JP3040444B2

JP3040444B2 - Thermometer

Info

Publication number: JP3040444B2
Application number: JP2263202A
Authority: JP
Inventors: 正弘塩川; 誠池田
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 2000-05-15
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: JPH04141138A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は生体の検温部位からの赤外線放射を受け検温
部位の温度を推定する体温計に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermometer that receives infrared radiation from a temperature measurement site of a living body and estimates the temperature of the temperature measurement site.

［従来の技術］非接触で生体の皮膚温度を計測する方法は、既に商品
化され実施されている。しかし、体表面において計測さ
れた温度は、環境温の影響を強く受け、医療及び医学の
分野で用いられる疾病の有無、並びに病状の経過及び婦
人の基礎体温等のスクリーニングを目的としたいわゆる
体温とは性質を異にしており、かかる目的のために皮膚
温度を用いることは不適切である。[Prior Art] A method of measuring skin temperature of a living body without contact has already been commercialized and implemented. However, the temperature measured on the body surface is strongly affected by the environmental temperature, the so-called body temperature for the purpose of screening for the presence or absence of illness used in the field of medicine and medicine, the course of the disease state and the basic body temperature of women, etc. Are different in nature and it is inappropriate to use skin temperature for such purposes.

そこで、センサーが非接触で体温を測定する試みとし
て、特開昭61−117422に見られるような、米国Intellig
ent Medical Systemsの「First Temp」（登録商標）と
いう体温計が商品化されて、鼓膜を対象とした検温が可
能となつた。Therefore, as an attempt to measure the body temperature without contacting the sensor, US Patent No.
A clinical thermometer called “First Temp” (registered trademark) of ent Medical Systems has been commercialized, and a temperature measurement for the eardrum has become possible.

鼓膜温は環境温の影響を受けにくく、生体の温度中枢
である視床下部温を反映している部位として早くから注
目されていたが、センサーが接触式の検温では鼓膜を傷
つける恐れがあるとして、一般的に行なわれることがな
かつた。このような鼓膜損傷の危険性もなく、体温とし
て適切な鼓膜温が測定できるシステムは、放射温度計測
のもう一つの長所である短時間温度計測が可能であると
いう点から、１分ないしそれ以上の検温時間を必要とす
る接触式検温の煩わしさを解消するものである。尚、こ
こで短時間とは、数秒程度ないしそれ以下を指す。Tympanic membrane temperature is not easily affected by environmental temperature and has been attracting attention as a site reflecting the hypothalamus temperature, which is the temperature center of the living body, from early on. It was never done. A system that can measure an appropriate eardrum temperature as a body temperature without such danger of eardrum damage can be used for one minute or more in that short-time temperature measurement, which is another advantage of radiation temperature measurement, is possible. This eliminates the inconvenience of contact-type temperature measurement that requires a temperature measurement time. Here, the short time means about several seconds or less.

［発明が解決しようとしている課題］しかしながら、上記の体温計は、体温計として求めら
れる精度±0.1〜0.2（℃）を確保するために、センサー
基準温及び対象温度によつて変化するシステムのゲイン
が一定となるように、強制的にセンサーの基準温を対象
温相当に加熱すると同時に、皮膚と同程度の放射率を有
するリファレンス用ターゲツトの温度をも対象温相当に
加熱するよう構成している。そのため、かかる構成をと
るシステムは、計測の度に行なう較正に時間がかかる上
に、加熱のために電力が少なからず消費されることにな
り、電力消費を補うための２次電池への充電、もしくは
頻繁な１次電池の交換が必要となる。従つて、短時間検
温を目的としていた検温自体がこれらの煩雑な作業のた
め、初期の目的を十分に達成できないという問題点があ
る。[Problems to be Solved by the Invention] However, in order to secure the accuracy ± 0.1 to 0.2 (° C.) required as a thermometer, the above-mentioned thermometer has a constant system gain that varies depending on the sensor reference temperature and the target temperature. Thus, the reference temperature of the sensor is forcibly heated to the target temperature and the temperature of the reference target having the same emissivity as the skin is also heated to the target temperature. Therefore, in the system having such a configuration, it takes time to perform the calibration every time the measurement is performed, and in addition, the power is consumed not less than a little by heating, and the charging of the secondary battery to supplement the power consumption, Alternatively, frequent replacement of the primary battery is required. Therefore, there is a problem that the temperature measurement itself intended for the short-time temperature measurement cannot sufficiently achieve the initial purpose due to these complicated operations.

また、加熱を目的とした電力消費に対処するため、シ
ステムに大きな電力容量を有する電池を備えなければな
らないので、システムの小型化が妨げられるという欠点
がある。Further, in order to cope with power consumption for the purpose of heating, a battery having a large power capacity must be provided in the system, so that there is a disadvantage that miniaturization of the system is hindered.

さらに、センサーの基準温及びリファレンス用ターゲ
ツト温の温度制御を行なうシステムにおいては、制御系
の安定性の面から電源投入直後は正確な計測ができな
い。従つて、正しい検温を行なうためには、常にセンサ
ーの基準温及びリファレンス用ターゲツト温の温度制御
を行なわなければならないが、そのためには電力の絶え
ざる供給が必要となる。上記従来の体温計では、充電ユ
ニツトの上に着脱可能な状態で体温計本体を常時設置し
て電力供給を行なつているが、この方式は２次電池への
過充電の恐れがあり、２次電池の寿命や発熱の点から望
ましくないという問題点がある。Furthermore, in a system for controlling the reference temperature of the sensor and the target temperature for reference, accurate measurement cannot be performed immediately after power-on because of the stability of the control system. Therefore, in order to perform the correct temperature detection, the temperature control of the sensor reference temperature and the reference target temperature must be performed at all times, but this requires a continuous supply of electric power. In the above conventional thermometer, the main body of the thermometer is always installed in a detachable state on the charging unit to supply power. However, in this method, there is a possibility that the secondary battery is overcharged. However, there is a problem that it is not desirable from the viewpoint of the service life and heat generation.

さらにまた、かかるシステムでは、センサーをとりま
く環境温が対象温相当に制御されているセンサー基準温
以上になると、アナログ的にもデジタル的にも出力信号
についてのシステムの細かいゲイン調整を自動的に行な
うことができないので、体温計としては大きな計測誤差
が生じるという問題点がある。Furthermore, in such a system, when the environmental temperature surrounding the sensor becomes equal to or higher than the sensor reference temperature controlled corresponding to the target temperature, the system automatically performs fine gain adjustment of the output signal in analog and digital manner. However, there is a problem that a large measurement error occurs as a thermometer.

結局、一般的に放射温度計においては、システムのゲ
インがセンサー基準温及び対象温度によつて非線形に変
化するため、異なるセンサー基準温等において十分な精
度を保つことが困難となる。As a result, generally, in a radiation thermometer, since the gain of the system varies non-linearly depending on the sensor reference temperature and the target temperature, it is difficult to maintain sufficient accuracy at different sensor reference temperatures.

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、センサー基準温部に対する加熱及び温
度制御を不要として、充電に関わる問題をなくした装置
を提供し、センサーの基準温等によつて変化するシステ
ムのゲイン、またはそれを容易に導くことのできる較正
法及び対象温度の推定が可能な体温計を提供することで
ある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a device which eliminates the problem of charging by eliminating the need for heating and temperature control of a sensor reference temperature unit, and to provide a sensor reference temperature and the like. The present invention is to provide a calibration method which can easily derive the gain of the system, or a thermometer capable of estimating the target temperature.

［課題を解決するための手段］本発明は、上述の課題を解決することを目的として成
されたもので、上述の課題を解決する一手段として以下
の構成を備える。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made for the purpose of solving the above problems, and has the following configuration as one means for solving the above problems.

即ち、生体の検温部位からの赤外線放射を受け検温部
位の温度を推定する体温計において、前記赤外線放射を
受光する受光部と、前記受光部での温度変化（δＴ）を
検出する第１感温エレメントと、センサー基準温（Ta）
を検出する第２感温エレメントとからなる熱型赤外線セ
ンサーシステムを備え、前記熱型赤外線センサーシステ
ムのゲインを前記第１感温エレメントで検出される温度
変化（δＴ）と前記第２感温エレメントで検出されるセ
ンサー基準温（Ta）を用いて近似計算する近似計算手段
と、前記近似計算手段の計算により得られる前記熱型赤
外線センサーシステムのゲインと前記第１感温エレメン
トで検出される温度変化と前記第２感温エレメントで検
出されるセンサー基準温からゲイン（Gs）の定義式、 Gs＝δT/（T_obj−Ta）に基づき、検温部位の温度（T_obj）を推定する温度推定
手段とを有することを特徴とする。That is, in a thermometer that receives infrared radiation from a temperature measurement site of a living body and estimates the temperature of the temperature measurement site, a light receiving unit that receives the infrared radiation, and a first temperature sensing element that detects a temperature change (δT) in the light reception unit And sensor reference temperature (Ta)
A thermal infrared sensor system comprising a second temperature-sensitive element for detecting the temperature change (δT) detected by the first temperature-sensitive element and the second temperature-sensitive element. Approximation calculating means for performing an approximate calculation using the sensor reference temperature (Ta) detected in step (a), the gain of the thermal infrared sensor system obtained by the calculation of the approximate calculating means, and the temperature detected by the first temperature-sensitive element. Temperature estimation for estimating the temperature (T _obj ) of the temperature detection site based on the change and the reference expression of the gain (Gs) from the sensor reference temperature detected by the second temperature sensing element, Gs = δT / (T _obj −Ta) Means.

そして例えば、前記近似計算手段は、ゲインの逆数を
前記温度変化（δＴ）とセンサー基準温（Ta）の多項式
関数として前記熱型赤外線センサーシステムのゲインを
近似計算することを特徴とする。And, for example, the approximation calculating means approximates the gain of the thermal infrared sensor system by using the reciprocal of the gain as a polynomial function of the temperature change (δT) and the sensor reference temperature (Ta).

また例えば、更に、前記近似計算手段に用いられる関
数の形及び係数を記憶する記憶手段を備える。In addition, for example, the apparatus further includes a storage unit that stores a shape and a coefficient of a function used for the approximation calculation unit.

更に例えば、前記近似計算手段で用いられる関数の係
数は、あらかじめ、複数の較正条件により得られた前記
温度変化（δＴ）とセンサー基準温（Ta）と黒体炉温
（Tb）を用いて算出されて前記記憶手段に記憶されてい
ることを特徴とする。あるいは、前記算出される関数の
係数は、最小２乗近似を用いて算出されることを特徴と
する。Further, for example, the coefficient of the function used in the approximation calculation means is calculated in advance using the temperature change (δT), sensor reference temperature (Ta), and black body furnace temperature (Tb) obtained under a plurality of calibration conditions. And stored in the storage means. Alternatively, the coefficient of the calculated function is calculated using least square approximation.

