JP2021050928A

JP2021050928A - 耳式体温計

Info

Publication number: JP2021050928A
Application number: JP2019172167A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　優; Masaru Sato; 優佐藤
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-04-01
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: JP7031645B2

Abstract

【課題】センサカバーの温度をリアルタイムに検知して補正する等の複雑な制御を行うことなく、容易な制御で正確な体温を測定すること。【解決手段】温度測定対象の温度を測定する非接触型の赤外線温度センサ４２と、赤外線透過材で形成され、前記温度測定対象と前記赤外線温度センサ４２との間に介在するように配置されているセンサカバー４３と、を備え、前記センサカバー４３及び前記赤外線温度センサ４２は、互いに密着されることによって、それぞれの密着部位が等温となる耳式体温計１０。【選択図】図４

Description

本発明は、人等の外耳道内に挿入して体温を非接触で測定する耳式体温計に関する。

近年、睡眠中の被験者、手術中の患者、運動中のスポーツ選手の体温を観察・管理するため、体温を長時間にわたり連続的に測定する体温計が用いられる場合がある。このような体温測定する装置として、被験者への負担を軽減するため、プローブを耳穴に挿入して鼓膜の温度を赤外線温度センサにより非接触で測定する耳式体温計が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このような耳式体温計は、赤外線温度センサ、制御部、電源等を収納する筐体を有している。この筐体の端部には、赤外線温度センサの防水・防汚のために受光面を覆うセンサカバーが設けられている。センサカバーの材料としては、人体放射レベルの遠赤外波長域（約１０μｍ）の赤外線を透過可能なポリエチレン等の樹脂やガラス材が採用されている。

制御部は、赤外線温度センサからの出力が入力されると、増幅・Ａ／Ｄ変換等を行って温度データとして出力する機能を有している。センサカバーによって、入射する赤外線が一定比率で減衰するため、制御部では、カバー材料の透過率や厚さに応じた補正を行っている。また、図６に示すようにセンサカバーＣ及び赤外線温度センサＳも赤外線放射体であることから、センサカバーＣと赤外線温度センサＳの間の温度差に基づいて補正を行っている。なお、図６中Ｋは測定対象である鼓膜、ＵＲ１及びＵＲ２は赤外線を示している。

赤外線減衰による補正制御は使用状況や環境に関わらず一定比率であり単純な制御となる。これに対し、温度差による補正制御は、使用状況や環境により常に変動するセンサカバーの温度をモニタしながらリアルタイムに補正する必要があり、制御アルゴリズムが複雑になる、追加のセンサが必要になる等の問題がある。

特開平６−９４５３３号公報

本発明は、センサカバーの温度をリアルタイムに検知して補正する等の複雑な制御を行うことなく、容易な制御で正確な体温を測定することを目的とする。

本発明の一態様として、耳式体温計は、温度測定対象の温度を測定する非接触型の赤外線温度センサと、赤外線透過材で形成され、前記温度測定対象と前記赤外線温度センサとの間に介在するように配置されているセンサカバーと、を備え、前記センサカバー及び前記赤外線温度センサは、互いに密着されることによって、それぞれの密着部位が等温となる。

本発明によれば、センサカバーの温度をリアルタイムに検知して補正する等の複雑な制御を行うことなく、容易な制御で正確な体温を測定することができる。

本発明の一実施の形態に係る耳式体温計を被験者の耳に装着した状態を示す斜視図。同耳式体温計を示す側面図。同耳式体温計を示す正面図。同耳式体温計に組み込まれた体温センサを示す断面図。同耳式体温計における鼓膜と、センサカバーと、赤外線温度センサとの関係を模式的に示す説明図。鼓膜と、センサカバーと、赤外線温度センサとの関係を模式的に示す説明図。

図１は耳式体温計１０を被験者の耳Ｅに装着した状態を示す斜視図、図２は耳式体温計１０を示す側面図、図３は耳式体温計１０を示す正面図、図４は耳式体温計１０に組み込まれたセンサデバイス４０を示す断面図、図５は耳式体温計１０における鼓膜Ｋと、センサカバー４３と、赤外線温度センサ４２との関係を模式的に示す説明図である。なお、図５中ＵＲ１は赤外線を示している。

耳式体温計１０は、デバイス本体２０と、このデバイス本体２０から突出形成され、耳Ｅの外耳道に向けて挿入される挿入体（筐体）３０と、この挿入体３０の先端に取り付けられたセンサデバイス４０を備えている。

デバイス本体２０は、外耳道より十分に大きく形成され、外耳道に挿入された挿入体３０との位置関係により耳珠と耳甲介腔に係止して装着される形状となっている。また、デバイス本体２０内部には、制御部１００及び制御部１００、センサデバイス４０に電力を供給するバッテリ（電源）１１０が収納されている。

挿入体３０は、外耳道に挿入しやすく、鼓膜Ｋに向けられるように基端側より先端側が細くなる円錐台状に形成されたイヤーチップ３１と、このイヤーチップ３１の先端の受光部３１ａに設けられ、センサデバイス４０が挿入される挿入孔３２を備えている。イヤーチップ３１は、人体への接触時安全性が高い軟質素材（シリコンゴム等）により形成されている。

