JP4751174B2 - 耳式体温計 - Google Patents
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Description
そこで、本出願人は、先の特許出願(特願2005−071350号)において、短時間の環境温度変化による影響を排除し、環境温度変化による誤差を生じない耳式体温計を提案した。
第1センサおよび第2センサは、セラミック基板に堆積された薄膜サーミスタ、薄膜サーミスタの両側に付着された電極、電極に半田付けされたリード線、センサ上面全体に塗布された樹脂を含む。第1センサには赤外線の放射率が高く、赤外線を吸収し易い樹脂が塗布され、第2センサには赤外線を吸収し難い樹脂(例えば、2液硬化型エポキシ樹脂)が塗布されることが好ましい。このことにより第1センサおよび第2センサの示度差(温度差)がセンサの受けている赤外線の強さとしてとらえることができ、第1および第2センサと凹形状反射面の部分を赤外線センサと定義できる。
前述した図2に示す測定装置5を用いて、測温対象者9の体温を測定する。まず、プローブコネクタ4を測定装置5に接続し、温度プラグ7を表示装置8に接続する。
スイッチ群55のスイッチS1をオン、スイッチS2およびS3をオフにする。AD変換を実行し、オフセット値を求める。抵抗R1、R2が既知であるから、AD入力値が既知となる。AD変換値とAD入力値との差は、差動増幅器52およびAD変換器51のオフセット誤差である。オフセット校正時のAD変換器入力V1は、R2/(R1+R2)×Vrefとなる。高精度AD変換器の場合、測定毎にセルフキャリブレーションが行われるため、AD変換器のオフセット誤差は無視してよい。従って、オフセット誤差は実質的に差動増幅器52に起因する。
スイッチS2をオン、スイッチS1およびS3をオフにする。AD変換を実行し、AD変換値を求める。第1センサ25の測定時のAD変換入力V2は、R3/(R3+RTh1)×Vrefとなる。ただし、RTh1は、任意の温度における第1センサ25の抵抗値である。
スイッチS3をオン、スイッチS1およびS2をオフにする。AD変換を実行し、AD変換値を求める。第2センサ26の測定時のAD変換入力V3は、R4/(R4+RTh2)×Vrefとなる。だだし、RTh2は任意の温度における第2センサ26の抵抗値である。
第1センサ25のAD変換値からオフセット校正で求めたオフセット値を引く。この値と第1センサ25と第2センサ26とのAD変換値の差の関係から、測定しようとする目標点の温度を求める。測定された温度データは、信号処理回路53からデジタル信号として出力され、また、抵抗値出力回路54からアナログ信号が出力される。アナログ信号はセンサ(サーミスタ)入力の温度計や表示器に接続可能にするためである。ここで対象とするのは標準的サーミスタであって、広く普及した抵抗温度特性のサーミスタである。
一定温度に設定した黒体炉(模擬耳孔形状)にプローブ2を挿入し、示度差(赤外線)と相対温度とを取得した。
従来の耳式体温計では、短時間期間中の1回測定を基本としているので、サーモパイルが計測しなければならない相対温度は25℃以上を必要とした。従って、校正値は、サーモパイルの非線形出力を直線化できる4次多項式またはテーブルを持たなければならなかった。しかし、本発明に基づく耳式体温計においては、示度安定後の連続測定(長時間期間中連続測定)を基本としており、密閉空間を作り出すので、センサ自体の温度は測定対象である鼓膜およびその周辺組織と非常に近くなり、相対温度としては最大2℃程度が正確に計測できればよいことになる。
1回測定(短時間期間中1回測定)を基本とする耳式体温計であれば、10−40℃程度の環境温度に対応するために、環境温度別の校正値として多項式またはテーブルを持つか、またはドリフトに対応する補正式を持つ必要があった。
前述した2種類のセンサミラーについて示度特性を評価した。評価対象の1つは、平行第1センサミラー(平行光集光型センサミラー)24aであり、他の1つは第2センサミラー(点光源集光型センサミラー)24bである。
本発明に係る耳式体温計を既存の鼓膜用温度プローブ(サーミスタ)と比較した。比較例は、下記のとおりである。
比較例1: 小さなセンサを鼓膜に直接接触させるプローブ(接触型)
比較例2: 緩衝材でセンサを包み、鼓膜に直接接触させるプローブ(接触型)
比較例3: 緩衝材でセンサを包み、鼓膜に接触させないプローブ(非接触型)
比較例4: サーモパイル使用の耳式体温計
3、6 ケーブル 4 プローブコネクタ
5 測定装置 7 温度プラグ
8 表示装置 9 測温対象者
9a 耳孔 21 プローブボディ
22 測温部 23 タブ
24a 第1センサミラー 24b 第2センサミラー
25 第1センサ 26 第2センサ
