー、アラーム、液晶表示装置、カレンダタイマーなどを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触赤外線放射温度計に関するものである。本発明は、体温測定のような日常生活で人が経験する温度測定を、きわめて簡便かつ正確に行なうことができる非接触赤外線放射温度計に関するものである。

赤外線放射温度計の仕組みはよく知られている通り、熱型赤外線センサ素子であるサーモパイルを用いたもので、熱電対の接合部に赤外線を照射した際のゼーベック効果による起電力発生を原理としており、非接触に物体の温度を計測することが可能である。

この赤外線放射温度計は非接触に物体の温度を計測することができるため、通常、接触して温度を測定することが困難な高温の炉温などを測定したりする際に用いられている。通常、工業用に用いられる放射温度計は、価格が高く携帯性にも劣るため、日常生活で広範な用途に用いることは困難である。

一般日常社会においても、幼児の体温測定などに、例えば、特開２０００−１３９８５１に記載されているような耳式体温計が提案されている。これは体温測定用の赤外放射温度計であるが、人体表面から放射される微弱な赤外線を計測して体温測定を行なうもので、通常、耳孔内の温度測定を行なう。

また、サーモグラフは、測定対象表面から放射される赤外線を計測し、対象表面の広範囲な温度分布計測を可能とする。

近年、ＳＡＲＳ感染の拡大防止のため、空港や港の搭乗手続きや入国管理手続きの際に人の体温測定が行なわれることがある。また、病院やその他の施設において、発熱状態にあるＳＡＲＳ患者の判別・診断に広く利用されている。

この際に用いられる体温測定機器としては、通常、赤外線を利用した耳式体温計やサーモグラフ装置などが用いられている。これは水銀を用いた接触式の体温計に比べて１秒程度という短時間で人体の体温測定を行なうことが可能であるからである。

しかし、耳式体温計は、測定対象となる人を歩行しながら測定することは困難で、通常人を立ち止まらせ、耳孔に耳式体温計式を当てて測定する必要があり、人の通行を妨げる不便さがある。

また、測定精度の確保のため、較正・評価技術の取得が不可欠であり、信頼性の高い標準較正技術・設備の導入が欠かせない。

さらに、サーモグラフ装置の場合、動いている人を離れた位置から計測することが可能であるが、装置の価格は高く、簡便に用いることは困難である。

また、人の日常的な健康管理手段として体温測定は普通に行なわれている事柄であるが、通常用いられている水銀体温計の測定では、測定に数分間程度の時間を要するため、迅速さに欠けるという欠点がある。

上記課題を解決するため、本発明の非接触赤外線放射温度計は、携帯性、迅速測定、低コスト、正確な測定という点で際立った特徴を備えている。

まず、携帯性を確保するために、非接触赤外線放射温度計を構成する演算装置、キー入力装置、サーモパイル、メモリー、アラーム、液晶表示装置、カレンダタイマーなどの機能すべてを手のひらサイズのコンパクトな大きさに収納している。

非接触赤外線放射温度計そのものの性能は通常の耳式体温計式と大きく変わるところはないが、耳式体温計を人の耳孔に当てる必要がなく、動いている被測定対象者に向けてスイッチを押すだけで測定可能であるため、人が混雑する空港等において、人の通行を妨げることなく、体温測定をきわめて迅速に行なうことが可能である。

また、通常の水銀体温計に比べてきわめて短時間の測定で結果が判明するため、多くの患者の体温測定を行なう病院などにおける患者の定期的あるいは不定期的な体温測定において迅速に結果を出せることは大きな能率向上につながる。

さらに、幼児の体温測定、妊婦の体温測定、通常の健康人の体温測定など、どのような体温測定においても、上記の結果は同様に適用されるものである。

コストは非接触赤外線放射温度計を構成する演算装置、キー入力装置、サーモパイル、メモリー、アラーム、液晶表示装置、カレンダータイマーなどの機能をコンパクトに収めたことによって、従来の放射温度計の１／１０以下の価格を実現することが可能となっている。

精度良い測定を行なうためには、非接触赤外線放射温度計が計測した温度から、知りたい対象物の正確な温度を算出する必要がある。この場合、非接触赤外線放射温度計で計測しているのは、人の皮膚表面温度であり、皮膚表面温度は外気温などの要因で変動することが知られている。そこで非接触赤外線放射温度計の計測から正確な体温を知るためには、実測値から真の温度を換算する算出式を見出す必要がある。

この点で、本発明において、室内温度、皮膚表面温度から、対象の人の性別と年齢等を加味して予測核体温を計算することができる算出式を見出し、非接触赤外線放射温度計を構成する演算装置内にソフトウエアとして組み込んでいる。この温度補正システムによって、非接触赤外線放射温度計の計測による人の皮膚表面温度から、その人の正確な体温を予測することが可能となった。

以上説明したように、本発明の非接触赤外線放射温度計は以下の効果を有する。

本発明の請求項１に係る非接触赤外線放射温度計によれば、内蔵されている演算装置を用いて、測定した外気温と被測定対象者の皮膚温度から、被測定対象者の核体温を正確に予測して表示することができる。

本発明の請求項２に係る非接触赤外線放射温度計によれば、本発明品に内蔵されているサーモパイルの特性上、広い温度範囲の測定が可能であるため、人の体温測定においてはまったく問題なく測定可能である。本発明は人の体温測定を主な目的として設計されているが、対象物は人に限定されるものではなく、請求項２の温度範囲内にあるものであれば、あらゆる物体の温度測定が可能であり、それを阻むものではない。

