JPH0228524A - 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〜ＩＯ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つ方法に問題があり、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、日中の粘膜風は検温開始前には
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（ためです。

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１４図により説明する。

第１４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ｔ、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進呈められた時、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〜ＩＯ分程度の時間を必
要としている。

そして実際の体＠測定方法は周知のとと＜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
く測定できれば、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。（例として特開昭６１−１１７
４２２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（３ｐｅｃｔｒａｌｒａ
ｄｉａｎｔ　　ｅｍｉｔｔａｎｃｅ　）（Ｗ／ｄ・μｍ
〕 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２．９９８ｘｌＯＣｃｍ／ＳｅＣ］ｈニブ
ランク定数６．６２５Ｘ１０−”　（ｗ−ｓ♂〕ｋ：ボ
ルツマ７定数１．３８０Ｘ１０　　［Ｗ＠ｓｅｃ／Ｋ〕
このブランクの法則を図示したものが第１５図である。

放射エネルギは黒体の温度が高（なるにつれて増大して
いることがわかる。また、放射エネルギは波長によって
変り、その分布のピーク値は温度が高（なるにつれて短
波長側にシフトしてい（が、広い波長帯域に渡って放射
していることもわかる。

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＝閃まで積分し
てえられる。これがステファン・ボルフ？７　（５ｔｅ
ｆａｎ　−Ｂｏｌｚｍａｎｎ　　）の法則である。

ｗｒ”ｆ　　Ｗ（λ、’ｌ’）ｄλ＝σＴ４　　　　　
・・・（２）Ｗ、：黒体の全放射エネルギ　　ＣＷ／ｄ
）σ：ステファン・ボルツマン定数 ５．６７３Ｘ１０″″”　　ＣＷ／ｃｔ！ｌ＠ｄｅｇ’
　：１（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（・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。

上記の法則はすべて放射率１．００の黒体について導か
れたものである。しかし、実際にはたいていの物体は完
全放射体ではな（、物体の放射率は１．００より小さい
。それゆえ、放射率を掛けて修正する必要がある。そこ
で、黒体でないたいていの物体の放射エネルギＷ２は（
３）式のように表わせる。

ｗ、　＝εｆ″Ｗ（λ、’ｌ’）ｄλ＝εσＴ４　　　
　・・・（３）ε：物体の放射率 （３）式は物体から放射され赤外センサへ入射している
赤外放射エネルギを表わしているが、赤外センサ自身か
らも同じ法則で赤外放射している。したがって、赤外セ
ンサ自身の温度なＴ。とすれば、σ七のエネルギを赤外
放射していることになり、入射から放射を差引いたエネ
ルギＷは（４）式となる。

Ｗ＝σ（εＴ４＋γＴ　ａ’　−Ｔｏ’　）　　　　　
　−（４）Ｔａ：物体の周囲温度 γ：動物体反射率 測定物体の透過率は零と見なせるので γ＝１−ε　が成り立つ。

（４）式においては、赤外センサは理想的に作られてお
り、赤外センサの放射率は１．００であるとした。

また、赤外センサは周囲温度Ｔａの環境の中に長い間装
置してあり、赤外センサ温度Ｔ。は周囲温度Ｔａと等し
いとすると、（４）式は（５）式のようになる。

Ｗ＝σ（εＴ４＋γＴｏ’　−Ｔｏ’　）＝εσ（’ｒ
　　−’ｒ、　　）　　　　　　　　　・・・（５）第
１８図は従来の放射温度計の基本構成図であり、以下図
面に基づいて構成を説明する。

放射温度計７は、光学系２、検出部６、増幅部４、演算
部５、表示装置６から構成されている。

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６は、赤外センサ６ａ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３ａ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６ａ及びその近辺の温度Ｔ。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ｙｔ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３ｂにはダイオードが用いられている。