また例えば、生体の検温部位からの赤外線放射を受け
検温部位の温度信号を出力する体温計であって、前記赤
外線放射を受光する受光部と、前記受光部での温度変化
信号（δＴ）を出力する第１感温手段と、センサー基準
温信号（Ta）を出力する第２感温手段とからなる熱型赤
外線センサーシステムを備え、前記熱型赤外線センサー
システムのゲインを前記第１感温手段から出力される前
記温度変化信号（δＴ）と前記第２感温手段手段から出
力されるセンサー基準温信号（Ta）を用いて近似計算す
る近似計算手段と、前記近似計算手段の計算により得ら
れる前記熱型赤外線センサーシステムのゲインと前記温
度変化信号と前記センサー基準温信号からゲイン（Gs）
の定義式、 Gs＝δT/（T_obj−Ta）に基づき、検温部位の温度信号（T_obj）を出力する出力
手段とを有することを特徴とする。Also, for example, a thermometer that receives infrared radiation from a temperature measurement site of a living body and outputs a temperature signal of the temperature measurement site, and outputs a light receiving unit that receives the infrared radiation and a temperature change signal (δT) at the light reception unit. A thermal infrared sensor system including a first temperature sensing means and a second temperature sensing means for outputting a sensor reference temperature signal (Ta), wherein a gain of the thermal infrared sensor system is output from the first temperature sensing means; Approximation calculating means for performing an approximate calculation using the temperature change signal (δT) obtained and the sensor reference temperature signal (Ta) output from the second temperature sensing means, and the heat obtained by the calculation by the approximate calculating means. (Gs) from the gain of the infrared sensor system, the temperature change signal, and the sensor reference temperature signal
And output means for outputting a temperature signal (T _obj ) of the temperature measurement site based on the following definition formula: Gs = δT / (T _obj −Ta).

そして例えば、前記近似計算手段は、ゲインの逆数を
前記温度変化信号（δＴ）とセンサー基準温信号（Ta）
の多項式関数として近似することを特徴とする。For example, the approximation calculating means calculates the reciprocal of the gain by using the temperature change signal (δT) and the sensor reference temperature signal (Ta).
Is approximated as a polynomial function.

本発明においては、好ましくは、これら処理された出
力信号を用いて、あらかじめ定義された関数から基準温
等によつて変化するシステムのゲインを求め、これを用
いて温度変換を行なつて、推定対象温度を表示する。In the present invention, preferably, a gain of a system that changes according to a reference temperature or the like is obtained from a predefined function using these processed output signals, and temperature conversion is performed using the gain to estimate the gain. Displays the target temperature.

かかる関数は、例えば、（１）式の形をとる。 Such a function takes the form of, for example, equation (1).

κ＝a₁・T_a＋b₁.δＴ＋ｃ …（１）但し、T_a:センサー基準温（環境温） δT:赤外線による受光部の温度上昇分 a_i,b_j,c:較正時に求められる係数（i,jは整
数） κ：システムゲインの逆数で、対象温度をT
_objとすると、の関係がある。 _{_{κ = a 1 · T a +}} b 1 .δT + c ... (1) where, T _a: Sensor reference temperature (ambient temperature)? T: temperature rise a _i of the light receiving portion by infrared, b _j, c: coefficients determined during calibration (I and j are integers) κ: Reciprocal of system gain, T is the target temperature
_obj There is a relationship.

また、システムのゲインG_sは、また、かかる関数は、例えば（２）式の形をとる。The system gain G _s is Such a function takes the form of, for example, equation (2).

κ＝a₁・T_a＋a₂.T_a ²＋b₁.δＴ＋ｃ …（２）かかる関数は、例えば、さらに（３）式，（４）式の
形をとる。 _{_{κ = a 1 · T a +}} a 2 .T a 2 + b 1 .δT + c ... (2) such function, for example, further (3), the form of equation (4).

κ＝a₁・T_a＋b₁.δＴ＋b₂.δT²＋ｃ …（３） κ＝a₁・T_a＋a₂.T_a ²＋b₁.δＴ＋b₂.δT²＋ｃ…（４）かかる関数が、センサー基準温T_a及び赤外線による受
光部の温度上昇分δＴに関するκを求めるための陽関数
であるとき、（１）式ないし（４）式は一般的に下記
（５）式の形をとる。κ = a ₁ · T _a + b ₁ .δT + b ₂ .δT ² + c (3) κ = a ₁ · T _a + a ₂ .T _a ² + b ₁ .δT + b ₂ .δT ² + c (4) when by the sensor reference temperature T _a and the infrared is explicit function for obtaining the κ relating to the temperature rise δT of the light receiving unit, (1) through formula (4) is generally in the form of equation (5) below.

かかる関数をさらに一般的に表わせば、下記の（６）
式の形をとる。 If this function is expressed more generally, the following (6)
Take the form of an expression.

但し、d_ij:較正時に求められる係数つまり、d_i0,d_0j,d₀₀は、それぞれa_i,b_j,cを表わして
いる本発明において、かかる関数の各係数は、装置製作時
に前もつて標準黒体炉により較正される。この較正は、
かかる関数の未知係数の個数以上の較正点において行な
われなければならない。 However, d _ij : a coefficient obtained at the time of calibration.In other words, d _i0 , d _0j , d ₀₀ represent a _i , b _j , c, respectively. And calibrated by a standard blackbody furnace. This calibration is
It must be performed at more calibration points than the number of unknown coefficients of such a function.

例えば、（１）式においては、少なくとも３点以上の
較正点（条件）での較正を必要とする。また、好ましく
は、４種類の条件における較正を行い、最小２乗近似に
よつて各係数を求める。さらに好ましくは、異なる２種
類のセンサー基準温における、それぞれ異なる２種類の
黒体炉温、即ち、４点較正を行ない最小２乗近似によつ
て各係数を求める。For example, in equation (1), calibration is required at least at three or more calibration points (conditions). Preferably, calibration is performed under four conditions, and each coefficient is obtained by least-squares approximation. More preferably, two different types of black body furnace temperatures at two different types of sensor reference temperatures, that is, each coefficient is obtained by performing a four-point calibration and performing least-squares approximation.

かかる較正条件を用いたときの（１）式における各係
数a₁,b₁,cは、次の（７）式で表わされる行列を満足す
る。The coefficients a ₁ , b ₁ , and c in the equation (1) when using such calibration conditions satisfy the matrix represented by the following equation (7).

但し、κ_ijはセンサー基準温がT_ai,黒体炉温がT_bjの
ときのシステムゲインの逆数即ち、ここで、較正を行なう条件は（T_a1,T_b1），（T_a2,
T_b2），（T_a3,T_b3），（T_a4,T_b4）の４点であるから、
Ｎ＝４である。この較正点として、（T_a1,T_b1），
（T_a1,T_b2），（T_a2,T_b1），（T_a2,T_b2）を選べば、Ｎ
＝２×２＝４となる。ここでのT_a1,T_a2は、装置仕様に
おける使用環境温の上限と下限の±10（℃）の範囲内か
ら選び、T_b1,T_b2は、装置仕様における測定対象温度の
上限と下限の±５（℃）の範囲内から選ぶのが望まし
い。 Where κ _ij is the reciprocal of the system gain when the sensor reference temperature is T _ai and the black body furnace temperature is T _bj , Here, the conditions for performing the calibration are (T _a1 , T _b1 ), (T _a2 ,
T _b2 ), (T _a3 , T _b3 ), and (T _a4 , T _b4 )
N = 4. As these calibration points, (T _a1 , T _b1 ),
If (T _a1 , T _b2 ), (T _a2 , T _b1 ) and (T _a2 , T _b2 ) are selected, N
= 2 × 2 = 4. Here, T _a1 and T _a2 are selected from the range of ± 10 (° C.) of the upper and lower limits of the operating environment temperature in the device specifications, and T _b1 and T _b2 are the upper and lower limits of the measurement target temperature in the device specifications. It is desirable to select from the range of ± 5 (° C.).

また、最小２乗近似によつて（１）式の各係数を求め
る場合、以下の（８）式から導かれた（９）式に依るこ
ともできる。Further, when obtaining each coefficient of the expression (1) by the least squares approximation, the expression (9) derived from the following expression (8) can be used.

T_b＝T_a＋κ・δＴ …（８）但し、κは前記（１）式で表わされる。T _b = T _a + κ · δT (8) where κ is represented by the above equation (1).

但し、dT_ij＝T_bj−T_ai ここでの４点の較正点は、（７）式における条件と同
等のものが好ましい。 However, dT _ij = T _bj −T _ai Here, the four calibration points are preferably equivalent to the conditions in the equation (7).

また、好ましくは、（１）式の各係数を求めるための
（７）式及び（９）式における較正条件は、異なる３種
類のセンサー基準温における、それぞれ異なる２種類の
対象温度、即ち６種類の較正点を用いる。このとき、６
点の較正点（T_a1,T_b1），（T_a1,T_b2），（T_a2,T_b1），
（T_a2,T_b2），（T_a3,T_b1），（T_a3,T_b2）において、装
置仕様の環境温範囲をT_a2で２分して、６点の較正点の
内、前者４点、即ち（T_a1,T_b1），（T_a1,T_b2），（T_a2,
T_b1），（T_a2,T_b2）について、（７）式または（９）式
から１組の各係数を求め、後者４点、即ち（T_a2,
T_b1），（T_a2,T_b2），（T_a3,T_b1），（T_a3,T_b2）につい
て、（７）式または（９）式からもう１組の各係数を求
める。Preferably, the calibration conditions in the equations (7) and (9) for obtaining the respective coefficients of the equation (1) are two different target temperatures at three different sensor reference temperatures, that is, six different target temperatures. Use the calibration points of At this time, 6
Calibration points (T _a1 , T _b1 ), (T _a1 , T _b2 ), (T _a2 , T _b1 ),
In (T _a2 , T _b2 ), (T _a3 , T _b1 ), and (T _a3 , T _b2 ), the environmental temperature range of the device specification is _divided into two by T _a2 , and the former 4 Points, that is, (T _a1 , T _b1 ), (T _a1 , T _b2 ), (T _a2 ,
For T _b1 ) and (T _a2 , T _b2 ), one set of each coefficient is obtained from equation (7) or (9), and the latter four points, that is, (T _a2 ,
With respect to (T _b1 ), (T _a2 , T _b2 ), (T _a3 , T _b1 ), and (T _a3 , T _b2 ), another set of coefficients is obtained from equation (7) or (9).

また、好ましくは、（１）式の各係数を求めるための
（７）式及び（９）式における較正条件は、異なる２種
類のセンサー基準温における、それぞれ異なる３種類の
対象温度、即ち６種類の較正点を用いる。このとき、６
点の較正点（T_a1,T_b1），（T_a1,T_b2），（T_a1,T_b3），
（T_a2,T_b1），（T_a2,T_b2），（T_a2,T_b3）において、装
置仕様の測定対象温度範囲をT_b2で２分して、６点の較
正点のうち（T_a1,T_b1），（T_a1,T_b2），（T_a2,T_b1），
（T_a2,T_b2）の４点について（７）式または（９）式か
ら１組の各係数を求め、（T_a1,T_b2），（T_a1,T_b3），
（T_a2,T_b2），（T_a2,T_b3）の４点について（７）式また
は（９）式からもう１組の係数を求める。Preferably, the calibration conditions in the equations (7) and (9) for obtaining the respective coefficients of the equation (1) are three different target temperatures at two different sensor reference temperatures, ie, six different target temperatures. Use the calibration points of At this time, 6
Calibration points (T _a1 , T _b1 ), (T _a1 , T _b2 ), (T _a1 , T _b3 ),
In (T _a2 , T _b1 ), (T _a2 , T _b2 ), and (T _a2 , T _b3 ), the measurement target temperature range of the device specification is _divided into two by T _b2 , and (T _a1 , T _b1 ), (T _a1 , T _b2 ), (T _a2 , T _b1 ),
For each of the four points (T _a2 , T _b2 ), a set of coefficients is obtained from equation (7) or (9), and (T _a1 , T _b2 ), (T _a1 , T _b3 ),
Another set of coefficients is obtained from equation (7) or (9) for four points (T _a2 , T _b2 ) and (T _a2 , T _b3 ).

