JPH02263125A - 放射体温計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放射体温計に関するものであり、特に加熱装置
を用いない放射体温計のシステムに関する。

〔従来の技術〕

近年ガラス体温計に代わるものとしてペン型の電子体温
計が普及してきた。

この電子体温計の特徴は、壊れない、読み取りやすい、
検温の終了のブザーがあることなどですが、検温に要す
る時間は５〜１０分程度必要で、ガラス体温計とほとん
ど変わりがな（、これが体温測定が面倒がられる原因で
す。これは、腋下や口中にセンサ部を挿入して、測定部
位に接触させて測るという方法に問題があり、測定時間
が長いのには２つの理由があります。

第１に腋下の皮膚温や、口中の粘膜部は検温開始前には
体温となっておらず、腋や口を閉じることによって、徐
々に体温に近ずくためでず。

第２′に、体温計センサ部は周囲温度に冷やされていて
、測定部位に挿入することにより、更に測定部位の温度
をさげてしまい、より時間をかけています。

この状態を第１１図により説明する。

第１１図は横軸を検温時間、縦軸を測定温度とする接触
型電子体温計の温度測定カーブであり、Ｈは測定部位と
しての腋下の温度カーブ、Ｍは体温計の測定温度カーブ
である。

すなわち検温開始時のｔｌに於いては、腋下の皮膚温は
３６℃以下であり、又体温計センサ部の温度も３０℃以
下に冷やされている。この状態から体温計センサ部を腋
下に挿入して腋を閉じると体温計センサ部の測定温度Ｍ
は急激に上昇してい（が、腋下の温度Ｈは体温計センサ
部によって冷やされることによりｔ２迄下降した後、真
の体温に向けて上昇を開始する。そして体温計のセンサ
部が腋下の皮膚温度迄温められた時、点ｔ３からは２つ
の温度カーブＨ及びＭは一致して上昇するが、真の体温
迄上昇するには前述のごと（５〜１０分程度の時間を必
要としている。

そして実際の体温測定方法は周知のごと＜１゜時点から
一定のインターバルで測定を行い、その測定値どうしを
比較して最大値を順次記憶するとともに、測定値間の差
を判定し、測定値間の差が予め定めた値より小さくなっ
た時、点ｔ４に於いて検温を中止すると同時に、その時
の最大値を体温として表示するようにしている。

（例えば特開昭５０−３１８８８号公報）前記第１及び
第２の理由を考慮して体温測定を短時間に行うだめの条
件を考えて見ると、検温を開始する前から体温となって
いる部位を選び、冷えているセンサを接触させることな
（測定できれば、短時間測定が可能となります。

そこで、検温を開始する前から体温となっている部位と
して鼓膜を選び、その部位の温度を非接触で測る放射体
温計が提案されている。（例えば特開昭６１−１１７４
２２号公報） 次に上記放射体温計の基本となっている放射温度計の原
理について説明する。

「すべての物体は、表面から赤外放射をしており、その
赤外放射エネルギの量と分光特性は物体の絶対温度で定
まり、その物体の性質や仕上げ表面状態にもよる。」こ
の物理学の法則を基本としている。このことを示す法則
を説明する。

まず、ブランク（Ｐｌａｎｃｋ）の法則は、黒体の放射
強度、スペクトル分布および温度の関係を表わしたもの
である。

Ｗ（λ、Ｔ）＝単色放射発散度（５ｐｅｃｔｒａｌｒａ
ｄｉａｎｔ　　ｅｍｉｔｔａｎｃｅ　　）〔Ｗ〆嘉・μ
ｍ〕 Ｔ：黒体の絶対温度〔Ｋ〕 λ：放射される放射線の波長〔μｍ〕 Ｃ：光の速度２．９９８　Ｘ　１０　　［ｃｒＩＬ／５
ｅｃ）ｈニブランク定数６．６２５Ｘ１０−３４［ＷＩ
Ｉｓｅｃ２：］ｋ：ポルツマン定数１．３８０　Ｘ　１
０　””２３〔Ｗ−ｓｅＣ／Ｋ）黒体から放出される全
エネルギは（１）式で与えられるＷ（λ、Ｔ）をλにつ
いてλ＝０からλ＝（３）まで積分してえられる。これ
がステファン・ポルツマ７　（５ｔｅｆａｎ　−Ｂｏｄ
ｔｚｍａｎｎ）の法則である。

Ｗｒ−ｆ″Ｗ（λ、’Ｉ”）ｄλ−σＴ４　　　　　　
　　　・・・（２）Ｗ、：黒体の全放射エネルギ　ＣＷ
／ｃｍ　〕σ：ステファン・ボルツマン定数 ５．６７３　Ｘ　１０　　　　ＣＷ／ｃｒ？・ｄｅｇ’
　〕（２）式から明らかなように、全放射エネルギＷは
黒体光源の絶対温度Ｔの４乗に比例している。