増幅部４は、赤外センサ６ａつまり、サーモパイルの出
力である赤外電圧ＶＳを増幅する増巾回路と、七〇増巾
回路の出力電圧をデジタル化された赤外データ■ｄに変
換するＡ／Ｄ変換回路とにより構成される赤外増幅器４
ａと、感温センサ６ｂつまり、ダイオードの順方向電圧
である感温電圧ｙｔを増幅する増巾回路と、七〇増巾回
路の出力電圧をデジタル化された感温データＴ０に変換
するＡ／Ｄ変換回路とにより構成される感温増幅器４ｂ
から成っている。

そして、増幅部４からの前記２つの信号ｖｄ、Ｔｏは、
演算部５によって温度データＴに変換され、表示装置６
に表示される。ここで、演算部５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、（５）式に基づ
いた演算をする演算回路５Ｃから構成されている。

以上の構成によって、非接触方式により測定物体りの温
度計測を行うことができるが、どのように動作している
かを説明する。

まず、測定物体りは赤外放射しており、その波長スペク
トル分布は第１５図に示すように広い波長域に及んでい
る。そして、その赤外放射は集光手段２ａにより集光さ
れ、透過波長特性のあるフィルタ２ｂを透過して赤外セ
ンサ６ａに達する。

その他にも赤外センサ６ａに達する赤外放射エネルギは
ある。ひとつには、測定物体りの周囲にある物体から赤
外放射されており、それが測定物体りにより反射した後
フィルタ２ｂを透過して達する赤外放射エネルギである
。他には、赤外センサ３ａまたはその周辺にある物体か
ら赤外放射されており、それがフィルタ２ｂにより反射
して達するものや、さらにはフィルタ２ｂから赤外放射
されて達する赤外放射エネルギがある。

そして、前記赤外センサ６ａからの赤外放射エネルギは
（３）式として表わせる。ただし、ε＝　１．００とす
る。つまり、赤外センサ６ａ自身の温度を計測すること
は、間接的に赤外センサ３ａからの赤外放射エネルギを
測ることになる。そのために、感温センサ６ｂは赤外セ
ンサ６ａの近辺に配置され、赤外センサ６ａとその周辺
温度Ｔ。を計測している。

そして、赤外センサ６ａは入射する赤外放射エネルギか
ら放射する赤外放射エネルギを差引いた赤外放射エネル
ギＷを電気信号に変換する。赤外センサ６ａはサーモパ
イルを用いているので、この赤外放射エネルギＷに比例
した赤外電圧ＶＳが出力される。

ここ、赤外センサ６ａの出力電圧である赤外電圧Ｖｓは
、単位面積あたりの赤外放射エネルギＷと赤外センサ６
ａの受光面積Ｓの積に感度Ｒを乗じたものである。また
、赤外増幅器４ａの出力電圧である赤外データＶｄは、
赤外センサ６ａの赤外電圧Ｖｓに赤外増幅器４ａの増幅
率Ａを乗じたものである。

Ｖｓ＝Ｒ＊Ｗ＊５ Ｖｄ＝Ａ−Ｖｓ 上記の関係が成り立つことから、（５）式は（６）式と
して表わせる。

■ｄ＝ε・σＳ　ＲＡ　（Ｔ’　　Ｔｏ’　）　　　　
　　　”’　（６）ｖｄ：赤外増幅器４ａの出力電圧 Ｓ：赤外センサ６ａの受光面積 Ｒ：赤外センサの感度 Ａ：赤外増幅器４ａの増幅率 一般には、Ｋｔ＝σＳＲＡ　　とおいて（６）式を整理
しく７）式に基づいて測定物体りの温度Ｔを演算する。

Ｖｄ＝εに＋　　（Ｔ’　　Ｔｏ’　）しかるに従来の
放射温度計に用いられている熱型の赤外センサ自体は波
長依存性がないが、該赤外センサが実装されているキャ
ン・パッケージの前面には窓材としてシリコンフィルタ
や石英フィルタなどの透過材料が配置されている。これ
は、物体からの赤外放射には第１５図に示したように波
長スペクトル分布があるために、主に放射している波長
帯域だけを透過させ、外光の影響を少なくするためのも
のである。前記透過材料にはそれぞれ特有の透過波長特
性があり、測定物体の温度、透過材料の加工性、材料の
価格などにより適当な透過材料が選ばれている。