この（１）式を用いたκに関する近似は、T_a,δT,κ
という３次元空間、即ちxyz座標における平面近似であ
る。これは、XY座標で考えた際に曲線を直線で近似する
のに相当する。このとき、定義域が広ければ広いほど誤
差が大きくなる。（１）式は、このような場合によく用
いられる折れ線近似と同様な多面近似であると考えるこ
とができる。従つて、曲線の折れ線近似に、節点数が多
ければ多いほど正確な近似ができるのと同様に、多面近
似においても、面分割が多ければ多いほど正確な近似が
可能となる。その際、あまり較正点が多くなりすぎる
と、製造工程における工数が増える結果となるので、好
ましくは、４点ないし９点較正を行なうことを一態様と
する。これは、曲面を２面ないし４面近似することを意
味する。Approximation for kappa using the equation (1), T _a, δT, κ
3D space, that is, a plane approximation in xyz coordinates. This is equivalent to approximating a curve with a straight line when considered in XY coordinates. At this time, the error increases as the domain becomes wider. Equation (1) can be considered to be a polyhedral approximation similar to the polygonal line approximation often used in such a case. Accordingly, in the polyline approximation, the more the number of nodes, the more accurate the approximation can be made. At this time, if the number of calibration points is too large, the number of steps in the manufacturing process will increase. Therefore, it is preferable to perform four to nine-point calibration. This means that a curved surface is approximated by two to four surfaces.

また、（１）式の代わりに（４）式を用いてκに関す
る近似を行なう場合、未知係数が５個あるので、５個以
上の較正点（条件）での較正を必要とする。このとき、
最小２乗近似によつて各係数を求めれば、（10）式の関
係が成り立つ。In addition, when approximation regarding κ is performed using equation (4) instead of equation (1), calibration at five or more calibration points (conditions) is required because there are five unknown coefficients. At this time,
If each coefficient is obtained by the least-squares approximation, the relation of the equation (10) is established.

但し、（10）式の左辺における５×５の行列は対称行
列である。 However, the 5 × 5 matrix on the left side of equation (10) is a symmetric matrix.

（10）式における較正条件は、好ましくは、６ないし
12種類の較正点を用いる。例えば、異なる３種類のセン
サー基準温における、それぞれ異なる３種類の対象温
度、即ち９種類の較正点を用いる。この９種類の較正点
は、ｉ＝1,2,3 ｊ＝1,2,3として（T_ai,T_bj）である
が、T_a1＜T_a2＜T_a3とT_b1＜T_b2＜T_b3の関係があるものと
すると、T_a1は装置仕様における使用環境温の下限±10
（℃）、T_a3は使用環境温の上限±10（℃）、T_a2は両者
の平均±10（℃）の範囲内から選び、また、T_b1は装置
仕様における測定対象温度の下限±５（℃）、T_b3は測
定対象温度の上限±５（℃）、T_b2は両者の平均±２
（℃）、望ましくは平常体温と考えられる37±0.5
（℃）の範囲内から選ぶ。The calibration condition in equation (10) is preferably 6 to
12 calibration points are used. For example, three different target temperatures at three different sensor reference temperatures, ie, nine calibration points, are used. These nine types of calibration points are (T _ai , T _bj ) with i = 1,2,3 j = 1,2,3, but T _a1 <T _a2 <T _a3 and T _b1 <T _b2 <T _Assuming that there is a relationship of _b3 , _Ta1 is the lower limit of the operating environment temperature in the device specifications ± 10
(° C), _Ta3 is selected from the upper limit of operating temperature ± 10 (° C), _Ta2 is selected from the range of the average of both ± 10 (° C), and _Tb1 is the lower limit of target temperature ± 5 in the device specifications. (° C), _Tb3 is the upper limit of the temperature to be measured ± 5 (° C), and _Tb2 is the average of both, ± 2
(° C), preferably 37 ± 0.5 considered normal body temperature
(° C).

以上のようにして、κの近似式に含まれる未知係数の
個数に応じて、適当な種類の較正条件における較正を行
なうことによつて、簡単で、より正確なκの近似を実現
させることができる。As described above, a simple and more accurate approximation of κ can be realized by performing calibration under appropriate kinds of calibration conditions according to the number of unknown coefficients included in the approximation formula of κ. it can.

求められたκの関数並びに各係数は、好ましくは、製
造過程においてそのままROM等の不揮発性メモリに書き
込んでおき、計測時に、そのとき測定したT_aとδＴの値
からROMに記憶されているκの関数とその各係数を用い
てκを推定し、得られたκ及びT_aとδＴの測定値により
対象温度T_objを推定し、表示することを一態様とする。Function as well as the coefficient of κ determined, preferably in advance is written in the nonvolatile memory as a ROM or the like in the manufacturing process, the time of measurement, are stored in the ROM from the values of T _a and δT measured at that time κ function and to estimate the κ using the respective coefficients to estimate the target temperature T _obj by measurement of the obtained κ and T _a and? T, it is an aspect to be displayed.

また、好ましくは、製造過程においてκの関数並びに
各係数から推定されるκについて、T_aとδＴをパラメー
タとしたテーブルを作成してそれをROMに書き込んでお
き、計測時に、そのとき測定したT_aとδＴの値からROM
に記憶されているκを推定して、得られたκ及びT_aとδ
Ｔの測定値より対象温度T_objを推定し、表示することを
一態様とする。Also, preferably, the κ is estimated from the function and the coefficients of κ in the manufacturing process, previously writes it to create a table in which the T _a and δT as parameters in ROM, at the time of measurement was measured at that time T ROM from _a and δT value
To estimate the κ stored in, resulting κ and T _a and δ
One embodiment is to estimate and display the target temperature T _obj from the measured value of T.

また、好ましくは、製造過程において、κの関数並び
に各係数から推定されるκからさらに推定される対象温
度T_objについて、T_aとδＴをパラメータとしたテーブル
を作成してROMに書き込んでおき、計測時にそのとき測
定したT_aとδＴの値から、ROMに記憶されている対象温
度T_objを推定して表示することを一態様とする。Also, preferably, in the manufacturing process, the target temperature T _obj is further estimated from kappa is estimated from the function and the coefficients of the kappa, previously written in the ROM to create a table in which the T _a and δT as parameters, from that when the value of T _a and δT measured during the measurement, it is an aspect to be displayed by estimating the target temperature T _obj stored in the ROM.

［作用］以上の構成において、Gs＝δT/（T_obj−Ta）で表され
るゲインの概念に注目し、ゲインの逆数が赤外線放射に
よる受光部での温度変化（δＴ）とセンサー基準温（T
a）の多項式で表現可能なことを利用して、面倒な周知
のステファン−ボルツマン法則より導かれるＴの４乗式
を解くことなく、結果的に正確な近似式を作ることがで
き、該近似式を用いて簡単な計算で容易に較正を行な
い、正確に対象温度を測定することができる。[Operation] In the above structure, Gs =? T / focus on the concept of the gain represented by (T _obj -Ta), the temperature change in the light receiving portion reciprocal of the gain due to infrared radiation (? T) and the sensor reference temperature ( T
By utilizing the fact that it can be expressed by the polynomial of a), an accurate approximate expression can be created as a result without solving the quartic equation of T derived from the troublesome well-known Stefan-Boltzmann rule. Calibration can be easily performed by a simple calculation using the equation, and the target temperature can be accurately measured.

［実施例］以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な実施例
を詳細に説明する。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第１図は、本発明の一実施例である体温計の外観図で
ある。同図において、体温計の本体１とプローブ２とは
ケーブル３により互いに電気的に接続され、計測時は測
定者がプローブ２のみを手に持つて操作できるようにな
つている。また、本体１側には電源スイツチ50、計測ス
イツチ51、そして表示部（以下、LCDという）15が備え
られており、不図示の信号処理部が内蔵されている。FIG. 1 is an external view of a thermometer according to one embodiment of the present invention. In the figure, a main body 1 of a thermometer and a probe 2 are electrically connected to each other by a cable 3 so that a measuring person can operate the probe 2 by holding only the probe 2 during measurement. Further, the main body 1 is provided with a power switch 50, a measurement switch 51, and a display unit (hereinafter, referred to as an LCD) 15, and includes a signal processing unit (not shown).

第２図（ａ）は、本実施例の一つである体温計のプロ
ーブ２の使用状態を示す断面図である。同図において、
計測部位は外耳道31を含む鼓膜30であり、プローブ２は
内部に赤外線センサー20を備え、外耳道31等の体内に挿
入可能なライトガイド21によつて対象物（ここでは鼓膜
30）からの赤外線が導かれる構造になつている。ライト
ガイド21は、それが外耳道31等の体の一部に直接触れな
いように外耳挿入管22により保護される二重または三重
構造になつていて、内面は赤外線反射率が高く酸化によ
る赤外線反射率の経時変化が小さいAu（金）等がメツキ
されている。FIG. 2A is a cross-sectional view showing a usage state of the probe 2 of the thermometer which is one of the present embodiments. In the figure,
The measurement site is an eardrum 30 including an ear canal 31. The probe 2 includes an infrared sensor 20 inside, and a light guide 21 that can be inserted into the body such as the ear canal 31 or the like (here, the eardrum).
Infrared light from 30) is guided. The light guide 21 has a double or triple structure that is protected by the external ear insertion tube 22 so that it does not directly touch a part of the body such as the external auditory canal 31, and the inner surface has a high infrared reflectance and a high infrared reflectance due to oxidation. Au (gold) or the like whose rate of change with time is small is plated.

第２図（ｂ）は、本実施例に係る体温計のプローブ２
の使用状態の変形例を示す断面図である。同図における
計測部位も、第２図（ａ）と同様、外耳道31を含む鼓膜
30であるが、ブローブ２の内部にはライトガイドはな
く、代わりにプローブ２の先端付近に小型の赤外線セン
サー20を設けている。FIG. 2 (b) is a probe 2 of the thermometer according to the present embodiment.
It is sectional drawing which shows the modification of the use condition of (1). The measurement site in the same figure also shows the eardrum including the external auditory meatus 31 as in FIG.
Although there is no light guide inside the probe 2, a small infrared sensor 20 is provided near the tip of the probe 2 instead.

センサー20の内部にはセンサーの基準温を検知する感
温エレメント（不図示）と赤外線によるセンサー基準温
からの温度上昇分を検知する感温エレメント（不図示）
を備えている。後者の感温エレメントが熱起電力を生ず
る多対熱電対であるとき、一般にこれをサーモパイルと
呼び、２つの感温エレメントが温度によつて抵抗変化を
示す測温抵抗体であるとき、一般にこれをボロメータと
呼ぶ。Inside the sensor 20, a temperature sensing element (not shown) for detecting the sensor's reference temperature and a temperature sensing element (not shown) for detecting a temperature rise from the sensor's reference temperature by infrared rays
It has. When the latter temperature sensing element is a multi-pair thermocouple that generates a thermoelectromotive force, it is generally called a thermopile, and when the two temperature sensing elements are temperature-measuring resistors that exhibit a resistance change depending on the temperature, this is generally used. Is called a bolometer.

