JP2023104098A - 温度測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
測定対象体の温度を前記測定対象体と非接触で測定する温度センサと、
前記測定対象体に向けて光を照射する発光素子と、
前記発光素子が照射する光の反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子の受光強度に基づき前記測定対象体と前記温度センサとの相対位置変動を検出する制御部と、
を備える温度測定装置である。
非接触式の温度センサを用いて測定対象体の温度を測定するステップと、
前記測定対象体に向けて発光素子から光を照射するともに、前記発光素子が照射する光の反射光を受光素子で受光するステップと、
前記受光素子の受光強度に基づき前記測定対象体と前記温度センサとの相対位置変動を検出するステップと、
を備える温度測定方法である。
まず、温度測定装置の構成例を説明する。
図1は、本実施形態に係る温度測定装置の機能構成例を模式的に示すブロック図である。図2は、本実施形態に係る温度測定装置の測定対象体側からみたセンサ配置例を示す平面図である。
図1に示すように、本実施形態で例に挙げて説明する温度測定装置1は、保育器2に収容された新生児や乳児等の人体またはこれに準ずる動物(以下「測定対象体」と総称する。)3の温度(具体的には、皮膚温度に基づいて得られる体温)を測定するために用いられるものである。
センサユニット10は、保育器2内の測定対象体3との相対位置関係を調整し得るように配置されるユニット筐体を有する。そして、そのユニット筐体内に、温度センサ11と、発光素子12と、受光素子13と、発光駆動回路14と、変換増幅回路15と、を備えて構成されている。
また、発光素子12は、温度センサ11のセンサ検出面の近傍位置に配置されているものとする。つまり、発光素子12は、温度センサ11の近傍位置に付設されている。発光素子12の配置数は、少なくとも一つあればよいが、温度センサ11のセンサ検出面を囲うように複数(例えば二つ)を配置するようにしてもよい。
また、受光素子13は、発光素子12と同様に、温度センサ11のセンサ検出面の近傍位置に配置されているものとする。つまり、受光素子13は、温度センサ11の近傍位置に付設されている。受光素子13の配置数は、少なくとも一つあればよいが、温度センサ11のセンサ検出面を囲うように複数(例えば四つ)を配置するようにしてもよい。
図例のように、センサユニット10における測定対象体3の側の面には、その略中央に温度センサ11のセンサ検出面が位置するように、当該温度センサ11が配置されている。そして、その温度センサ11のセンサ検出面を囲うように、二つの発光素子12と四つの受光素子13が配置されている。
二つの発光素子12は、それぞれが温度センサ11のセンサ検出面の周囲に均等に配置されている。例えば、図2中の上方側を0°方向としたとき、発光素子12は、0°方向と180°方向のそれぞれに配されている。
四つの受光素子13についても、発光素子12と同様に、それぞれが温度センサ11のセンサ検出面の周囲に均等に配置されている。これにより、各受光素子13は、温度センサ11からみて四方に配置されていることになる。ここでいう四方とは、例えば、図2中の上方側を0°方向としたとき、45°方向、135°方向、225°方向、315°方向のそれぞれに受光素子13が配されていることである。
ただし、ここで挙げた角度の数値は単なる一具体例に過ぎず、発光素子12および受光素子13の配置がこれらに数値に限定されるものではない。
制御部20は、温度測定装置1の処理動作を制御するためのもので、CPU(Central Processing Unit)や各種メモリ装置等の組み合わせからなるハードウエア資源を備えて構成されたものである。つまり、制御部20は、マイクロコンピュータとしてのハードウエア資源を備えて構成されており、メモリ内に記憶されたプログラムをCPUが実行することにより、そのプログラム(ソフトウエア)とハードウエア資源とが協働して、温度測定装置1の処理動作を制御するようになっている。
出力部30は、液晶ディスプレイ等の表示装置、外部装置との通信を行う通信装置等を備えて構成されたもので、必要に応じて温度測定装置1の利用者に対する情報出力を行うものである。出力部30が出力する情報としては、例えば、温度計側部21で得られる温度値についての情報や、アラーム処理部24からの報知情報(アラーム情報)等がある。
次に、上述した構成の温度測定装置1における処理動作例、すなわち本実施形態に係る温度測定方法の手順を説明する。