この透過材料のひとつであるシリコンフィルタの透過率
を図示したものが第１６図である。第１６図に示スシリ
コンフィルタは約１〜１８（μｍ〕の波長帯域だけを透
過していることがわかる。そして、その透過率は約５４
％である。

上記のごと（、フィルタ付赤外センサはセンサ自身は熱
型であり波長依存性がないが窓材であるフィルタにより
特定の波長帯域だけを透過させる波長依存性をもつこと
になる。

したがって、フィルタ付赤外センサに入力する赤外放射
エネルギを全波長について積分して得られた（５）式は
、特定の波長帯域だけを透過させるフィルタ付の赤外セ
ンサについては成り立たないことになり、この分だけ誤
差が含まれる結果となる、さらに従来の構成に於いては
、赤外センサの感度Ｒは定数として取り扱ったが、実際
の赤外センサの感度Ｒは赤外センサ温度Ｔ０に依存して
変動しており、この状態を第１９図に示す。

すなわち第１９図は赤外センサとして使用するサーモパ
イルの出力電圧ＶＳを黒体な用いて実測して感度Ｒを求
めるとともに、前記赤外センサ温度Ｔｏを変化させて各
温度に於ける感度Ｒの変化をプロツトしたものである。

この結果前記感度Ｒの温度依存性は（８）式のごと（直
線上に近似出来ることがわかった。

Ｒ＝α（１＋β（Ｔｏ−Ｔｆｆｌ））　　　　　　　　
・・・（８）ここで、αはＴ。＝ＴｒＩｌのときの基準
となる感度Ｒである。Ｔ□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　（ｄｅｇ）あたりの変動率は−０，３〔％／ｄ
ｅｇ）であった。

上記のような感度Ｒの変動が誤差となることは当然であ
る。

上記の変動率βはサーモパイルの製造条件によって左右
されるものであり、純度や加工精度を高めることによっ
て小さくすることが可能であるが、量産性を考慮した市
販のサーモパイルの場合には上記の値となる。

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Ｏ〜３００℃程度、測定
精度は±（２〜３）℃程度であるため前記フィρり特性
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℃〜４３℃程度と狭（てもよいが、検温精
度としては±０．１　’Ｃ：が要°求される。

従って前記放射温度計を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。

こ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（３６，５°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
の充電エネルギー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
サを有するプ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するプ
ローブとターゲットとを通常の体温に近いリファレンス
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、
従来の冷たいプローブを外耳孔に挿入した場合、前記プ
ローブにより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（・５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圧なってコストアップ
になるという問題がある。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ーが
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
型電池をエネルギー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にフィルタの波長特性を補正するためにステファン
・ボルツマンの法則による温度−放射エネルギ特性カー
ブに近似した温度の高次式で表わされる温度−放射エネ
ルギ特性カーブの対称軸温度を移動させるための対称軸
温度補正値を出力するフィルタ補正手段を設けたことで
あり、第２に赤外センサの感度の温度特性を補正するた
めの感度補正演算手段を設けたことであり、第３に光学
系からの赤外放射エネルギが微少であることを検出して
測定許可マークを点灯するようにしたことである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に再づいて説明する。

（第１実施例） 第１１図は本発明による放射体温計の第１実施例を示す
基本構成ブロック図であり、本実施例に於いては、製造
条件の良いサーモパイルを使用することにより、感度Ｒ
の変動を無視出来るものとし、フィルター特性の補正を
行った実施例である。

第１１図に於いて第１８図と同番号は同一構成を示すも
のであり、説明を省略する。第１８図と異なる点は測定
物体りとして耳の鼓膜の温度を測定することと演算部５
であり以下に説明する。

放射体温計７０に於ける演算部５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
、体盆演算回路５ｃから構成されている。