以下、本実施例における赤外線センサー20はボロメー
タであるとして説明する。Hereinafter, the description will be made on the assumption that the infrared sensor 20 in the present embodiment is a bolometer.

ボロメータは、温度による抵抗変化を検知することを
基本とする。従つて、センサー基準温は少なくとも１個
の測温抵抗体によつて測定され、赤外線による温度上昇
分は、赤外線の受光エレメントである少なくとも１個の
測温抵抗体によつて測定される。赤外線による温度上昇
分の測定方法としては、アナログ電気回路の構成上、測
温抵抗体からの出力を独立にセンサー基準温と受光部温
度としてA/D変換部へ入力し、デジタル処理を施すこと
で赤外線による温度上昇分として変換する方法か、また
は、センサー基準温測定用と受光部温度測定用の測温抵
抗体をブリツジ等のように差動回路を構成して温度上昇
分として直接A/D変換部へ入力する方法がある。A bolometer is based on detecting a resistance change due to temperature. Therefore, the sensor reference temperature is measured by at least one resistance thermometer, and the temperature rise due to infrared radiation is measured by at least one resistance thermometer, which is an infrared light receiving element. As a method of measuring the temperature rise due to infrared rays, due to the configuration of the analog electric circuit, the output from the resistance temperature detector is input independently to the A / D converter as the sensor reference temperature and the light receiving unit temperature, and digital processing is performed. A method of converting the temperature as a temperature rise due to infrared rays, or a method of constructing a differential circuit such as a bridge with a temperature measuring resistor for measuring the sensor reference temperature and measuring the temperature of the light-receiving unit and directly converting the temperature as the temperature rise There is a method of inputting to the D conversion unit.

第３図は、本実施例の温度計の動作全体を示すフロー
チヤートである。FIG. 3 is a flowchart showing the entire operation of the thermometer of this embodiment.

第３図のステツプS1において、第１図に示した温度計
本体１の側面部に設けられた電源スイツチ50にて電源を
投入すると、後述する温度計のCPU121が立ち上がり、続
くステツプS2において初期チエツクアルゴリズムが働
く。このアルゴリズムにより信号処理部（不図示）及び
表示部であるLCD15、及び内蔵された電池（不図示）の
電圧がチエツクされる。ここで電池電圧の低下等の異常
が発見されたときは、LCD15にエラー表示として、例え
ば電池マーク150が表示される（第１図参照）。In step S1 of FIG. 3, when the power is turned on by the power switch 50 provided on the side surface of the thermometer main body 1 shown in FIG. 1, a CPU 121 of the thermometer described later starts up, and in a subsequent step S2, an initial check is performed. The algorithm works. With this algorithm, the voltages of the signal processing unit (not shown), the LCD 15 as the display unit, and the built-in battery (not shown) are checked. Here, when an abnormality such as a decrease in battery voltage is found, for example, a battery mark 150 is displayed on the LCD 15 as an error display (see FIG. 1).

電源スイツチ50の投入後、アナログ回路系のウオーム
アツプのため一定時間、例えば30秒程度、LCD15にウエ
イト表示として、例えば88.8のような数値のみ全燈表示
して温度計は計測不可モードになる。この間、CPU121
は、消費電力の低減のために待機状態になる。After the power switch 50 is turned on, all the numerical values such as 88.8 are displayed as a wait display on the LCD 15 for a certain period of time, for example, about 30 seconds due to the warm-up of the analog circuit system, and the thermometer enters the measurement impossible mode. During this time, the CPU 121
Enters a standby state to reduce power consumption.

上記のウオームアツプ時間経過後は、LCD15のウエイ
ト表示が消え、ステツプS3の計測待機アルゴリズムが動
作して計測可能モードになる。この計測可能モードで
は、計測スイツチ51が押されないままの状態が一定時
間、例えば10分継続したときは、電源スイツチ50によつ
て電源を切らなくてもパワーオフ（以下、オートパワー
オフという）となる。尚、計測可能モードでは、電源ス
イツチ50によつても、任意の時刻に電源を切ることがで
きる。After the elapse of the warm-up time, the wait display on the LCD 15 disappears, and the measurement standby algorithm in step S3 operates to enter the measurable mode. In this measurable mode, when the state in which the measurement switch 51 is not pressed is continued for a predetermined time, for example, 10 minutes, the power is turned off (hereinafter, referred to as auto power off) without turning off the power by the power switch 50. Become. In the measurable mode, the power can be turned off at any time by the power switch 50 as well.

計測可能モードにおいても、温度計測が計測スイツチ
51による計測開始を待つている状態では、CPU121は消費
電力を低減させるための待機状態になる。また、このと
きLCD15には、オートパワーオフ状態と区別するため
に、計測可能モードを表す計測マーク151が表示される
（第１図参照）。Even in the measurable mode, the temperature measurement is
In a state of waiting for the start of measurement by 51, the CPU 121 enters a standby state for reducing power consumption. At this time, a measurement mark 151 indicating the measurable mode is displayed on the LCD 15 to distinguish it from the auto power off state (see FIG. 1).

計測可能モードになつた後は、赤外線ライトガイド21
の内面等が耳垢等によつて汚染されないようにするため
に、プローブ２に別添のプローブカバーを取り付ける。
そして、温度計本体１の上面部に備えられている計測ス
イツチ51を押すことで、ステツプS4の計測アルゴリズム
の動作に入り、計測を開始することができる。尚、測定
者が電源スイツチ50と計測スイツチ51とを混同しないよ
うに、それらを温度計の本体１の異なつた面、即ち、本
体側面部と上面部とに別けて設けられている。After the measurement mode is set, the infrared light guide 21
A separate probe cover is attached to the probe 2 so that the inner surface of the probe 2 is not contaminated by earwax or the like.
By pressing the measurement switch 51 provided on the upper surface of the thermometer main body 1, the operation of the measurement algorithm in step S4 is started, and the measurement can be started. In order to prevent the measurer from confusing the power switch 50 and the measurement switch 51, they are provided separately on different surfaces of the main body 1 of the thermometer, that is, the main body side surface portion and the upper surface portion.

計測開始後、ステツプS5で電源スイツチ50がオフ状態
となれば温度計の動作は終了する。After the start of the measurement, if the power switch 50 is turned off in step S5, the operation of the thermometer ends.

次に、本実施例に係る温度計の回路構成を説明する。 Next, a circuit configuration of the thermometer according to the present embodiment will be described.

第７図は本実施例の温度計のアナログ回路系、及びデ
ジタル回路系の一構成を示す。同図において、ボロメー
タセンサー20aの内部には感温素子として、赤外線受光
部温検知素子200と補償用センサー基準温検知素子201が
各々１個づつ備えられている。FIG. 7 shows one configuration of an analog circuit system and a digital circuit system of the thermometer of this embodiment. In the figure, an infrared light receiving unit temperature detecting element 200 and a compensation sensor reference temperature detecting element 201 are provided as temperature sensing elements inside the bolometer sensor 20a.

アナログ回路系11において、ボロメータセンサー20a
内部の赤外線受光部温検知素子200と補償用センサー基
準温検知素子201に対して、それぞれ基準抵抗110,111が
センサー外部において直列に接続され、それらに定電圧
電源114によつて定電圧E₀が印加されている。定電圧電
源114は、さらに直列基準抵抗112,113も駆動しており、
両基準抵抗間に基準電位として電位E₁が発生する。In the analog circuit system 11, the bolometer sensor 20a
Against the inside of the infrared light receiving portion temperature detecting element 200 and the compensating sensors reference temperature sensing element 201 is connected reference resistors 110 and 111 respectively in series sensors outside, by the constant voltage power supply 114 connexion constant voltage E ₀ is applied to them Have been. The constant voltage power supply 114 also drives the series reference resistors 112 and 113,
Potential E ₁ is generated as a reference potential between the two reference resistance.

オペアンプ115は、上記基準電位E₁を基準に赤外線受
光部温検知素子200と基準抵抗110の間の電位E₂を受けて
電圧（E₂−E₁）を出力する。また、オペアンプ116は基
準抵抗間電位E₁を基準として、補償用センサー基準温検
知素子201と基準抵抗111の間の電位E₃を受けて電圧（E₃
−E₁）を出力する。Operational amplifier 115 outputs a voltage (E ₂ -E ₁₎ receives a potential E ₂ between the infrared receiver temperature detecting element 200 and the reference resistance 110 relative to the reference potential E _1. Further, the operational amplifier 116 receives a potential E ₃ between the compensation sensor reference temperature detecting element 201 and the reference resistor 111 with reference to the potential E ₁ between the reference resistors, and receives a voltage (E ₃
−E ₁ ) is output.

本実施例では、上述の如く信号源インピーダンスが高
く信号電流が小さいので、オペアンプ115,116には高入
力インピーダンス，低バイアス電流特性が要求され、同
時にそれらは低オフセツト電圧，低オフセツト電圧ドリ
フトのオペアンプであることが要求される。さらに、オ
ペアンプ115,116は、特に温度ドリフト等の面で、互い
に同じ特性を持つていることが重要になつてくる。ま
た、基準抵抗110〜113は温度測定回路に使用されるもの
であるため、その抵抗温度係数は感温素子の抵抗変化率
に比べて、無視できるほど小さいものでなければならな
い。In this embodiment, since the signal source impedance is high and the signal current is small as described above, the operational amplifiers 115 and 116 are required to have high input impedance and low bias current characteristics, and at the same time, they are low offset voltage and low offset voltage drift operational amplifiers. Is required. Furthermore, it is important that the operational amplifiers 115 and 116 have the same characteristics, particularly in terms of temperature drift and the like. Further, since the reference resistors 110 to 113 are used in the temperature measuring circuit, their resistance temperature coefficients must be so small as to be negligible compared to the resistance change rate of the thermosensitive element.

オペアンプ115からの出力は、抵抗体200,110,112,113
を４辺とするブリツジ回路の出力であり、それは赤外線
受光部温を表わしている。同様に、オペアンプ116から
の出力は、抵抗体201,111,112,113を４辺とするブリツ
ジ回路の出力で、補償用センサー基準温を表わしてい
る。これらオペアンプ115,116からの出力は、デジタル
回路系12のA/Dコンバータ120に入力され、そこで２チヤ
ンネルのデジタル信号に変換される。尚、デジタル回路
系12での信号処理については、後述する。Outputs from the operational amplifier 115 are resistors 200, 110, 112, 113
Is the output of the bridge circuit with four sides, which represents the temperature of the infrared receiver. Similarly, the output from the operational amplifier 116 is the output of a bridge circuit having four sides of the resistors 201, 111, 112, and 113, and represents the compensation sensor reference temperature. Outputs from the operational amplifiers 115 and 116 are input to an A / D converter 120 of the digital circuit system 12, where they are converted into two-channel digital signals. The signal processing in the digital circuit system 12 will be described later.

第８図は、本実施例の温度計のアナログ回路系、及び
デジタル回路系の変形例の構成を示し、ここではボロメ
ータセンサー23の内部に、感温素子として２個の赤外線
受光部温検知素子230,231と補償用センサー基準温検知
素子232,233,234,235の４個が備わつている。FIG. 8 shows a configuration of a modification example of the analog circuit system and the digital circuit system of the thermometer of the present embodiment. There are provided four of 230,231 and compensation sensor reference temperature detecting elements 232,233,234,235.