また、（２）式は黒体から放射される赤外放射を全波長
について積分して得られた式であることにも注意を要し
たい。

従来の放射体温計には赤外透過フィルタが付いていて、
物体が主に放射している特定波長帯域だけを透過させ、
その他の外光などの影響を少なくするようになっている
。

このように、フィルタを介して赤外センサに入射する赤
外放射エネルギは、絶対温度Ｔの４乗に比例するとい５
関係は成り立たな（・ことになり、このステファン・ボ
ルツマンの法則に基づいて算出している放射温度計はこ
の分だけ誤差が含まれる結果となる。

また、赤外センサの感度は、従来の放射温度計では定数
として取り扱っているが、実際の赤外センサの感度は赤
外センサ温度に依存して変動しており、感度変動が誤差
要因となっている。

しかし通常の放射温度計は、高い温度の測定を目的とし
たものであり、その測定範囲は０〜３００°Ｃ程度、測
定精度は±（２〜３）°ｃ程度であるため前記フィルタ
特性や、赤外センサの感度変動等による誤差は無視出来
るものとして対策を省略していた。

しかるに体温計としての測定条件を考えると、検温範囲
としては３３°Ｃ〜４３°Ｃ程度と狭くてもよいが、検
温精度としては±０．１℃が要求される。

従って体温計として使用とする場合は前記フィルタ特性
や赤外センサの感度変動等による誤差に対してなんらか
の対策を施すことにより検温精度を高める必要がある。

さらに放射体温計には耳に挿入した時に耳内の温度を低
下させてしま５という問題があり、これを第７図及び第
９図により説明する。

第７図は、放射体温計により体温測定を行っている状態
を示す耳部の断面図であり、４０は耳介、４１は外耳孔
、４２は鼓膜であり、外耳孔４１の内壁には多数の産毛
４３が生えて（・る。又外耳孔４１の内壁には耳垢４４
が溜まっていることがある。

図示のごと（放射体温計４５のプローブ４６を外耳孔４
１に挿入し、先端部を鼓膜４２に向げることによって体
温測定を行うことが出来る。

第９図は放射体温計４５の密度測定カーブであり、前記
第１１図に示した従来の電子体酷計の温度測定カーブに
対比されるものである。

横軸を検温時間、縦軸を測定温度、測定部位は外耳孔４
１であり、外耳孔４１の温度カーブＩ−Ｉ　Ｓと放射体
温計４５の測定温度カーブＭｓは一致している。

前述のごとく第７図に示す耳の外耳孔４１内には産毛４
６や耳垢４４が存在して（・るが、前記産毛４６や耳垢
４４の検温開始前の状態は鼓膜４２と同様に極めて体温
に近い温度に瀧められており、この状態が第９図のｔｌ
の時点である。

しかしグローブ４６が挿入された直後には外耳孔４１内
の温度はグローブ４６によって冷やされることにより温
度カーブＩ−Ｉ　Ｓのごとく急激に低下する。

そして低下した温度カーブＴ−Ｉ　ｓが元の体温レベル
Ｔｂ、に復帰するには約１ｏ分程度の時間を必要とする
ものであるが、その理由を第７図により説明する。

すなわち外耳孔４１にプローブ４６が挿入されたことに
よって鼓膜４２、産毛４６、耳垢４４等の温度はすべて
低下するが、ｍＪ記各部のうち鼓膜４２は身体からの熱
伝導によって比較的速やかに体温Ｔｂ、のレベルに復帰
することが出来る。

しかし身体との密着度の低い産毛４６や耳垢４４は身体
からの熱伝導が小さいため体温ＴｂＩのレベルに復帰す
るのに１０分程度の時間を要する結果となる。

従って外耳孔４１の内部温度が体温ＴＩ）１のしベルに
あるのはプローブ４６が挿入された瞬間のｔ１時点だけ
であり、この瞬間をとらえて測定するのは測定回路の応
答性から見て極めて難しい。

一般にはその他の時点つまり、グローブ４６によって冷
やされた外耳孔４１内の温度を測定することとなり、正
しい体温測定が行われないことになる。

これらの対策として前記特開昭６１−１１７４２２号公
報の放射体温計では次のような方式となっている。

すなわち赤外センサを備えたプローブユニットと、ター
ゲットを備えたチョッパーユニットと、充電ユニットの
３ユニツト構成となっている。

そして前記赤外センサとターゲットとを外耳孔のリファ
レンス温度（３６５°Ｃ）に予熱するための加熱制御手
段を設け、この加熱制御手段を前記充電ユニットからの
充電エネルギによって駆動している。

そして体温測定の際はプローブユニットをチョッパーユ
ニットにセットして前記加熱制御手段により、赤外セン
サを有するグローブとターゲットを予熱した状態にてキ
ャリプレートを行い、しかる後にプローブユニットを取
外して外耳孔に挿入して鼓膜からの放射赤外線を検出し
、前記ターゲットからの放射赤外線と比較することによ
り体温測定を行っている。

次に上記方式により検温精度を高めている理由について
説明する。

この方式は加熱制御手段によって赤外センサを有スるグ
ローブとターゲットとを通常の体温に近（・リファレン
ス温度（３６，５℃）迄予熱することによって各種の誤
差要因を解消しているものである。