本発明の請求項３に係る非接触赤外線放射温度計によれば、本発明品に内蔵されているサーモパイルと液晶表示装置の性能から０．１℃以下の分解能が可能である。

本発明の請求項４に係る非接触赤外線放射温度計によれば、本発明品に内蔵されているサーモパイルと演算装置の特性上、測定から表示までの応答速度は１秒以下となる。

本発明の請求項５に係る非接触赤外線放射温度計によれば、本発明品に内蔵されている演算装置には、予め様々な環境下で様々な対象人の皮膚表面温度と体温を測定し、その相関関係を演算式として組み込んでいる。この再現性は非常に良く、一定の環境のもとでは、±０．１℃以下の再現性で体温データを得ることができる。

本発明の請求項６に係る非接触赤外線放射温度計によれば、測定精度そのものは本発明品に内蔵されているサーモパイルの精度に主に依存しており、通常、±０．５℃の測定精度が得られている。

本発明の請求項７に係る非接触赤外線放射温度計によれば、本発明品は脈拍センサを内蔵しており、体温測定に付加的なデータとして、あるいは独立したデータとして脈拍測定がいつでも可能である。

本発明の請求項８に係る非接触赤外線放射温度計によれば、本発明品はメモリーを内蔵しており、測定した体温データおよび脈拍データなどの測定データを保存することができ、長期間の連続的なデータ解析から、体調の変化などを推測することが可能になる。病院における患者の体調管理、健常者においても体調管理に用いることができる。

本発明の請求項１に係る非接触赤外線放射温度計は、演算装置を内蔵しており、予めデータ入手してある、年齢や性別の異なる人の異なる室内における皮膚表面温度と核体温との関係を方程式として組み込んでおり、測定時の室内温度および被測定対象者の皮膚温度から、被測定対象者の核体温を表示することができる。

本発明の請求項２に係る非接触赤外線放射温度計は、サーモパイルを内蔵しており、通常−５０℃から２５０℃程度までの測定が可能である。体温測定においてはそこまでの温度範囲を必要としないが、サーモパイルの性能から体温以外の温度測定にも範囲を広げることが可能である。

本発明の請求項３に係る非接触赤外線放射温度計は、サーモパイルと液晶表示装置を備えており、測定温度の実測値分解能として０．１℃以下を実現することが可能であり、なおかつ、表示分解能として０．１℃以下を実現することも可能である。

本発明の請求項４に係る非接触赤外線放射温度計は、サーモパイルを内蔵しており、その温度応答性は通常１秒程度となっており、当該発明においても同程度の応答性を備えている。

本発明の請求項５に係る非接触赤外線放射温度計は、演算装置を内蔵しており、室内温度と皮膚表面温度との間には強い相関関係があることを予め入手した結果に基づいてデータを入力してあり、そのデータに基づいて一定の環境のもとではきわめて再現性よく核体温を測定することが可能である。

本発明の請求項６に係る非接触赤外線放射温度計は、サーモパイルと演算装置を内蔵しており、測定温度の実測精度および演算精度を加味して±０．５℃の精度を有している。

本発明の請求項７に係る非接触赤外線放射温度計は、センサとして脈拍センサを内蔵しており、センサ部に指を接触することによって脈拍を同時に計測することも可能である。体温に異常が認められた際に、脈拍もあわせて計測することによって総合的な判断に寄与することができる。

本発明の請求項８に係る非接触赤外線放射温度計は、メモリーを内蔵しており、測定した体温データおよびあるいは脈拍データをメモリー内に保存しておくことができる。このデータを活用することによって、長期間の測定値の推移を知ることができ、被測定対象者の健康状態管理や状態の変化などを知る手がかりとして活用することができる。

室内温度をＡ、当該発明品の放射温度計で測定した測定対象者の皮膚温度をＢとすると、予測核温度Ｋは
計算式：Ｋ＝（Ｂ−Ａ）×Ｃ＋Ｂ
の算出式で計算されることになる。ここで定数Ｃは、目的や状況に応じて異なることがあり、さまざまな状況に応じて細かく設定される必要がある。

このようにして測定された核温度は、水銀体温計との実測値との差が０．０５度以内に収まっており、当該発明方法による体温測定はきわめて信頼性の高いものであることが確かめられている。

回路ブロック図

Claims (8)

1. 温度測定対象とする人から放射される赤外線の測定値に基づいて体温を算出する非接触赤外線放射温度計であって、外気温と予め定められた定数との算出式に基づいて体温を算出することのできる非接触赤外線放射温度計。
2. 温度測定範囲が−５０℃から２５０℃である請求項１記載の非接触赤外線放射温度計。
3. 表示分解能が０．１℃以下である請求項１または２記載の非接触赤外線放射温度計。
4. 応答速度が１秒以下である請求項１または２または３記載の非接触赤外線放射温度計。
5. 再現性精度が一定環境のもとでは±０．１℃以下である請求項１または２または３または４記載の非接触赤外線放射温度計。
6. 測定精度が±０．５℃である請求項１または２または３または４または５記載の非接触赤外線放射温度計。
7. 温度計システム内に脈拍センサを備えることによって、体温に異常が認められた場合に、脈拍を計測することによって、測定対象者の健康面全般のチェックが可能な請求項１または２または３または４または５または６記載の非接触赤外線放射温度計。
8. 温度計システム内にメモリーを有することによって、体温測定結果、脈拍測定結果などのデータを保存して、長期間の連続的な測定値の推移を見ることができる。請求項１または２または３または４または５または６または７記載の非接触赤外線放射温度計。

Images