アナログ回路系13内の定電圧電源130は、ボロメータ
センサー23内にて互いに隣合うようにブリツジ回路を構
成している赤外線受光部温検知素子230,231、及び補償
用センサー基準温検知素子232,233の回路網に定電圧E₀
を印加している。このブリツジ回路からの出力はオペア
ンプ131によつて受けられ、その出力E₄は、センサーが
赤外線を受光していないときには、センサーの基準温度
に依らずほぼ一定であるが、赤外線を受光して赤外線受
光部検知温素子230,231に温度上昇が見られるとき、そ
の温度上昇分に応じた電圧値を出力する。The constant voltage power supply 130 in the analog circuit system 13 is a circuit network of the infrared light receiving section temperature detecting elements 230 and 231 forming bridge circuits so as to be adjacent to each other in the bolometer sensor 23, and the compensation sensor reference temperature detecting elements 232 and 233. Constant voltage E ₀
Is applied. The output from this Buritsuji circuit is received Te operational amplifier 131 Niyotsu, its output E _4, when the sensor is not receiving infrared rays is almost constant regardless of the reference temperature sensor, and receives the infrared IR When a temperature rise is observed in the light-receiving unit detection temperature elements 230 and 231, a voltage value corresponding to the temperature rise is output.

また、補償用センサー基準温検知素子234,235には、
それぞれ基準抵抗132,133がセンサー外部、つまりアナ
ログ回路系13内において直列に接続され、定電圧電源13
0によつてそれぞれに定電圧E₀が印加されている。補償
用センサー基準温検知素子234と基準抵抗132の間の電位
E₅と補償用センサー基準温検知素子235と基準抵抗133の
間の電位E₆は、それぞれオペアンプ134,135によつて受
けられる。The compensation sensor reference temperature detection elements 234 and 235
Reference resistances 132 and 133 are connected in series outside the sensor, that is, in the analog circuit system 13, respectively.
0 applies a constant voltage E _{0 to} each of them. Compensation sensor Potential between reference temperature sensing element 234 and reference resistor 132
Potential E ₆ between E ₅ and compensation sensor reference temperature sensing element 235 and reference resistor 133 is received Te respectively operational amplifier 134 and 135 Niyotsu.

アナログ回路系13のオペアンプ131,134,135からの出
力は、デジタル回路系12のA/Dコンバータ120に入力さ
れ、そこで３チヤンネルのデジタル信号に変換される。
オペアンプ131からの出力は、赤外線受光部の温度上昇
分を表わすが、オペアンプ134,135からの出力は、補償
用センサー基準温を表わすのと同時に、センサーの置か
れている環境のモニタリング、例えば、前述のプローブ
２を手で握つた直後におけるセンサーの熱的な定常−非
定常状態の判別に用いることができる。このときのセン
サーの熱的状態の判別は、２つの補償用センサー基準温
検知素子234,235が一定温度差、例えば、0.01（℃）以
下になり、その状態が一定時間、例えば、0.5秒間継続
したこと等を条件として行なうことが可能である。Outputs from the operational amplifiers 131, 134, and 135 of the analog circuit system 13 are input to the A / D converter 120 of the digital circuit system 12, where they are converted into three-channel digital signals.
The output from the operational amplifier 131 indicates the temperature rise of the infrared light receiving unit, while the output from the operational amplifiers 134 and 135 simultaneously indicates the compensation sensor reference temperature and monitors the environment where the sensor is placed, for example, as described above. It can be used to determine the thermal steady-state / non-steady state of the sensor immediately after grasping the probe 2 with the hand. The determination of the thermal state of the sensor at this time is that the two compensation sensor reference temperature detecting elements 234 and 235 have a temperature difference of, for example, 0.01 (° C.) or less, and the state has continued for a certain time, for example, 0.5 seconds. Etc. can be performed on condition.

センサー基準温は、オペアンプ134,135からの２チヤ
ンネルの出力の温度換算値を平均値を求める処理等をし
て得ることができる。このように、アナログ回路系13か
らの電圧をA/Dコンバータ120によつて変換して得られた
３チヤンネルのデジタル信号は、デジタル回路系12のCP
U121においては、最終的に２チヤンネルの信号として取
り扱われる。The sensor reference temperature can be obtained by, for example, processing for obtaining an average value of the temperature conversion values of the outputs of the two channels from the operational amplifiers 134 and 135. As described above, the three-channel digital signal obtained by converting the voltage from the analog circuit system 13 by the A / D converter 120 is applied to the CP of the digital circuit system 12.
In U121, the signal is finally handled as a two-channel signal.

次に、デジタル回路系12の動作について説明する。
尚、以下、ボロメータセンサー20aの内部には、感温素
子として赤外線受光部温検知素子200と補償用センサー
基準温検知素子201の２個が備えられているものとして
説明する。Next, the operation of the digital circuit system 12 will be described.
In the following description, the inside of the bolometer sensor 20a will be described as being provided with two temperature sensing elements, an infrared light receiving unit temperature detection element 200 and a compensation sensor reference temperature detection element 201.

デジタル回路系12のA/Dコンバータ120は、本実施例に
おいて±0.1〜0.2（℃）の精度が要求される体温を測定
対象としているので、十分な分解能（16bits程度）と直
線性（±1/2LSB程度）が必要であり、対象温推定の後処
理のフイルタリングのために、数十（msec）（例えば、
20（msec））程度のサンプリングを行なう。A/Dコンバ
ータ120によつて生成された２チヤンネルのデジタル信
号は、CPU121において処理され、対象物の温度を推定す
るのに用いられる。尚、推定手順の詳細については、後
述する。In this embodiment, the A / D converter 120 of the digital circuit system 12 measures a body temperature that requires an accuracy of ± 0.1 to 0.2 (° C.), and therefore has sufficient resolution (about 16 bits) and linearity (± 1). / 2 LSB), and several tens of milliseconds (msec) (for example,
Sampling of about 20 (msec)) is performed. The two-channel digital signal generated by the A / D converter 120 is processed in the CPU 121 and used to estimate the temperature of the object. The details of the estimation procedure will be described later.

推定された対象温度は、CPU121によるフイルタリング
等の処理が行なわれ、その結果をLCDドライバ122によつ
てLCD15に表示する。このときの温度表示値は、見やす
いように一定時間、例えば1/2秒おきに更新されるが、
ピーク値はホールドされる。計測中、LCD15は計測マー
ク151を例えば、１秒おきに点滅しているが、対象温推
定値の安定に従つて計測マーク151は点滅から点灯に変
わる。この対象温推定値が安定したことの検知は、対象
温推定値の差分値、及び２階差分値をある閾値として、
例えば、対象温推定値の差分値が0.08/0.5（℃/sec）以
下で、かつ２階差分値が0.01/0.5（℃/sec²）以下であ
ることを閾値として論理判断を行なう。The estimated target temperature is subjected to processing such as filtering by the CPU 121, and the result is displayed on the LCD 15 by the LCD driver 122. The temperature display value at this time is updated for a certain period of time, for example, every 1/2 second for easy viewing,
The peak value is held. During the measurement, the LCD 15 blinks the measurement mark 151, for example, every one second, but the measurement mark 151 changes from blinking to lighting according to the stability of the target temperature estimated value. The detection that the target temperature estimated value is stable is performed by using a difference value of the target temperature estimated value and a second-order difference value as a certain threshold value.
For example, a logical determination is made using the threshold that the difference value of the target temperature estimated value is 0.08 / 0.5 (° C./sec) or less and the second-order difference value is 0.01 / 0.5 (° C./sec ² ) or less.

対象温推定値が安定して、CPU121によつてこの論理判
断が行なわれた場合、LCD15は推定温度と計測マーク151
を表示したままとなり、CPU121は上述の計測アルゴリズ
ムを終了して、次の計測のための計測可能モードへ戻
る。しかし、計測スイツチ51を押したにもかかわらず、
プローブを外耳道に挿入しなかつた場合等は、対象温度
推定値が安定しないので、計測スイツチ51が押されてか
ら一定時間、例えば10秒程度経過してから計測可能モー
ドへ戻る。このときLCD15の温度表示は消され、計測可
能モードであることを示す計測マーク151が表示され
る。When the target temperature estimated value is stabilized and this logical judgment is made by the CPU 121, the LCD 15 displays the estimated temperature and the measurement mark 151.
Remains displayed, the CPU 121 ends the above-described measurement algorithm, and returns to the measurable mode for the next measurement. However, despite pressing the measurement switch 51,
If the probe is not inserted into the ear canal, for example, the target temperature estimated value is not stable, so the mode returns to the measurable mode after a certain time, for example, about 10 seconds, since the measurement switch 51 is pressed. At this time, the temperature display on the LCD 15 is turned off, and a measurement mark 151 indicating that the mode is the measurable mode is displayed.

次に、第４図，第５図、及び第６図に示したフローチ
ヤートを参照して、第３図のフローチヤートにて示され
た本実施例の温度計の動作の詳細を説明する。Next, the operation of the thermometer of this embodiment shown in the flowchart of FIG. 3 will be described in detail with reference to the flowcharts shown in FIGS. 4, 5, and 6. FIG.

第４図は、本実施例における初期チエツクアルゴリズ
ムの詳細フローチヤートである。同図において、温度計
本体１への電源投入によりCPU121が立ち上がると、ステ
ツプS10で内蔵バツテリの電圧チエツク（バツテリーチ
エツク）が行なわれる。チエツクの結果、バツテリ電圧
に異常があればステツプS11でLCD15にエラー表示を行な
う。異常がなければステツプS12にて、信号処理に関係
する回路系の動作チエツクをし、続くステツプS13でLCD
15の表示機能をチエツクする。FIG. 4 is a detailed flowchart of the initial check algorithm in this embodiment. In the figure, when the CPU 121 is started by turning on the power to the thermometer main unit 1, a voltage check (battery check) of the built-in battery is performed in step S10. As a result of the check, if the battery voltage is abnormal, an error is displayed on the LCD 15 in step S11. If there is no abnormality, the operation check of the circuit system related to the signal processing is performed in step S12, and the LCD is checked in the following step S13.
Check 15 display functions.

ステツプS14では、アナログ回路系のウオームアツプ
のために、30秒間LCD15にウエイト表示をして、前述の
計測不可のモードに入る。In step S14, a wait is displayed on the LCD 15 for 30 seconds for warming up the analog circuit system, and the above-mentioned measurement impossible mode is entered.

第５図は、計測待機アルゴリズムの詳細フローチヤー
トである。同図のステツプS20で、CPU121はLCD15上に計
測可能モードを示す計測マーク151を表示（点灯）し、
続くステツプS21で計測スイツチ51が押されたか否かの
判定をする。ここで計測スイツチ51が押下されればリタ
ーンとなり、計測アルゴリズムの実行に入る。しかし、
スイツチが押されなければステツプS22に進んでバツテ
リーをチエツクし、次のステツプS23で計測スイツチ51
が押されないままの状態が10分経過したかどうかの判定
を行なう。FIG. 5 is a detailed flowchart of the measurement standby algorithm. At step S20 in the same figure, the CPU 121 displays (lights up) a measurement mark 151 indicating the measurable mode on the LCD 15,
In the following step S21, it is determined whether or not the measurement switch 51 has been pressed. Here, if the measurement switch 51 is pressed, a return is made, and the execution of the measurement algorithm is started. But,
If the switch is not pressed, the process proceeds to step S22, where the battery is checked, and in the next step S23, the measurement switch 51 is checked.
It is determined whether or not 10 minutes have elapsed without being pressed.