すなわちプローブを常温より高いリファレンス温度まで
加熱することによって、周囲温度にかかわらず、赤外セ
ンサは一定温度に保つことによって赤外センサの感度変
動はな（なり、その誤差は無視できる。また、測定すべ
き体温とターゲットのリファレンス温度とを近接した値
としてキャリプレートを行った後、比較測定を行うこと
により前記フィルタ特性による誤差等を無視出来るレベ
ルとしている。

さらにプローブを体温に近い温度に予熱しているため、
前記第７図に示した従来の冷たいプローブを外耳孔に挿
入した場合、前記プローブによって外耳孔および鼓膜の
温度が低下して正しい体温測定が行われないといつ問題
も解決している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記特開昭６１−１１７４２２号公報の放射体
温計は検温精度の点に於いて極めて優れているが、反面
、コントロール精度の高い加熱制御装置を必要とするた
め、その構造及び回路構成が複雑になってコストアップ
になるといり問題がある。又、プローブとターゲットを
予熱し、一定温度に制御するには長い安定時間を必要と
していた。さらに加熱制御装置を駆動するエネルギが比
較的大電力であるため形状が大で、かつ電源コードを有
する充電ユニットを必要とする結果となり、従って小型
電池をエネルギ源とする携帯形体温計には、本方式を採
用することは不可能といえる。

本発明の目的は上記問題点を解決することにより、体温
計としての検温精度を維持し、携帯可能に小型化された
放射体温計をローコストにて提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の要旨は下記の通りで
ある。

第１に測定物体からの赤外放射を集光するための光学系
と、赤外放射エネルギを電気信号に変換する赤外センサ
と、赤外センサ及びその周辺温度を計部する感温センサ
とを有するプローブと、赤外センサの電気信号と感温セ
ンナの電気信号を入力し、各々デジタル化された赤外デ
ータと感温データとを出力する検出信号処理手段と、体
温データを算出する体温演算手段と、前記体温データに
従って体温表示を行う表示装置を備えた放射体温計に於
いて、前記検出信号処理手段は、前記赤外センサの電気
信号のピーク値をアナログデータとして記憶するための
ピークホールド回路と、該ピークホールド回路に記憶さ
れたピーク値電圧をデジタル化した赤外データに変換す
るためのＡ／Ｄ変換回路とを備え、前記体温演算手段は
前記ピーク値電圧を変換した赤外データによって体温デ
ータを算出することを特徴としており、第２に前記検出
信号処理手段には前記ピークホールド回路に入力される
赤外電圧とピークホールド回路から出力されるピーク値
電圧とを選択して前記Ａ、　／　Ｄ変換回路に供給する
だめの切換回路を設けるとともに、外部操作部材に連動
し、前記切換回路を制御するためのチェック信号を発生
するチエ７クスイツチを設け、前記切換回路は前記チェ
ック信号。

チの操作によって前記ピークホールド回路に入力される
赤外電圧を選択出力することを特徴としており、第３に
前記チエ７クスイツチが操作された時に前記検出信号処
理手段より出力される赤外ブタを入力して赤外データの
有無を判定する零検出回路を設け、該零検出回路は赤外
データの値が零又は微少であることを判定すると検出信
号を出力することを特徴としており、さらに第４には、
前記表示装置には、前記零検出回路から出力された検出
信号によって点灯される測定許可マークが設けられてい
ることを特徴としている。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図及び第３図は本実施例に於ける放射体温計の裏面
図及び側面図である。１は放射体温計であり、本体温１
０とヘッド部１１とにより構成され、前記本体温１０の
裏面には体温を表示するための前記表示装置６、正面に
は押ボタン構造のチェックボタン１２、側面にはスライ
ド構造の電源スィッチ１６と押ボタン構造のメジャーボ
タン１４．１５が設げられている。

又前記ヘッド部１１は本体温１０の端部からくの字状に
突出して設けられており、該ヘッド部１１の先端はプロ
ーブ１６となっており、該グローブ１６は後述する光学
系２と検出部６とにより構成されている。

前記放射体温計１の操作方法は、電源スィッチ１６をＯ
Ｎにした状態に於いて後述するチック動作を行い、しか
る後にグローブ１６を被検者の外耳孔に挿入しながら前
記メジャーボタン１４．１５のいずれか一方又は両方を
ＯＮにするだけで瞬時に体温測定が終了し、その結果は
表示装置６に体温として表示される。

第４図は前記ヘッド部１１の断面図であり、ケース体１
７．１８は、熱伝導性の柩めて低い樹脂成形体で構成さ
れている。そしてケース体１７のグローブ１６を形成す
る部分は円筒状の筒部１７ａとなっており該筒部１７ａ
には、アルミ等の軽量で熱伝導性のよい金属よりなる金
属ハウジング１９が嵌合されている。この金属ハウジン
グ１９には円筒部１９ａと該円筒部１９ａに連通した中
空部１９ｂ及び感温素子埋設用の凹部１９Ｃを備えた基
部１９ｄとが設けられ、さらに前記円筒部１９ａの先端
にはフィルタ装着用の段部１９ｅが設げられている。そ
して前記円筒部１９ａには真鍮（Ｂｕ）パイプの内周に
金（ＡｔＪ　）メツキを施した導光管２０が嵌合される
とともに先端の段部１９ｅには赤外線の選択通過と、防
塵機能を有する硬質キャンプ２１が固着されている。