センサデバイス４０は、筒状のハウジング４１を備えている。ハウジング４１は一対の板バネ４１ａが取り付けられている。板バネ４１ａは挿入孔３２に挿入されるとその弾性力によって拡がることで、ハウジング４１が挿入孔３２内部に固定される。

ハウジング４１の先端には赤外線温度センサ４２が受光面４２ａを図４中上方に向けて取り付けられている。赤外線温度センサ４２の前面にはポリエチレン材製のセンサカバー４３が取り付けられている。センサカバー４３の厚みは５０μｍ〜３００μｍであり、５０μｍ未満であると強度が不足し、また３００μｍを超えると赤外線減衰量が大きくなり、測定精度が低下する。センサカバー４３の厚さは正確に設定され、既知の計算式により赤外線減衰率が算出される。算出された赤外線減衰率は制御部１００に記憶される。

センサカバー４３は赤外線温度センサ４２の受光面４２ａの全体を覆うと共に、周縁部はハウジング４１の外周面に熱伝導接着剤で接着するか、熱収縮チューブ等により側面を押圧して固定されている。赤外線温度センサ４２の出力端子は、フレキシブル基板やリード線等を用いて、デバイス本体２０に収納されている制御部１００に接続されている。

赤外線温度センサ４２の受光面４２ａとセンサカバー４３とは空隙ができないように密着しており、それぞれの密着部位が等温となる。

このように構成された耳式体温計１０は、次のように使用する。すなわち、耳式体温計１０の電源を投入すると、バッテリ１１０から制御部１００に電力が供給される。制御部１００に接続された赤外線温度センサ４２が起動し、赤外線温度センサ４２に入力される赤外線強度を測定する。測定された赤外線強度は検出信号として出力され、制御部１００に入力される。検出信号は、制御部１００において増幅やＡ／Ｄ変換される等した後、プロセッサに入力される。ここで、予め記憶されている赤外線減衰率に基づいて補正が行われ、温度信号が出力される。

このとき、図５に示すように赤外線ＵＲ１が入射した後は、赤外線温度センサ４２とセンサカバー４３との間で赤外線放射が生じないため、使用中に赤外線エネルギー量の変動が生じない。よって、センサカバー４３の温度を検知しながらのリアルタイム補正は必要無い。したがって、プロセッサにて赤外線減衰率による補正がされた後、温度信号として出力される。温度信号は制御部１００内のメモリに格納される等した後、表示や外部への送信が行われる。

このように構成された耳式体温計１０によれば、センサカバー４３を付けた状態で初期（製造時等）に透過減衰の補正設定を行えば、センサカバー４３の温度を検知しながらのリアルタイム補正をする必要がない。したがって、センサカバー４３の温度検知のためのセンサが不要となり、小型化や省電力化に寄与できる。また、制御部１００においても補正アルゴリズムが簡素化されることから、メモリ削減、処理速度向上、開発期間削減が可能となる。したがって、耳式体温計１０の全体においてコスト削減ができる。

なお、センサカバー４３は、安価で成型容易なポリエチレンを使用できると共に、赤外線温度センサ４２の防水・防汚機能も維持でき、センサカバー４３を装着しても、体温計として十分な計測性能を維持できる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、センサカバーとしてポリエチレン材を例示したが、赤外線透過性を有し、その透過率が特定されていれば、他の樹脂材やガラス材でも良い。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
温度測定対象の温度を測定する非接触型の赤外線温度センサと、
赤外線透過材で形成され、前記温度測定対象と前記赤外線温度センサとの間に介在するように配置されているセンサカバーと、
を備え、
前記センサカバー及び前記赤外線温度センサは、互いに密着されることによって、それぞれの密着部位が等温となる耳式体温計。
［付記２］
前記センサカバーはポリエチレン材製である［付記１］に記載の耳式体温計。
［付記３］
前記センサカバーの厚さは、５０〜３００μｍに形成されている［付記２］請求項２に記載の耳式体温計。

１０…耳式体温計、２０…デバイス本体、３０…挿入体、３１…イヤーチップ、３１ａ…受光部、３２…挿入孔、４０…センサデバイス、４１…ハウジング、４１ａ…板バネ、４２…赤外線温度センサ、４３…センサカバー、１００…制御部、１１０…バッテリ（電源）、Ｅ…耳、Ｅｇ…外耳、Ｋ…鼓膜、ＵＲ１，ＵＲ２…赤外線。

Claims

温度測定対象の温度を測定する非接触型の赤外線温度センサと、
赤外線透過材で形成され、前記温度測定対象と前記赤外線温度センサとの間に介在するように配置されているセンサカバーと、
を備え、
前記センサカバー及び前記赤外線温度センサは、互いに密着されることによって、それぞれの密着部位が等温となる耳式体温計。
前記センサカバーはポリエチレン材製である請求項１に記載の耳式体温計。
前記センサカバーの厚さは、５０〜３００μｍに形成されている請求項２に記載の耳式体温計。