ステツプS23での判定の結果、タイマーの計測値が10
分を過ぎていなければステツプS21に戻り、再び計測ス
イツチ51の監視に入る。しかし、計測スイツチ51が押さ
れないままの状態が10分以上継続した場合には、ステツ
プS24に進んで、電源スイツチ50によつて電源を切らな
くてもオートパワーオフとして消費電力を低減させる。As a result of the determination in step S23, the measured value of the timer is 10
If the time has not passed, the process returns to step S21, and the monitoring of the measurement switch 51 is started again. However, if the state in which the measurement switch 51 is not pressed continues for 10 minutes or more, the process proceeds to step S24, and the power consumption is reduced as auto power off without turning off the power by the power switch 50.

第６図は、計測アルゴリズムの詳細フローチヤートで
ある。同図のステツプS30で、A/Dコンバータ120はオペ
アンプからの電圧データをサンプリングし、２チヤンネ
ルのデジタル信号に変換する。ステツプS31で対象温度T
_objを推定し、続くステツプS32で、得られた対象温度T
_objの時系列信号をスムージングして_objを算出する。FIG. 6 is a detailed flowchart of the measurement algorithm. In step S30 of the figure, the A / D converter 120 samples the voltage data from the operational amplifier and converts it into a two-channel digital signal. Target temperature T in step S31
_obj is estimated, and in the following step S32, the obtained target temperature T is obtained.
_obj is calculated by smoothing the time series signal of _obj .

ステツプS33では、LCD15に_objのピークホールド値
を、1/2秒毎に更新しながら表示し、次のステツプS34で
同じくLCD15上に、２秒毎に計測マーク151を点滅させ
る。ステツプS35で、_objの値が安定したかの判定を行
ない、安定したと判断できた場合には、ステツプS36に
進んで計測マーク151を点灯させ、計測終了の旨表示す
る。In step S33, the peak hold value of _obj is displayed on the LCD 15 while being updated every 1/2 second, and in the next step S34, the measurement mark 151 is also blinked on the LCD 15 every 2 seconds. In step S35, it is determined whether the value of _obj is stable. If it is determined that the value of _obj is stable, the process proceeds to step S36, where the measurement mark 151 is turned on to indicate that the measurement is completed.

しかし、ステツプS35で_objが安定していないと判断
された場合には、ステツプS37でタイマーによる計時を
行ない、それが10秒経過したか否かを判定する。10秒経
過していなければステツプS30に戻つて、オペアンプか
らの電圧データをサンプリングするが、10秒経過してい
ればステツプS38でLCD15上の計測値を消滅し、続くステ
ツプS39で計測マーク151を点灯してリターンする。However, if it is determined in step S35 that _obj is not stable, time measurement is performed by a timer in step S37, and it is determined whether or not 10 seconds have elapsed. If 10 seconds have not elapsed, the process returns to step S30 to sample the voltage data from the operational amplifier.If 10 seconds have elapsed, the measurement value on the LCD 15 is erased in step S38, and the measurement mark 151 is displayed in step S39. Lights and returns.

次に、本実施例におけるセンサーシステムゲインの較
正方法について説明する。Next, a method of calibrating the sensor system gain in this embodiment will be described.

前述の如く、本実施例で用いる赤外線センサー20はボ
ロメータであるので、センサー内部に備えられた２種類
の感温素子200,201の特性を調べるために、赤外線セン
サー20をプローブに取り付ける前の状態でセンサー較正
装置（不図示）に取り付ける。このセンサー較正装置
は、センサー全体が熱伝導性の良い、例えば、アルミニ
ウムのブロツクで包まれるような構造体の温度を外部か
ら制御するようになつており、センサー内の温度分布が
極めて小さくなるように、センサーハウジングとアルミ
ニウムブロツクが良好な熱的接触をしている。As described above, since the infrared sensor 20 used in the present embodiment is a bolometer, in order to examine the characteristics of the two types of temperature-sensitive elements 200 and 201 provided inside the sensor, the infrared sensor 20 is attached before the probe is attached to the probe. Attach to a calibration device (not shown). This sensor calibration device is adapted to externally control the temperature of a structure in which the entire sensor has good thermal conductivity, for example, surrounded by an aluminum block, so that the temperature distribution in the sensor is extremely small. In addition, there is good thermal contact between the sensor housing and the aluminum block.

また、赤外線センサー20の赤外線窓部は、赤外線受光
部温検知素子200が迷光によつて補償用センサー基準温
検知素子201に対して温度分布が生じないように完全に
アルミニウムカバーによつて遮光されていて、この部分
もアルミニウムブロツクと同じ温度になるようになつて
いる。The infrared window of the infrared sensor 20 is completely shielded by an aluminum cover so that the infrared light receiving unit temperature detecting element 200 does not generate a temperature distribution with respect to the compensation sensor reference temperature detecting element 201 due to stray light. This part is also at the same temperature as the aluminum block.

かかるセンサー較正装置を用いて、感温素子200,201
の抵抗値R_1i,R_2iを測定する。尚、ここでR_1iは、温度T_i
のときの赤外線受光部温検知素子200の抵抗値であり、R
_2iは、同温度のときの補償用センサー基準温検知素子20
1の抵抗値を表す。Using such a sensor calibration device, temperature-sensitive elements 200, 201
The resistance values R _1i and R _2i are measured. Here, R _1i is the temperature T _i
Is the resistance of the temperature sensor 200 at the time of
_2i is the compensation sensor reference temperature detection element 20 at the same temperature.
1 represents the resistance value.

サーミスタ感温素子の特性は、下記の（11）式で与え
られる。The characteristics of the thermistor thermosensitive element are given by the following equation (11).

Ｒ＝R₀・expB（1/T−1/T₀） …（11）但し、R₀は温度T₀のときの素子の抵抗値で、T₀は測定
したい温度域で選ばれる。R = R ₀ · expB (1 / T−1 / T ₀ ) (11) where R ₀ is a resistance value of the element at the temperature T ₀ , and T ₀ is selected in a temperature range to be measured.

センサー較正装置によつて求められた温度T_iにおける
抵抗値R_1i,R_2iを用いて、（11）式から各々の素子のR₀
とＢを求める。そして、求められたこれらの素子の特性
値は、ROM123に格納される。このようにして、赤外線受
光部温検知素子200の特性値R₀₁,B₁と補償用センサー基
準温検知素子201の特性値R₀₂,B₂を算出した後、赤外線
センサーシステムゲインの較正を行なう。Using the resistance values R _1i and R _2i at the temperature T _i obtained by the sensor calibrator, R _{0 of} each element is obtained from the equation (11).
And B. Then, the obtained characteristic values of these elements are stored in the ROM 123. After calculating the characteristic values R ₀₁ , B _{1 of} the infrared light receiving unit temperature detecting element 200 and the characteristic values R ₀₂ , B ₂ of the compensation sensor reference temperature detecting element 201 in this way, calibration of the infrared sensor system gain is performed. .

センサーシステムゲインは、個々のセンサーによつて
異なる赤外線受光部の温度上昇率であるが、これはま
た、センサー基準温及び対象温によつても変化する。か
かる赤外線センサーシステム感度較正は、このように微
妙に異なるセンサー間の熱特性のばらつきを最適化して
求めようというものである。The sensor system gain is the rate of temperature rise of the infrared receiver different for each sensor, but also varies with the sensor reference temperature and the target temperature. Such infrared sensor system sensitivity calibration seeks to optimize and obtain such variations in thermal characteristics between sensors that differ slightly.

赤外線センサーシステムゲインの較正は、黒体炉と呼
ばれる較正器を用いて行なうが、黒体炉自身も温度制御
の可能な部屋内に設置される。このように較正装置を構
成することで、環境温（センサー基準温）、及び黒体炉
温（対象温）両者について、自由に較正条件を設定する
ことができる。The calibration of the infrared sensor system gain is performed using a calibrator called a black body furnace, which is also installed in a room where the temperature can be controlled. By configuring the calibration device in this manner, it is possible to freely set calibration conditions for both the environmental temperature (sensor reference temperature) and the blackbody furnace temperature (target temperature).

そこで、較正の一例として、前述のシステムゲインに
関する式である（１）式を用いて、κ（システムゲイン
の逆数）を２面近似する場合を挙げる。尚、κの近似に
用いるのは（７）式であるが、（９）式を用いても良
い。Therefore, as an example of the calibration, a case where κ (the reciprocal of the system gain) is approximated in two planes using the above-described equation (1) relating to the system gain will be described. The equation (7) is used to approximate κ, but the equation (9) may be used.

本実施例における非接触式体温計が、例えば、使用環
境温範囲10.0〜40.0（℃）、測定対象温範囲32.0〜42.0
（℃）であるものとして較正条件を設定する。The non-contact type thermometer according to the present embodiment is, for example, used in an environment temperature range of 10.0 to 40.0 (° C.) and a measurement target temperature range of 32.0 to 42.0
(° C.) and set the calibration conditions.

第９図は、センサーシステム感度の較正条件を示す。
同図において、環境温をT_a、黒体炉温をT_bとし、各較正
点（較正条件）を（T_a,T_b）としたとき、較正条件
（Ｉ）は（10.0,32.0），（10.0,42.0）（25.0,32.
0），（25.0,42.0）から成り、この４点における赤外線
受光部の温度上昇分δＴを（７）式に適用することで、
較正条件（Ｉ）の計測条件範囲内でのκの平面近似に必
要な係数a,b,cの算出を行なう。FIG. 9 shows calibration conditions for sensor system sensitivity.
In the figure, when the environmental temperature is T _a , the blackbody furnace temperature is T _b, and each calibration point (calibration condition) is (T _a , T _b ), the calibration condition (I) is (10.0, 32.0), (10.0,42.0) (25.0,32.
0), (25.0, 42.0). By applying the temperature rise δT of the infrared ray receiving portion at these four points to the equation (7),
The coefficients a, b, and c required for the plane approximation of κ within the measurement condition range of the calibration condition (I) are calculated.

同様に、較正条件（II）の各較正点におけるδＴを
（７）式に適用することで、較正条件（II）の計測条件
範囲でのκの平面近似に必要なa,b,cの算出を行なう。Similarly, by applying δT at each calibration point of the calibration condition (II) to the equation (7), calculation of a, b, and c necessary for plane approximation of κ within the measurement condition range of the calibration condition (II) Perform

このとき、環境温T_aと黒体炉温T_bに関して（７）式に
適用する値は、設定した較正条件の値ではなく、環境温
は較正時の赤外線センサー20の補償用センサー基準温検
知素子201によつて得られる値、並びに黒体炉温は、黒
体炉に取り付けられた温度センサー、例えば、高精度の
白金測温抵抗体によつて得られる値である。In this case, the value to be applied to (7) with respect to ambient temperature T _a and the blackbody furnace temperature T _b is not the value of the calibration conditions set, compensation for sensor reference temperature detection of infrared sensor 20 at ambient temperature calibration The value obtained by the element 201 and the black body furnace temperature are values obtained by a temperature sensor attached to the black body furnace, for example, a high-precision platinum resistance temperature detector.

このようにして求められた各係数の値の一例を表１に
示す。Table 1 shows an example of the value of each coefficient thus obtained.