図3は、本実施形態に係る温度測定方法の手順の一具体例を示すフローチャートである。
例えば、第一のトリガー発生態様として、センサユニット10の温度センサ11が被測定箇所の位置指示用の光(利用者が視認可能な可視光等)を出射するように構成されている場合を考える。その場合、位置指示用の光のオン/オフ制御と連動して、原点確定トリガーを発生させる。具体的には、センサユニット10と測定対象体3との相対位置関係が確定すると、その後に温度センサ11が位置指示用の光を出射する(すなわち、当該光のオン制御がされる)タイミングが訪れるので、そのタイミングで原点確定トリガーを発生させるようにする。
また、例えば、第二のトリガー発生態様として、センサユニット10が加速度センサ等を利用した移動検出機能を有する場合を考える。その場合、センサユニット10と測定対象体3との相対位置関係が確定(すなわち、センサユニット10の移動が完了)すると、そのことが移動検出機能によって検出されるので、その検出タイミング(すなわち、センサユニット10の移動完了タイミング)で、原点確定トリガーを発生させる。
また、例えば、第三のトリガー発生態様として、温度測定装置1の利用者が操作する操作部や上位装置との通信を行う通信部等が制御部20に接続されている場合を考える。その場合、操作部でトリガー発生のための所定操作があったり、上位装置からトリガー発生のための所定信号が送信されたりすると、これらに応じて、所定操作があったタイミングや所定信号の受信タイミング等で、原点確定トリガーを発生させる。
次に、上述した手順の温度測定方法において、センサユニット10を用いて行う処理動作の詳細を、さらに具体的に説明する。
本実施形態において、センサユニット10は、図2に示すように、温度センサ11に加えて、複数(例えば二つ)の発光素子12と、複数(例えば四つ)の受光素子13と、を備えている。つまり、発光素子12および受光素子13は、それぞれ単数が配置された場合でも上述した手順の温度測定方法を実施可能であるが、センサユニット10にそれぞれ複数配置されていることが好ましい。その場合に、発光素子12と受光素子13の配置数は、同数(すなわち1:1の割合)でなくても構わない。
このような配置態様の場合に、例えば、測定対象体3が0°方向(測定対象体3の頭上方向)に向けて動くと、45°方向および315°方向の各受光素子13における現在受光強度が大きくなる。また、例えば、測定対象体3が45°方向に向けて動くと、45°方向の受光素子13における現在受光強度が大きくなる。また、例えば、測定対象体3が90°方向(仰向け姿勢の測定対象体3の左手側方向)に向けて動くと、45°方向および135°方向の各受光素子13における現在受光強度が大きくなる。
したがって、受光素子13が複数配置されていれば、測定対象体3の位置変動が発生したか否かのみならず、位置変動が発生したときの移動方向についても判別し得るようになる。特に、各受光素子13が温度センサ11の四方に均等に配されている場合には、測定対象体3がどの方向に移動しても、その大凡の移動方向についても判別することが可能となる。このことは、各受光素子13が温度センサ11の四方に均等に配されていれば、図2に示す配置態様とは各受光素子13の配置角度が異なる場合であっても同様である。
測定対象体3の移動方向が判別可能であれば、その判別結果を利用することで、アラーム処理があった場合の測定対象体3およびセンサユニット10の再セットを容易かつ迅速に行うことができる。また、測定対象体3の移動方向の判別結果を報知することで、温度測定装置1の利用者に注意を促すといったことも実現可能となる。
このような配置態様であれば、受光素子13が温度センサ11の四方に配されている場合であっても、各受光素子13の受光強度に偏りが生じてしまうのを抑制することができる。つまり、例えば発光素子12が単数であると、その発光素子12と各受光素子13との間の距離が一律とはならず、その距離の違いに応じて各受光素子13の受光強度に偏りが生じてしまうおそれがあるが、図2に示す配置態様であれば、そのような偏りを抑制することができ、その結果として、測定対象体3の位置変動に関する検出精度向上が図れるようになる。しかも、発光素子12を受光素子13と同数ではなく二箇所のみに配しているので、各受光素子13の受光強度の偏りを抑制しつつ、センサユニット10の構成の複雑化を抑制でき、これによりセンサユニット10の小型化も容易に実現し得るようになる。