さらに前記基部１９ｄの中空部１９ｂには前記赤外セン
サ６ａとしてのサーモパイルが、又凹部１９ｃには前記
感温センサ６ｂが各々封止樹脂２２．２６によって埋設
されている。

そして赤外センサ６ａと感温センサ６ｂは各々リード線
２４，２５によって回路基板２６の配線パターンに接続
され後述する増巾回路に導かれている。

上記構成によれば、赤外センサ６ａと導光管２０と硬質
キャップ２１とが熱伝導性のよい金属ハウジング１９に
よって結合されているため常に熱バランスが得られ、そ
の共通化された温度は感温センサ６ｂによって検出され
るようになっている。

又２８は前記グローブ１６に着脱自由に被着された検温
カバーであり、熱伝導性の悪い樹脂によって構成され、
先端部２８ａは赤外線を透過させる材質となっている。

第５図は、前記グローブ１６の先端部の拡大断面図であ
り、検温カバー２８の先端部２８ａがフローブ１６の先
端を被うことによりグローブ１６が外耳孔の内壁に接触
することを防止している。

第６図は前記放射体温計１を収納ケース６０に装着した
状態を示す側面図であり、収納ケース６０には本体温１
０を載置するための載置部３０ａとグローブ１６を収納
するための収納部３０ｂが設けられており、該収納部３
０ｂの底面３０Ｃの前記プローブ１６の先端に対応する
位置には反射板６１が固着されている。

さらに収納ケース６０には前記チェックボタン１２の対
応する位置にボタン応圧部３０ｄが設げられている。前
記収納ケース６０は放射体温計１の動作チェックを行う
ためのものであり、前記電源スィッチ１６をＯＮにした
状態にて放射体温計１を第６図に示すごとく収納ケース
６０にセットすると、前記プローブ１６の先端が反射板
６１にセットされるとともにボタン応圧部３０ｄによっ
てチェックボタン１２がＯＮとなる。この状態は後述す
る機能チェック状態であり、前記表示装置６の表示状態
によって体温測定が可能が否かを知ることか出来る。

第１図は第２図に示す放射体温計１のブロック図であり
、以下図面に基づいて構成を説明する。

放射体温計１は、光学系２、検出部６、検出信号処理部
５０、演算部６ｏ、表示装置６及びスイッチＳＷＣ，Ｓ
Ｗｍとスイッチ回路９ｏから構成されている。なお、測
定物体りは外耳孔である。

前記光学系２は、測定物体りからの赤外放射を効率良（
集光するための集光手段２ａと透過波長特性があるフィ
ルタ２ｂから成っている。集光手段２ａには内面を金メ
ツキした円筒を用いている。

また、フィルタ２ｂにはシリコンフィルタが用いられて
いる。

検出部３は、赤外センサ３ａと感温センサ６ｂから成っ
ている。赤外センサ６ａは上記光学系２により集光され
た赤外放射エネルギなどの入射から赤外センサ６ａ自身
からの放射を差引いた赤外放射エネルギを電気信号すな
わち赤外電圧ｖｓに変換する。また、感温センサ６ｂは
赤外センサ３ａ及びその近辺の温度Ｔｏを計測するため
赤外センサ６ａの近辺に配置され、感温電圧ｖｔを出力
している。そして、赤外センサ６ａにはサーモパイル、
感温センサ６ｂにはダイオードが用いられている。

前記検出信号処理部５０は赤外センサ６ａの出力する赤
外電圧ｖｓを増巾する赤外増巾回路５１、感温センサ６
ｂの出力する感温電圧ｖｔを増巾する感温増巾回路５２
、赤外増巾回路５１の出力電圧ＶＳのピーク値をホール
ドするためのピークホールド回路５６、前記赤外増巾回
路５１の出力電圧Ｖｓとピークホールド回路５６の出力
電圧■Ｓｐとを各々入力端子１１及びＩ２に入力し、制
御端子Ｃの条件に従って出力瑞子Ｏから選択出力する切
換回路５４、該切換回路５４から出力された赤外電圧Ｖ
Ｓ又は■Ｓｐをデジタル化された赤外データｖｄに変換
するＡ／Ｄ変換回路５５と、前記感温増巾回路５２の出
力電圧■ｔをデジタル化された感温データＴｏに変換す
るＡ／Ｄ変換回路５５とを有し、前記検出部６から入力
される赤外電圧ＶＳ及び感温電圧ｙｔをデジタル化され
た赤外データＶｄと感温データＴＯに変換して出力する
。

演算部６０は、測定物体りの放射率εを設定する放射率
入力手段５ａと、フィルタ２ｂの透過波長特性の情報を
設定するフィルタ補正手段５ｂと、体温演算回路６１と
、該体温演算回路６１によって算出された体温データＴ
ｂ、を入力して表示装置乙の体温表示部６ａに体温表示
を行う表示駆動回路６２と前記検出信号処理部５０から
出力された赤外データＶｄを入力し、その赤外データ■
ｄが零であることを検出した場合に検出信号Ｓｏを出力
して前記表示装置６の測定許可マーク６ｂを点灯させる
ための零検出回路６６と、前記検出信号処理部５０から
出力された感温データＴｏを入力し、感度Ｒを算出して
出力する感度補正演算回路６４と、赤外センサ６ａの受
光面積Ｓと赤外増巾回路５１の増巾率Ａとに基づいて外
部より入力設定された値を感度データＤとして出力する
感度データ入力手段６５とを有する。