かかる手順で得られた較正データは、較正条件、及
び、例えば（１）式のようなκの推定式とともに、ROM1
23へ格納される。また、得られた較正データをもとに、
センサー基準温T_aと赤外線受光部温度上昇分δＴをパラ
メータとしたシステムゲインの逆数の推定値κ、あるい
は対象推定温度T_objに関するテーブルを作成して、それ
をROM123に格納してもよい。 The calibration data obtained by such a procedure is stored in the ROM 1 together with the calibration conditions and an estimation expression of κ such as Expression (1).
Stored in 23. Also, based on the obtained calibration data,
An estimate of the reciprocal of the system gain to the sensor reference temperature T _a and the infrared light receiving portion temperature increase δT parameter kappa, or by creating a table of target estimated temperature T _obj, may store it in the ROM 123.

尚、ROM123へ格納されるデータは、これらに限定され
ず、例えば、感温素子特性の温度依存性による補正デー
タも含まれる。また、かかる較正は機器製造時に行なわ
れる。The data stored in the ROM 123 is not limited to these, and includes, for example, correction data based on the temperature dependence of the temperature-sensitive element characteristics. Further, such calibration is performed at the time of manufacturing the device.

次に、第10図に示したフローチヤートに従い、本実施
例の温度計での温度計測時における対象温度の推定手順
を説明する。尚、ここでは、前述の（１）式における各
係数と較正条件等がROM123に格納されている場合の対象
温の推定手順を示す。Next, a procedure for estimating the target temperature at the time of measuring the temperature with the thermometer of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Here, the procedure for estimating the target temperature when the coefficients and the calibration conditions in the above-described equation (1) are stored in the ROM 123 will be described.

第10図のステツプS50において、前述の赤外線受光部
温検知素子200と補償用センサー基準温検知素子201等を
経て、A/Dコンバータ120にて生成された２チヤンネルの
デジタル信号は、CPU121によつて赤外線受光部温T_rとセ
ンサー基準温T_aの２種類の温度データに換算される。こ
のとき、感温素子特性の温度依存性もROM123に格納され
ている補正データを用いて補正される。In step S50 in FIG. 10, the two-channel digital signal generated by the A / D converter 120 via the infrared light receiving unit temperature detecting element 200 and the compensation sensor reference temperature detecting element 201 and the like is sent to the CPU 121. connexion is converted into two types of temperature data of the infrared light receiving portion temperature T _r and the sensor reference temperature T _a. At this time, the temperature dependence of the temperature-sensitive element characteristics is also corrected using the correction data stored in the ROM 123.

CPU121は、ステツプS51でセンサー基準温T_aが較正条
件（Ｉ）（II）（但し、ここでは計測条件と言い換え
る）のいずれに含まれるか判断して、次にステツプS52
で、該当する条件における各係数をROM123より読み込
む。そして、ステツプS53で、CPU121は各温度測定値、
及び各係数を用いて（１）式よりκを求める演算を行な
い、最終的にステツプS54で、対象温度T_objを推定す
る。CPU121, the sensor reference temperature T _a calibration condition at step S51 (I) (II) (except that a rephrased as measurement conditions) and determine included in any of the next step S52
Then, each coefficient under the corresponding condition is read from the ROM 123. Then, in step S53, the CPU 121 determines each temperature measurement value,
Then, an operation of obtaining κ from equation (1) is performed using the coefficients and the respective coefficients. Finally, in step S54, the target temperature _Tobj is estimated.

以下、具体的な数値例を用いて、対象温度の推定につ
いて説明する。Hereinafter, the estimation of the target temperature will be described using a specific numerical example.

換算された温度データとして、例えば、赤外線受光部
温T_r＝27.732（℃），センサー基準温T_a＝25.083（℃）
であつたとすると、このときの赤外線による温度上昇分
δＴは2.649（℃）である。As the converted temperature data, for example, the infrared ray receiving unit temperature T _r = 27.732 (° C.) and the sensor reference temperature T _a = 25.083 (° C.)
Then, the temperature rise δT due to infrared rays at this time is 2.649 (° C.).

上記のセンサー基準温T_aは25.0（℃）以上であるか
ら、ROM123からは計測条件（II）に該当する各係数、即
ち、ａ＝−0.0450,b＝−0.1445,c＝7.1468が読み出され
る。これらの値と計測値を用いて（１）式からκ＝5.63
5、また、（１−１）式から対象温度の推定値T_obj＝40.
010（℃）を得る。Since above the sensor reference temperature T _a is 25.0 (° C.) or higher, each coefficient from ROM123 corresponding to measurement conditions (II), i.e., a = -0.0450, b = -0.1445 , c = 7.1468 is read. Using these values and the measured values, from equation (1), κ = 5.63
5. Also, the estimated value T _obj = 40.
010 (° C.) are obtained.

上述の温度推定の手順中では、計測条件（Ｉ）（II）
の判別をセンサー基準温T_aのみをパラメータとして行な
つたが、かかる計測条件の判別方法では２つの平面が独
立に定義されているため、κがセンサー基準温T_aに関し
て連続とならない。従つて、センサー基準温T_aが計測条
件の判別温度境界付近のときには、推定温度に誤差が多
めに含まれる可能性がある。そこで、κがセンサー基準
温T_aや赤外線受光部温度上昇分δＴに関して連続である
ように、２つの平面が交差するT_a−δＴ直線を境界とし
て、計測条件の判別を行なつてもよい。During the temperature estimation procedure described above, the measurement conditions (I) and (II)
The determined there was line summer only sensor reference temperature T _a as a parameter, since the two planes in the determination method of the measurement conditions are defined independently, kappa is not a continuous respect sensor reference temperature T _a. Accordance connexion, when the sensor reference temperature T _a is near determination temperature boundary of the measurement conditions, the error in the estimated temperature is likely to be contained in larger amount. Accordingly, as κ is a continuous respect Sensor reference temperature T _a and the infrared light receiving portion temperature rise? T, a T _a -.DELTA.T line two planes intersect as a boundary, the determination of the measurement condition line for connexion may.

このときの計測条件判別式としては、計測条件（Ｉ）
と（II）の各係数にそれぞれ添え字1,2を付けて、（1
2）式のように表わされる。At this time, the measurement condition discriminant is the measurement condition (I)
Subscripts 1 and 2 are added to the coefficients of
2) It is expressed like the equation.

Ｄ＝T_a＋｛（b₁−b₂）δＴ＋c₁−c₂｝／（a₁−a₂） …（12）計測条件（Ｉ），（II）の判別は、（12）式によつて
計算されたＤの値の正負により行なう。D = T _a + ｛(b ₁ −b ₂ ) δT + c ₁ −c ₂ } / (a ₁ −a ₂ ) (12) The determination of the measurement conditions (I) and (II) is based on the equation (12). The calculation is performed based on the sign of the calculated D value.

また、計測条件の判別のため、較正点、及びそのとき
得られる赤外線受光部温度上昇分をパラメータとした、 α＝２（T_a1−T_a3）／｛（δT₁₁−δT₃₁）＋（δT₁₂−δT₃₂）｝と、各々の較正条件において求められる各係数をパラメ
ータとした、 β＝−（b₁−b₂）／（a₁−a₂）を条件決定変数とする。In addition, in order to determine the measurement conditions, α = 2 (T _a1 −T _a3 ) / ｛(δT ₁₁ −δT ₃₁ ) + (δT Let β = − (b ₁ −b ₂ ) / (a ₁ −a ₂ ) be a condition determining variable, using ₁₂ −δT ₃₂ )｝ and each coefficient obtained under each calibration condition as a parameter.

α＝βの場合は、較正時の標準黒体炉温T_bjをT_b1＜T
_b2としたとき、計測条件（Ｉ），（II）の各係数によつ
て計算されるκ₍₁₎とκ₍₂₎、及び較正時に得られるκ
₍₂₎をパラメータとして条件決定変数とする。When α = β, the standard black body furnace temperature T _bj at the time of calibration is set to T _b1 <T
_{Assuming b2} , κ ₍₁₎ and κ ₍₂₎ calculated using the coefficients of the measurement conditions (I) and (II), and κ obtained during calibration
₍₂₎ is used as a condition determination variable as a parameter.

ここでκ₍₁₎とκ₍₂₎は、較正時の環境温（センサー基
準温）T_a2、黒体炉温T_b1、及び、それぞれ較正条件
（Ｉ），（II）で得られた各係数から、（１）式を用い
て求められる。即ち、 κ₍₁₎＝a₁・T_a2＋b₁・δT₂₁＋c₁ κ₍₂₎＝a₂・T_a2＋b₂・δT₂₁＋c₂ また、κ₂₁は、（７−１）式より、 α＝βの場合、以上のパラメータを用いて、｜κ₍₁₎−κ₂₁|≧｜κ₍₂₎−κ₂₁|の場合、Ｄ≧０のとき、計測条件（Ｉ）Ｄ＜０のとき、計測条件（II）｜κ₍₁₎−κ₂₁|＜｜κ₍₂₎−κ₂₁|の場合Ｄ≧０のとき、計測条件（II）Ｄ＜０のとき、計測条件（Ｉ）また、a₁＝a₂かつb₁＝b₂の場合は、計測条件（Ｉ），
（II）の係数によつて表わされる２平面が互いに平行で
あることを示しているから、計測条件の判別は、較正条
件の分割と同様にセンサー基準温T_aのみをパラメータと
して行なえばよい。即ち、 T_a≦T_a2のとき、計測条件（Ｉ） T_a＞T_a2のとき、計測条件（II）そこで、上述の計測条件の判別について、前記数値例
を用いて説明する。Here, κ ₍₁₎ and κ ₍₂₎ are the environmental temperature (sensor reference temperature) T _a2 at the time of calibration, the black body furnace temperature T _b1 , and the respective values obtained under the calibration conditions (I) and (II), respectively. It is obtained from the coefficient using the equation (1). _{_{That, κ (1) = a 1}} · T a2 + b 1 · δT 21 + c 1 κ (2) = a 2 · T a2 + b 2 · δT 21 + c 2 Also, kappa _21, from (7-1) equation, When α = β, using the above parameters, when | κ ₍₁₎ −κ ₂₁ | ≧ | κ ₍₂₎ −κ ₂₁ |, when D ≧ 0, the measurement condition (I) When the measurement condition (II) | κ ₍₁₎ −κ ₂₁ | <| κ ₍₂₎ −κ ₂₁ | When D ≧ 0, the measurement condition (II) When D <0, the measurement condition (I) When a ₁ = a ₂ and b ₁ = b ₂ , the measurement conditions (I),
Since the two planes represented by the coefficient (II) indicate that they are parallel to each other, the determination of the measurement condition may be performed using only the sensor reference temperature Ta as _a parameter, similarly to the division of the calibration condition. That is, when T _a ≦ T _a2 , the measurement condition (I) When T _a > T _a2 , the measurement condition (II) The determination of the measurement condition described above will be described using the above numerical example.

まず、仮にα＝−5.95であるとすれば、表１の各係数
を用いて求めたβの値は、−11.4であることから、上記
「α＞βの場合」に該当することになる。さらに、赤外
線受光部温T_r＝27.732（℃），センサー基準温T_a＝25.0
83（℃），δＴ＝2.649（℃）の温度換算値を（12）式
により適用することによつて、Ｄ（＝5.00）＞０が得ら
れ、ここでの数値例における計測条件は（Ｉ）であるこ
とが判別する。First, assuming that α = −5.95, the value of β obtained by using each coefficient in Table 1 is −11.4, which corresponds to the above “α> β”. Further, the infrared light receiving portion temperature T _r = 27.732 (℃), the sensor reference temperature T _a = 25.0
By applying the temperature conversion values of 83 (° C.) and δT = 2.649 (° C.) according to equation (12), D (= 5.00)> 0 is obtained, and the measurement condition in the numerical example here is (I ).