このような配置態様の各発光素子12について、当該発光素子12からの光の照射は、制御部20からの指示に従って動作する発光駆動回路14によって制御される。つまり、各発光素子12の発光制御は、発光駆動回路14によって行われる。発光素子12の発光制御としては、以下のような態様のものがある。
本実施形態によれば、以下に述べる一つまたは複数の効果を奏する。
しかも、本実施形態においては、発光素子12および受光素子13を利用して相対位置変動を検出するので、例えば撮像カメラによる画像データの解析を経る場合とは異なり、装置構成の複雑化を招くことなく非常に簡素な装置構成で相対位置変動の検出を行うことができ、さらにはデータ処理負荷が過大になることもないので相対位置変動の検出の迅速な応答性を確保することができる。
つまり、本実施形態によれば、非接触式の温度センサ11を用いて温度測定を行う場合に、測定対象体3と温度センサ11との相対位置変動を検出することで、当該温度測定を非常に簡素な構成で精度良く行うことが可能となる。
したがって、本実施形態によれば、原点受光強度を基準とすることで、測定対象体3の位置変動が発生したことを、確実かつ精度良く判定することが可能となる。しかも、基準との差分を所定閾値と比較して判定を行うので、当該所定閾値の設定次第で測定対象体3の位置変動の程度がその測定対象体3についての温度測定が行えない状態であるか否かを判別することが可能となり、温度センサ11による温度測定を精度良く行う上でも非常に有効である。
つまり、本実施形態によれば、保育器2および温度測定装置1の実使用状態に合わせて測定対象体3と温度センサ11との相対位置変動の検出を確実かつ精度良く行うことが可能となり、温度測定装置1の利用者にとって利便性に優れたものとなる。
特に、本実施形態においては、受光素子13が温度センサ11からみて四方に配置されている。このように受光素子13が配置されていれば、測定対象体3がどの方向に移動しても、その大凡の移動方向についても判別することが可能となる。
したがって、本実施形態によれば、測定対象体3の移動方向の判別結果を利用することで、アラーム処理があった場合の測定対象体3およびセンサユニット10の再セットを容易かつ迅速に行うことができ、また、測定対象体3の移動方向の判別結果を報知することで温度測定装置1の利用者に注意を促すといったことも実現可能となり、その結果として温度測定装置1の利用者にとって非常に利便性が優れたものとなる。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
Claims (9)
- 測定対象体の温度を前記測定対象体と非接触で測定する温度センサと、
前記測定対象体に向けて光を照射する発光素子と、
前記発光素子が照射する光の反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子の受光強度に基づき前記測定対象体と前記温度センサとの相対位置変動を検出する変動検出部と、
を備える温度測定装置。 - 前記変動検出部は、
前記測定対象体が所定箇所に位置するときの前記受光素子の受光強度を原点受光強度として記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶する原点受光強度と前記受光素子で得られる受光強度との差分が所定閾値以上になると前記測定対象体の位置変動が発生したと判定する判定部と、
を有する請求項1に記載の温度測定装置。 - 前記原点受光強度を特定して前記記憶部に記憶させる原点確定トリガー部
を備える請求項2に記載の温度測定装置。 - 前記発光素子および前記受光素子は、前記温度センサに付設されている
請求項1から3のいずれか1項に記載の温度測定装置。 - 少なくとも前記受光素子は、前記温度センサを囲うように複数箇所に配置されている
請求項4に記載の温度測定装置。 - 前記受光素子は、前記温度センサからみて四方に配置されている
請求項5に記載の温度測定装置。 - 前記発光素子は、前記温度センサを囲うように複数箇所に配置されている
請求項5または6に記載の温度測定装置。 - 前記発光素子は、光の照射を断続的な態様または発光強度の強弱を変化させる態様で行うように構成されている
請求項1から7のいずれか1項に記載の温度測定装置。 - 非接触式の温度センサを用いて測定対象体の温度を測定するステップと、
前記測定対象体に向けて発光素子から光を照射するともに、前記発光素子が照射する光の反射光を受光素子で受光するステップと、
前記受光素子の受光強度に基づき前記測定対象体と前記温度センサとの相対位置変動を検出するステップと、
を備える温度測定方法。
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