９０はスイッチ回路であり、第２図に示すメジャーボタ
ン１４，１５によって操作されるメジャスイッチＳ　Ｗ
　ｍとチェックボタン１２によって操作されるチェック
スイッチＳＷＣとが接続されており、メジャーボタン１
４又は１５が押されろとメジャースイッチＳ　Ｗ　ｍ　
ｂ”　ＯＮとなりＭ端子よりメジャー信号Ｓｍが出力さ
れる。

又第６図に示すごとく放射体温計１を収納ケス６０にセ
ットすると前記チェックボタン１２が押されてチェック
スイッチＳＷｃがＯＮとなりＣ端子よりチェック信号Ｓ
ｃが出力される。

そして前記スイッチ回路９００Ｍ端子より出力されたメ
ジャー信号Ｓｍは前記体温演算回路６１及び感度補正演
算回路６４の各エネーブル端子Ｅに供給されることによ
って両回路を演算モードに設定すると同時に前記零検出
回路６６をリセットする。

又スイッチ回路９０のＣ端子より出力されたチェック信
号ＳＣは前記零検出回路６６のエネーフル端子Ｅ１切換
回路５４０制御端子Ｃ１ピークホールド回路５６のリセ
ット端子Ｒに供給されて（・る。

次に上記構成を有す放射体温計１の動作を説明する。

まず第２図に示す放射体温計１の電源スィッチ１６をＯ
Ｎにした初期状態に於（・では、チェックスイッチＳ　
Ｗ　ｃとメジャースイッチＳＷｍはいずれもＯＦＦとな
っているため、スイッチ回路９０からのチェック信号Ｓ
Ｃとメジャー信号Ｓｍはいずれも出力されていない。

この結果前記演算部６０は体温演算回路６１と感度補正
演算回路６４が非演算モードに設定され、零検出回路６
６も非動作モードに設定されて（・る。

又検出信号処理回路５０の切換回路５４は■２端子に入
力された電圧■Ｓｐを出力端子Ｏに選択出力しており、
ピークホールド回路５６はリセットが解除されて動作状
態となっている。以上が初期状態であり、次に機能チェ
ックモードについて説明する。

前記第６図に示すごとく放射Ｉ７を温計１を収納ケース
６０に装着すると、前記チェックボタン１２が収納ケー
ス６０のボタン抑圧部３０ｄに押しつげられることによ
って第１図のチェックスイッチＳ　Ｗ　ｃがＯＮになる
とともにプローブ１６の先端が反射板６１の位置にセッ
トされろ。

この結果第１図のスイッチ回路９０はチェックスイッチ
ＳＷＣがＯＮになることによってＣ端子からチェック信
号Ｓｃを出力し、ピークホールド回路５６、切換回路５
４、零検出回路６６に供給する。このチェック信号Ｓｃ
が供給されることによって検出信号処理部５０はピーク
ホールド回路５６がリセットされると同時に切換回路５
４は入力端子■、に供給される電圧ＶＳを出力端子Ｏに
選択出力する状態に切換わり、前記Ａ／Ｄ変換回路５５
は赤外電圧ＶＳをデジタル変換して赤外データ■ｄを出
力する。

又演算部６０は前記体温演算回路６１、感度補正演算回
路６４が非演算モードに設定され、零検出回路６６のみ
動作状態となっている。以上が機能チェツクモードに於
ける各部の状態であり、この機能チェックモードに於け
る放射体慌計１０動作は反射板６１によって反射された
赤外線を赤外センサ６ａ、赤外増巾回路５１、切換回路
５４、Ａ／Ｄ変換回路５５によって変換した赤外データ
■ｄを零検出回路６３によって判定し、この赤外データ
Ｖｄが零であれば零検出回路６６は出力端子０に検出信
号Ｓｏを出力し、前記表示装置６の測定許可マーク６ｂ
を点灯させる。

ここでト記機能チェックモードの内容について説明する
。

前記第４図に於いて赤外センサ６ａ、導光管２０、硬質
キャンプ２１は熱伝導性のよい金属・・ウジング１９に
よって結合されることによって熱バランスが得られてい
ることは前述の通りであり、前記機能チェックは、この
熱バランスが良くとれていることを確認するためのモー
ドである。

すなわち温度Ｔの導光管２０や硬質キャンプ２１から放
射された赤外放射エネルギは反射板６１に反射されて赤
外センサ６ａに入射する。又温度Ｔｏの赤外センサ６ａ
からも赤外放射エネルギが放射されているが、Ｔ　＝　
Ｔ　ｏであればこの人射から放射を差引いた差のエネル
ギＷは存在せず、第１図に示す各電圧ｖｓ、ＶＳ及び赤
外データ■ｄはいずれも零となって零検出回路６６から
は検出信号Ｓｏが出力される。