従って本発明に於ける演算部５は放射率入力手段５ａか
らの放射率設定値と、フィルタ補正手段５ｂからのフィ
ルタ補設値とにもとづいて測定体温Ｔｂの算出を行うも
のである。

まず、本発明によるフィルタ付赤外センサの波長依存性
を考慮した温度算出式について説明する。

赤外センサ３ａは入射から放射を差引いた赤外放射エネ
ルギＷを赤外電圧Ｖｓに変換していることは前述したが
、そのエネルギＷは（９）式のようになる。

Ｗ＝ｆ０ε・η（λ）・Ｗ（λ、’ｌ’）ｄλ＋１０（
１−ε）・η（λ）・Ｗ（λｔ’ｒｏ）ａλ＋ｆｏ（ｌ
−η（λ））−Ｗ（λｔ’ｒｏ）ｄλ−ｆ。Ｗ（λｔ’
ｒｏ）ｄλ　　　　　　　　　−（９）η（λ）：フィ
ルタの透過率 （９）式の第１項は、放射率εの測定物体りから赤外放
射され、フィルタを透過して達するエネルギである。第
２項は温度Ｔ０の周囲物体から赤外放射され、測定物体
りにより反射し、フィルタ２ｂを透過して達するエネル
ギである。第３項は温度Ｔｏの赤外センサ６ａまたはそ
の周辺にある物体より赤外放μされ、フィルタ２ｂに反
射して達するエネルギ、若しくは温度Ｔ０のフィルタ２
ｂから赤外放射して達するエネルギである。ここで、「
透過材料については、透過率と反射率と放射率の和が１
に等しい。」という関係があり、この第３項はフィルタ
２ｂによる反射、若しくは放射な考慮した項である。ま
た、この反射は、赤外センサ３ａ側からの赤外放射をフ
ィルタ２ｂによって反射していることにも注意をしてお
きたい。最後に、第４項は温度Ｔｏの赤外センサ６ａ自
身から赤外放射しているエネルギであり、負号はマイナ
スとなっている。

そして、（９）式は（１１式と書き換えができる、Ｗ＝
εＣｆ、η（λ）・Ｗ（λｐ　’ｒ　）　’λ−ｆ０η
（λ）・Ｗ（λｔ’ｒｏ）ｄλ〕　　　・・・α＠すな
わち、フィルタ２ｂを有する赤外センサ３ａの入射から
放射を差引いた赤外放射エネルギＷは、（５）式のごと
く「絶対温度の４乗の差に比例している。」ではなく、
α〔式のとと（フィルタ２ｂの透過波長特性を考慮した
式でなければならないことがわかった。つまり、（２）
式で示したステファン・ボルツマンの法則に替る新たな
式が必要となる。

そこで、絶対温度Ｔの黒体から赤外放射され、透過率η
（λ）のフィルタを透過する赤外放射エネルギをＦ（Ｔ
）とすると、α９式のとと（表わせる。

Ｆ（Ｔ　）＝ｆｏ：ｒｔ　（λ）　−Ｗ（１、Ｔ　）ｄ
λ　　・（１１）ここで、絶対温度Ｔの温度範囲をＴｍ
１ｎからＴ　ｍａｘの区間であるとして、その区間の任
意の絶対温度Ｔ、、Ｔ、　、Ｔ、・・・Ｔｎについて０
９式を計算し、計算結果をまとめたものが表１である。

表　　　１ Ｔ　　Ｆ（Ｔ） ’ｒ、　　Ｆ（Ｔｌ） Ｔ、　　Ｆ（Ｔ２） Ｔ３　　Ｆ（Ｔ３） そこで、表１に示した絶対温度Ｔとフィルタを透過した
赤外放射エネルギＦ（Ｔ）の関係がステファン・ボルツ
マンの法則とどのように係っているのかを検討した。そ
の検討過程を示すグラフが第１７図である。第１７図に
基づいて説明する。