27 保護カバー 51 AD変換器
52 差動増幅器 53 制御信号処理回路
54 抵抗値出力回路 55 スイッチ群
56 スイッチング・ライン群 57 抵抗群
211 長辺部分 212 屈曲短辺部分
213 連結基板 221 フランジ部分
222 先端部分 221a 底面
221b 上面 221C 中心線
241 凹形状反射面 242a 円筒体ホルダ
242b 円筒体ホルダ 242d 切欠き
245 連結軸 245g V溝
246 リード線 251 薄膜サーミスタ
252 セラミック基板 253 電極
Claims (11)
- 測定装置に連結されるプローブを備えた耳式体温計において、
前記プローブは、プローブボディと、該プローブボディに結合された測温部とを含み、
前記プローブボディは、ほぼL字形円筒体に形成され、一端がケーブルを介して前記測定装置に接続され、他端が前記測温部に結合され、
前記測温部は、前記プローブボディに結合するフランジ部分、フランジ部分から延びる先端部分を含み、前記先端部分の内部にセンサミラーが嵌め込まれ、
前記センサミラーは、内部に凹形状反射面を有する円筒体ホルダ、該円筒体ホルダの後方から延びる連結軸、前記円筒体ホルダの前面空間にリード線で支持された測温用の第1センサおよび補正用の第2センサ、前記円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーを含み、
前記第1および第2センサを支持する各リード線が前記測温部および前記プローブボディを貫通して前記ケーブルに電気的に接続されており、
前記センサは、セラミック基板に堆積された薄膜サーミスタ、該薄膜サーミスタの両側に付着された電極、該電極に半田付けされたリード線、センサ上面全体に塗布された樹脂を含み、前記第1センサには赤外線の放射率が高く、赤外線を吸収し易い樹脂が塗布され、前記第2センサには赤外線を吸収し難い樹脂が塗布される、
耳式体温計。 - L字形円筒体に形成された前記プローブボディは長辺部分と屈曲短辺部分とを有し、前記長辺部分が測温対象者の耳下方付近にそって延びかつ前記屈曲短辺部分が耳孔方向に向くように前記プローブボディの輪郭が形成され、前記測温部の先端部分は測温対象者の外耳道にそうように前記フランジ部分からほぼS字状に蛇行して延びている、請求項1に記載の耳式体温計。
- 前記プローブボディおよび測温部は断熱材料からなり、前記測温部の外面が抗アレルギ性材料で被覆されている、請求項1に記載の耳式体温計。
- 前記先端部分は、前記フランジ部分に対して中心からずれた位置で該フランジ部分の中心線に関して所定の角度θ1で傾斜され、前記測温部の前記フランジ部分は前記プローブボディに結合する底面とおよび前記先端部分に連続する上面とを有し、該上面は前記底面に関して所定の角度θ2で傾斜されている、請求項2に記載の耳式体温計。
- 前記センサミラーは、内部に凹形状反射面を有する比較的短尺の円筒体ホルダ、該円筒体ホルダの後方から延びる連結軸、前記円筒体ホルダの前面に別個のリード線で支持された第1センサおよび第2センサ、前記円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーを含む平行光集光型センサミラーである、請求項1に記載の耳式体温計。
- 前記センサミラーは、内部に凹形状反射面を有する比較的長尺の円筒体ホルダ、該円筒体ホルダの後方から延びる連結軸、前記円筒体ホルダの前面に別個のリード線で支持された第1センサおよび第2センサ、前記円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーを含む点光源集光型センサミラーである、請求項1に記載の耳式体温計。
- 前記円筒体ホルダの凹形状反射面は、素材表面のまま、鏡面仕上げ、金属箔貼付、または金属メッキのうちいずれかの処理が施されている、請求項5または6に記載の耳式体温計。
- 前記各センサからのリード線を測温部前面からプローブボディ後方に案内するように、前記円筒体ホルダの前後端に切欠きが設けられ、前記連結軸に長手方向にそって複数のV溝が設けられた、請求項5または6に記載の耳式体温計。
- 前記プローブボディの先端部分に連結基板が埋め込まれ、前記各センサからのリード線が前記連結基板の一端に接続され、前記ケーブルが前記連結基板の他端に接続された、請求項1に記載の耳式体温計。
- 前記円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーは、ポリエチレン・フィルムである、請求項5または6に記載の耳式体温計。
- 前記プローブは単回使用の使い捨てである、請求項1に記載の耳式体温計。
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