すなわち前記光学系２０部分にはノイズとなる熱源が存
在せず、体温測定が可能であることを測定許可マーク６
ｂの点灯によって確認している。

尚零検出回路６６は赤外データｖｄの値をデジタル値と
して判定するものであり、その判定値としては厳密に零
とする必要はな（、予め定められた判定値より小さけれ
ば、無視出来るものとして、検出信号Ｓｏを出力する。

しかしＴ〜Ｔｏである場合、すなわち赤外センサ６ａと
導光管２０及び硬質キャップ２１０間に温度差がある場
合には差のエネルギＷが存在するため赤外データＶｄＯ
値が零検出回路６６０判定レベルより大きくなる。この
結果検出信号Ｓｏは出力されず測定許可マーク６ｂは点
灯されない。

実際の放射体温計１の使用時に於いて前述のごと＜Ｔ”
ｒＴｏの状態が発生するのは次の様な場合である。すな
わち放射体温計１の使用環境温度を急変させた場合であ
り、この場合には各エレメント間の熱容量や、応答性の
違いによってＴ　”−ｖ　Ｔ　。

となり、その差のエネルギＷにもとづ（赤外データｖｄ
Ｏ値だけ測定誤差が生ずるため測定不可としている。

この状態になった場合には、一定の環境温度に於いてし
ばらく放置してお（と金属ハウジング１９を介して熱伝
導が行われることにより、やがて熱バランス状態に安定
し、測定許可状態となるが、この安定時間には数十分を
要する場合がある。

以上が機能チェックモードであり、次に体温測定モード
について説明する。

前記機能チェックモードに於いて測定許可マクロｂの点
灯を確認した後に放射体温計１を収納ケース６０から取
外す。

放射体温計１を収納ケース６０から取外すと前記チェッ
クボタン１２の抑圧が解除されることによってチェック
スイッチＳ　Ｗ　ｃがＯＦＦとなり、スイッチ回路９０
のＣ端子から出力されていたチェック信号Ｓｃが無（な
る。

この結果ピークホールド回路５３のリセットが解除され
ると同時に切換回路５４は入力端子■２の選択状態に復
帰し、又零検出回路６３も非動作状態に復帰する。

この結果検出信号処理部５０は赤外増巾回路５１より出
力される赤外電圧ＶｓＯ中からピークホールド回路５３
にてホールドされたピーク電圧Ｖ　ｓ　ｐを切換回路５
４を介してＡ／Ｄ変換回路５５に供給し、このピーク電
圧ｖＳｐをデジタル化した赤外データｖｄを出力する。

又演算部６０の零検出回路６６は非動作状態に復帰する
が前記検出信号Ｓｏは零検出回路６６の内に設けられた
記憶回路によって保持されるため前記表示装置乙の測定
許可マーク６ｂは点灯状態を持続する。

そして前記零検出回路６６の検出信号Ｓｏは、リセット
端子Ｒにメジャー信号が供給されることによって記憶回
路がリセットされる迄持続する。

以上が測定待機状態であり、この状態から第７図に示す
ごと（放射体温計１のプローブ１６を外耳孔４１に挿入
した後、メジャーボタン１４．１５を押すことによって
体温測定が行われる。

すなわち、メジャーボタン１４．１５が押されることに
よって第１図のメジャースイッチＳＷｍがＯＮになり、
スイッチ回路９００Ｍ端子よりメジャー信号Ｓｍが出力
される。

この結果演算部６０は体温演算回路６１と感度補正演算
回路６４が演算モードに設定されると同時に零検出回路
６６がリセットされ、前記表示装置６の測定許可マーク
６ｂが消灯される。

そして外耳孔４１に挿入されたグローブ１６（第１図で
は光学系２と検出部６）に入射する鼓膜４２からの赤外
放射エネルギは検出部６の赤外センサ６ａによって赤外
電圧ｖｓに変換され、さらに赤外増巾回路５１で電圧Ｖ
Ｓに増巾された後、ピークホールド回路５６にてピーク
電圧Ｖｓｐがホールドされる。

さらにピーク電圧ＶｓｐはＡ／Ｄ変換回路５５にて赤外
データＶｄに変換されて演算部６０に供給される。

又第４図の金属ハウジング１９に埋設された感偏センザ
６ｂは赤外センサ６ａの温度を検出して感温電圧ｙｔに
変換した後Ａ／Ｄ変換回路５６にて感苓データＴｏに変
換し、前記演算部６０に供給する。

なお、実際の赤外センサ６ａの感度Ｒは赤外センサ温度
ＴＯに依存して変動しており、その瀝（ｌ依存性は（３
）式に示すごとく直線に近似出来ることが実験によって
わかった。

Ｒ−α（１＋β（Ｔ　ｏ−Ｔｍ）　）　　　　　　　　
　−（３）ここで、αはＴｏ＝Ｔｍのときの基準となる
感度Ｒである。Ｔｍは赤外センサ温度の代表温度であり
、例えば、工場での赤外センサ感度を測定したときの赤
外センサ温度などである。βは変動の度合を表わし、１
　［ｄｃｇ）あたりの変動率は−０３〔％／ｄｅｇ、：
ｌ　であった。