前述の如く、センサー基準値T_aのみによる計測条件の
判別では、この数値例は計測条件（II）の範囲であるこ
とになるが、かかるT_a−δＴ直線を境界として計測条件
の判別を行なうと、該数値例は計測条件（Ｉ）の範囲と
なる。As previously mentioned, in the determination of only by the measurement condition sensor reference value T _a, this numerical example is made to be in the range of measurement conditions (II), discriminates the measurement conditions such T _a -.DELTA.T linearly as the boundary And the numerical example falls within the range of the measurement condition (I).

従つて、この場合は計測条件（Ｉ）に該当する係数で
ある、ａ＝−0.0461,b＝−0.1570,c＝7.2020をROM123か
ら読み出す。そして、これらの値と計測値を用いて
（１）式からκ＝5.630、（１−１）式から対象温度の
推定値T_obj＝39.996（℃）を算出する。Therefore, in this case, a = −0.0461, b = −0.1570, and c = 7.2020, which are coefficients corresponding to the measurement condition (I), are read from the ROM 123. Then, using these values and the measured values, κ = 5.630 from the equation (1) and an estimated value T _obj = 39.996 (° C.) of the target temperature from the equation (1-1) are calculated.

以上説明したように、本実施例によれば、温度計のセ
ンサーとして高感度の熱型赤外線センサーを備えること
で、対象温度推定の際の補正量を減ずることができ、検
温部位として鼓膜、あるいは口腔に接触するとなく、そ
の検温部位の正確な体温を簡単に測定できるという効果
がある。As described above, according to the present embodiment, by providing a high-sensitivity thermal infrared sensor as a sensor of the thermometer, the correction amount at the time of estimating the target temperature can be reduced, and the eardrum, or There is an effect that an accurate body temperature at the temperature measurement site can be easily measured without contacting the oral cavity.

また、検温部位として体表面を選べば、末梢血管の循
環動態等を簡便に知ることができるという効果がある。In addition, if the body surface is selected as a temperature measurement site, there is an effect that the circulation dynamics of peripheral blood vessels and the like can be easily known.

さらに、環境温（センサー基準温）、及び対象温度に
よつて影響を受けるシステムゲインを的確に補正するこ
とが可能な関数を定義して、２点以上の異なる環境温に
おける、それぞれ２点以上の較正用黒体炉温、即ち、４
点以上の較正点において、かかる関数の係数を求めるた
めの較正を行なつて、各センサー基準温並びに各対象温
度におけるシステムゲインを求めることによつて、セン
サー基準温等の温度制御を行なわずに、正確な対象温度
を推定して所定の精度を保つた検温ができるという効果
がある。Furthermore, a function that can accurately correct the environmental temperature (sensor reference temperature) and the system gain affected by the target temperature is defined, and two or more points at two or more different environmental temperatures are defined. Blackbody temperature for calibration, ie 4
By performing calibration to obtain the coefficient of the function at the calibration points equal to or higher than the points, and obtaining the system gain at each sensor reference temperature and each target temperature, the temperature control such as the sensor reference temperature is not performed. In addition, there is an effect that an accurate target temperature can be estimated to perform a temperature measurement while maintaining a predetermined accuracy.

尚、本実施例においては、較正から計測まで、機器製
造時に較正条件等のデータをROM123に格納しておき、計
測時にかかるデータと測定値をCPU121が処理して対象温
の推定を行なうものであつたが、本発明は上述の実施例
にのみ限定されるものではなく、例えば、機器製造時に
センサー基準温T_aと赤外線受光部温度上昇分δＴをパラ
メータとして、センサーシステムゲインの逆数である
κ、または、推定対象温T_objに関するテーブルを前述の
κ、及びT_objの推定方法によつて作成してROM123に格納
しておき、計測時にCPU121が測定値をもとにして、かか
るテーブルより対象温T_objを推定する方法を採つてもよ
い。In the present embodiment, from calibration to measurement, data such as calibration conditions are stored in the ROM 123 at the time of manufacturing the device, and the data and measurement values at the time of measurement are processed by the CPU 121 to estimate the target temperature. Although paragraph, the present invention is not limited to the embodiments described above, for example, the sensor reference temperature T _a and the infrared light receiving portion temperature rise δT as a parameter when equipment manufacturing, which is the reciprocal of the sensor system gain κ Alternatively, a table relating to the estimation target temperature T _{obj is} created by the above-described method of estimating κ and T _obj and stored in the ROM 123. At the time of measurement, the CPU 121 obtains an object from the table based on the measured value. A method of estimating the temperature T _obj may be adopted.

この場合、ROM123に格納されているテーブルがκに関
するものであるときは、CPU121が計測時にT_a,δＴの測
定値をもとにして、該当するκを読み込み、対象温T_obj
を推定する。In this case, when the table stored in the ROM123 relates kappa, CPU 121 is then T _a, the measured value of δT based upon measurement, reads the appropriate kappa, target temperature T _obj
Is estimated.

また、ROM123に格納されているテーブルが対象温T_obj
に関するものであるときは、CPU121はT_a,δＴの測定値
をもとにして、T_objを読み込むだけでよい。The table stored in the ROM 123 is the target temperature T _obj
If it is related to, the CPU 121 need only read T _obj based on the measured values of T _a and ΔT.

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、Gs＝δT/（T_obj
−Ta）で表されるゲインの概念に注目し、ゲインの逆数
が赤外線放射による受光部での温度変化（δＴ）とセン
サー基準温（Ta）の多項式で表現可能なことを利用し
て、面倒な周知のステファン−ボルツマン法則より導か
れるＴの４乗式を解くことなく、結果的に正確な近似式
を作ることができ、該近似式を用いて簡単な計算で容易
に較正を行ない、正確に対象温度を測定することができ
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, Gs = δT / ( _Tobj
Focusing on the concept of gain expressed by (−Ta), taking advantage of the fact that the reciprocal of the gain can be expressed by a polynomial expression of the temperature change (δT) at the light receiving unit due to infrared radiation and the sensor reference temperature (Ta), Without solving the fourth-order equation of T derived from the well-known Stefan-Boltzmann law, an accurate approximate expression can be created as a result. The target temperature can be measured.

[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の実施例に係る体温計の外観図、第２図（ａ），（ｂ）は、実施例に係る体温計のプロー
ブ２の使用状態を示す断面図、第３図は、本実施例の温度計の動作全体を示すフローチ
ヤート、第４図は、本実施例における初期チエツクアルゴリズム
の詳細フローチヤート第５図は、計測待機アルゴリズムの詳細フローチヤー
ト、第６図は、計測アルゴリズムの詳細フローチヤート第７図、及び第８図は本実施例の温度計のアナログ回路
系、及びデジタル回路系の構成を示す図、第９図は、センサーシステム感度の較正条件を示す図、第10図は、本実施例の温度計での温度計測時における対
象温度の推定手順を説明するフローチヤートである。図中、１……体温計本体、２……プローブ、３……ケー
ブル、15……表示部、20a,23……ボロメータセンサー、
20……赤外線センサー、21……ライトガイド、22……外
耳挿入管、30……鼓膜、31……外耳道、50……電源スイ
ツチ50、51……計測スイツチ、110〜113……基準抵抗、
200,230,231……赤外線受光部温検知素子、201,232〜23
5……補償用センサー基準温検知素子である。FIG. 1 is an external view of a thermometer according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views showing a use state of the probe 2 of the thermometer according to the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a detailed flowchart of the initial check algorithm in this embodiment. FIG. 5 is a detailed flowchart of the measurement waiting algorithm. FIG. 6 is a flowchart of the measurement algorithm. 7 and 8 are diagrams showing a configuration of an analog circuit system and a digital circuit system of the thermometer according to the present embodiment. FIG. 9 is a diagram showing calibration conditions for sensor system sensitivity. FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure for estimating the target temperature when measuring the temperature with the thermometer of the present embodiment. In the figure, 1 ... thermometer main body, 2 ... probe, 3 ... cable, 15 ... display unit, 20a, 23 ... bolometer sensor,
20 ... infrared sensor, 21 ... light guide, 22 ... outer ear insertion tube, 30 ... eardrum, 31 ... ear canal, 50 ... power switch 50, 51 ... measurement switch, 110-113 ... reference resistance,
200,230,231 …… Infrared light receiver temperature detection element, 201,232-23
5 ... Compensation sensor Reference temperature detecting element.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/00 G01J 5/10 ──────────────────────────────────────────────────続き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) A61B 5/00 G01J 5/10

Claims

(57) [Claims]

1. A thermometer that receives infrared radiation from a temperature measurement site of a living body and estimates the temperature of the temperature measurement site, a light receiving unit that receives the infrared radiation, and a first device that detects a temperature change (δT) in the light reception unit. A thermal infrared sensor system including a temperature-sensitive element and a second temperature-sensitive element for detecting a sensor reference temperature (Ta), wherein a gain of the thermal infrared sensor system is detected by the first temperature-sensitive element; Change (δT) and the second
Approximation calculation means for performing approximate calculation using the sensor reference temperature (Ta) detected by the temperature-sensitive element; gain of the thermal infrared sensor system obtained by calculation of the approximation calculation means and detection by the first temperature-sensitive element Estimate the temperature (T _obj ) of the temperature detection site based on the defined temperature change and the reference temperature of the sensor detected by the second temperature sensing element, based on the definition formula of gain (Gs), Gs = δT / (T _obj −Ta) And a temperature estimating means.

2. The apparatus according to claim 1, wherein said approximate calculating means approximates the gain of said thermal infrared sensor system as a reciprocal of the gain as a polynomial function of said temperature change (δT) and a sensor reference temperature (Ta). Item 1. The thermometer according to Item 1.

3. The thermometer according to claim 1, further comprising storage means for storing a shape and a coefficient of a function used in said approximation calculation means.

4. The coefficient of the function used in the approximation calculation means is a temperature change (δT), a sensor reference temperature (Ta), and a black body furnace temperature (T) obtained in advance under a plurality of calibration conditions.
4. The thermometer according to claim 3, wherein the thermometer is calculated using b) and stored in the storage unit.

5. The thermometer according to claim 4, wherein the coefficient of the calculated function is calculated using least square approximation.

6. A thermometer that receives infrared radiation from a temperature measurement site of a living body and outputs a temperature signal at the temperature measurement site, comprising: a light receiving unit that receives the infrared radiation; and a temperature change signal (δT) at the light reception unit. A thermal infrared sensor system comprising a first temperature sensing means for outputting a temperature reference signal (Ta) and a second temperature sensing means for outputting a sensor reference temperature signal (Ta), wherein the gain of the thermal infrared sensor system is adjusted by the first temperature sensing means. Approximation calculating means for performing an approximate calculation using the temperature change signal (δT) output from the sensor and the sensor reference temperature signal (Ta) output from the second temperature sensing means, and the approximate calculation means. From the gain of the thermal infrared sensor system, the temperature change signal, and the sensor reference temperature signal, the temperature signal (T _obj ) of the temperature measurement site is defined based on the following equation: Gs = δT / (T _obj −Ta) Output Thermometer and having an output means that.

7. The thermometer according to claim 6, wherein said approximation calculating means approximates a reciprocal of a gain as a polynomial function of said temperature change signal (δT) and a sensor reference temperature signal (Ta).