そこで、前記赤外データ■ｄと感温データＴＯが供給さ
れることにより前記演算部６ｏは、まず感度補正演算回
路６４が供給された感瀞データＴｏと（３）式によって
感度Ｒの値を算出する。

また、本発明のごとく透過波長特性のあるフィルタ２６
が光学系２に用いられている場合には、「赤外放射エネ
ルギは絶対温度Ｔの４乗に比例している。」という法則
を用いて演算するのではなく、ステファン・ボルツマン
の特性曲線の４次項の係数ａと、横軸方向の移動量すと
、縦軸方向の移動量Ｃを選定することによって得られる
放射エネルギ、の近似式を用いて演算を行っている。

つまり、ここで求めた４次項の係数ａ及び対称軸温度す
はフィルタ２ｂの透過波長特性を示す値であり、この４
次項の係数ａ及び対称軸温度すの値はフィルタ補正手段
５ｂより出力されている。

そして、このフィルタ補正手段５ｂは演算部６０の演算
プログラムメモリの一部であり、そこに４次項の係数ａ
及び対称軸温度すは書き込まれている。

次に体温演算回路６１ば、感度補正演算回路６４によっ
て算出された感度Ｒと感度データ入力手段６５からの感
度データＤと、フィルタ補正手段５ｂからの４次項の係
数ａとを入力してこの系の感度係数に３をに３−ａＲＤ
によって演算する。

次に算出した感度係数に３と放射率入力手段５ａからの
放射率εを、フィルタ補正手段５１）ｈ）らの対称軸温
度すとを入力して（４）式の演算を行う。

Ｖｄ＝εに３（（Ｔｂｌ−ｂ）”（ＴＯ−ｂ）’）　　
　　　・・・（４１さらに（４）式を整理することによ
り（５）式に示す体温データＴｂ、を算出する。なお、
外耳孔は同一温度で取り囲まれており、その空洞が黒体
とみなせることがら放射率εば、ε＝１としている。

マタ、フィルタ２ｂにシリコンフィルタラ用いており、
対称軸温度すはｂ　＝　４５．９５　（ＩＯとしている
。

そして前記体温データＴｂ、は表示駆動回路６２を介し
て表示装置６の数字表示部６ａに表示される。

以上が１回の体温測定動作であり、この一連の動作を第
８図のフローチャートにより説明する。、。

まず外耳孔４１にグローブ１６を挿入する（ステップ■
）と鼓膜４２がらの放射赤外エネルギは赤外電圧Ｖｓと
なり、そのピーク電圧ｖｓｐがピーホールド回路５６に
ホールドされる。（ステップ■）次にメジャー信号Ｓｍ
の有無が判定されル（ステップ■）が、前記メジャーボ
タン１４．１５が押されていない場合はＮｏとなり、ス
テップ■のピーク値ホールド動作のみが行われる。

又メジャーボタン１４．１５が押されるとＹＥＳとなり
メジャー信号Ｓｍによって零検出回路６６がリセットさ
れろ（ステップ■）とともに感度補正演算回路６４が感
温データＴｏを読込み（ステップ■）感度Ｒの演算を行
う。（ステップ■） 又体温演算回路６１は、放射率ε、係数ａ、感度Ｒ１感
度データＤを読込み、（ステップの）ａＲ，Ｄを用いて
感度係数に３を演算する。（ステップ■） さらに体温演算回路６１は、対称軸温度すとピークホー
ルドされた赤外データＶｄを読込み（ステップ■）体温
データＴｂ１を演算する。（ステップ＠）） そして表示駆動回路６２が前記体温データＴｂ、を入力
して衣示装置乙に体温表示を行う（ステップ■）ことに
より体温測定動作が終了する。

次に第９図、により第１図に示すピークホールド回路５
３の役割について説明する。

前述のとと（第７図に示す耳の外耳孔４１内には産毛４
６や耳垢４４が存在しているが、前記産毛４６や耳垢４
４の検温開始前の状態は鼓膜４２と同様に極めて体温に
近い温度に温められており、この状態が第９図の１１の
時点である。

すなわち外耳孔４１内にプローブ１６を挿入した瞬間が
１１時点であり、この瞬間は外耳孔４１内がほぼ体温Ｔ
ｂ１の状態にあるので赤外センサ６ａには体温レベルの
赤外放射エネルギが入射され第１図のピークホールド回
路５６にピーク電圧■Ｓｐとして記憶される。

しかしプローブ１６が挿入された直後には外耳孔４１内
の温度はプローブ１６によって冷やされることにより温
度カーブＩ−Ｉ　ＳＯごとく急激に低下する。この低下
に伴って赤外センサ６ａの検出する赤外電圧ＶＳも温度
測定カーブＭＳのレベルに低下してしまい、前記ピーク
電圧ＶＳＩ）を超えることが出来なくなるため前記ピー
クホールド回路５６には１１時点に於げるピーク電圧Ｖ
　Ｓ　Ｉ）が記憶される。

従って外耳孔４１の内部温度が体温Ｔｂ、のレベルにあ
るのはプローブ１６が挿入された瞬間の１１時点だけで
ある。この短時間の赤外数゛射エネルギでは前記放射体
温計１の、一連の演算処理を行うことが出来ないため、
第９図に点線で示すごとり一瞬のピーク電圧■Ｓｐをピ
ークホールド回路５６にアナログデータとして記憶し、
この記憶されたピーク電圧Ｖｓｐを用いてＡ／Ｄ変換及
び−連の演算処理を行うことにより体温測定を行うこと
が出来る。

すなわち本発明のような予熱装置を持たない放射体温計
に於いてはピークホールド回路５６は不可欠であり、こ
のピークホールド回路５６を用いることによって１．時
点の体温Ｔｂ、を極めて短時間に測定することが可能と
なる。

第１Ｏ図は前記ピークホールド回路５６の具体的構成図
であり、入力バッファ−８０、出力バツファ−８１、逆
流防止用のダイオード８２、信号充電用のコンデンサ８
６、前記コンデンサ８６に充電された電圧を放電させる
ためのスイッチトランジスタ８４とにより構成され、赤
外電圧ＶＳを入力して、そのピーク値をピーク電圧Ｖｓ
ｐとして出力するとともに、リセット端子Ｂに供給され
るチェック信号ＳＣによってスイッチトランジスタ８４
がＯＮすることによりコンデンサ８６の充電々圧を放電
する。

〔発明の効果〕

上記のとと（本発明によれば、外耳孔にプローブを挿入
した瞬間の赤外電圧のピーク値をピークホールド回路に
よってアナログデータとして記憶し、この記憶されたピ
ーク電圧を用いて演算処理を行うことにより、加熱装置
を用いることな（正しい体温測定が行うことが出来る。

さらに体温演算回路に対して、フィルタ補正値と感度補
正値とを供給して体温データの演算を行うことにより、
従来のような加熱装置を用いることな（測定精度を満足
させることが出来るため、小型電池による駆動が可能と
なり、測定時間が短（、かつ小型で低価格な放射体温計
を実現することが出来た。

又光学系からの赤外放射エネルギを反射板を用いて測定
し、その結果を零検出回路にて判定することによって測
定許可を報らせるようにしているため、簡単な構成によ
って測定モードを確認することが可能となる等、本発明
は従来医療専用とされていた放射体温計を一般家庭用と
して普及させるのに大なる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す放射体温計のブロック図
、第２図〜第６図は本発明の放射体温計の構造を示すも
のであり、第２図は裏面図、第３図は側面図、第４図は
ヘッド部の断面図、第５図はプローブの先端部の拡大断
面図、第６図は収納ケースに装着した状態を示す側面図
、第７図は測定状態を示す耳部の断面図、第８図は第１
図に示２・・・・・・光学系、 ６ｂ・・・・・・感型センサ、 ・・・・・放射体温計、 ａ・・・・・・赤外センサ、 ０・・・・・・演算部、 ｂ・・・・・・フィルタ補正手段、 ６・・・・・・プローブ、 ０・・・・・・検出信号処理部、 ６・・・・・・ピークホールド回路、 １・・・・・・体温演算回路、 ６・・・・・・零検出回路、 ４・・・・・・感度補正演算回路。 第 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定物体からの赤外放射を集光するための光学系
   と、赤外放射エネルギを電気信号に変換する赤外センサ
   と、赤外センサ及びその周辺温度を計温する感温センサ
   とを有するプローブと、赤外センサの電気信号と感温セ
   ンサの電気信号を入力し、各々デジタル化された赤外デ
   ータと感温データとを出力する検出信号処理手段と、体
   温データを算出する体温演算手段と、前記体温データに
   従って体温表示を行う表示装置を備えた放射体温計に於
   いて、前記検出信号処理手段は、前記赤外センサの電気
   信号のピーク値をアナログデータとして記憶するための
   ピークホールド回路と、該ピークホールド回路に記憶さ
   れたピーク値電圧をデジタル化した赤外データに変換す
   るためのＡ／Ｄ変換回路とを備え、前記体温演算手段は
   前記ピーク値電圧を変換した赤外データによって体温デ
   ータを算出することを特徴とする放射体温計。
2. （２）検出信号処理手段には、ピークホールド回路に入
   力される赤外電圧とピークホールド回路から出力される
   ピーク値電圧とを選択してＡ／Ｄ変換回路に供給するた
   めの切換回路を設けるとともに、外部操作部材に連動し
   、切換回路を制御するためのチェック信号を発生するチ
   ェックスイッチを設け、前記切換回路は前記チェックス
   イッチの操作によって前記ピークホールド回路に入力さ
   れる赤外電圧を選択出力することを特徴とする請求項１
   記載の放射体温計。
3. （３）チェックスイッチが操作された時に、検出信号処
   理手段より出力される赤外データを入力して赤外データ
   の有無を判定する零検出回路を設け、該零検出回路は赤
   外データの値が零又は微少であることを判定すると検出
   信号を出力することを特徴とする請求項２記載の放射体
   温計。
4. （４）表示装置には前記零検出回路から出力された検出
   信号によって点灯される測定許可マークが設けられてい
   ることを特徴とする請求項３記載の放射温度計。