グラフの横軸は絶対温度、単位は〔Ｋ〕であり、縦軸は
放射エネルギ、単位は（Ｗ／ｄ）である。

第１７図のカーブＡはステファン−ボルツマンの法則を
示す（２）式の特性曲線であり、カーブＢはフィルタ特
性を考慮した本発明の特性曲線である。

前記カーブＢは表１に示す絶対温度Ｔ１〜ＴｎＫ於ける
各点をプロットしてカーブＢを作成し、このカーブＢに
前記カーブ人を変形及び移動させて重ね合わせたもので
あり、この変形及び移動の種類はカーブへの４次項の係
数ａと横軸方向への移動量すと縦軸方向への移動量Ｃと
を選定することによって重ね合わせることが可能となっ
た。

この結果より前記０１１式を前記３種類の設定値ａ。

ｂ、ｃを用いてα２式に近似した。

Ｆ（Ｔ）＝ａ　・（Ｔ−ｂ　）　＋　ｃ　　　　　　　
　−Ｈそして、この表１に示した値から０２式に示すａ
ｌｂ、ｃを最小二乗法などの手法により最適な値を求め
、この値を０２式に代入すると近似式となる。

ここで、ａ、ｂ、ｃについてステファン・ボルツマンの
法則である（２）式と対比させながら説明する。

ａは絶対温度Ｔの４次項の係数であり、カーブへのステ
ファン・ボルツマン定数σに相当するものであり、単位
は（Ｗ／ｉ−ｄｅｇ　　：ｌ、ｂは対称軸温度を示して
おり、カーブＡでは、絶対温度Ｏ〔Ｋ〕であるが、カー
ブＢでは絶対温度ｂ（Ｋ）を対称軸としている。

Ｃは、極小値を示しており、カーブＡでは、０〔Ｗ／ｃ
！！〕であるが、カーブＢでは、Ｃ（Ｗ／ｃ！ｌ：１を
オフセットとしている。

そして前記近似式αり式を用いて（１１１ｉ）式を書き
換えると、０３式となる。

Ｗ＝ε〔ａ・（Ｔ−ｂ）　　＋ｃ’：１−ε〔ａ・（Ｔ
ｏ−ｂ）’　＋ｃ） ＝ε−ａ（（Ｔ−ｂ）’−（Ｔｏ−ｂ）Ｅ　　　・（ｔ
３上記（１３式かられかるように前記極小値Ｃは、キャ
ンセルされる。

ここで、鼓膜から放射された赤外線による赤外データＶ
ｄは赤外センサ６ａの受光面積Ｓ、感度Ｒ１赤外増幅器
４ａの増幅率Ａより に２＝ａＳＲＡ　　とお（と、ａ３式はα４式となり、
０４式に基づいて（１５式にて鼓膜による体１１Ｔｂを
演算する。

ｖｄ＝εに、Ｃ（Ｔｂ−ｂ）’−（Ｔｏ−ｂ）’］　　
・・・α４つまり、透過波長特性のあるフィルタが光学
系部材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、「赤外放射エネルギは（絶対
温度Ｔ一対称軸温度ｂ）の４乗に比例している。」とい
う測成に基づいて演算する必要がある。

この結果より、第１１図に示すフィルタ補正手段５ｂか
らは対称軸温度すが出力されており、演算回路５ｃでは
０９式に基づいて測定物体りすなわち鼓膜による体温Ｔ
ｂを演算する。

次にフィルタ２ｂとして実際に使用したシリコンフィル
タを考慮した近似式について説明する。

シリコンフィルタの透過波長特性を第１６図に示したが
、計算を単純化させるために、「シリコンフィルタの透
過波長帯域は１〜１８〔μｍ〕であり、その透過率は５
４〔％〕である。」とした。

ｆ（Ｔ）＝ｆ　η（λ）・Ｗ（λｓ　’ｒ　）　ｄλＷ
（λ、Ｔ）には（１１式を代入して計算する。

また、測定環境および測定物体の測定温度範囲をＯ〔℃
〕から５０　Ｃ℃ｍｌの区間内としたため、’ｌ’ｍｉ
ｎを２７３（Ｋ）、’ｌ’　ｍａｘを３２３　（Ｋ〕と
した。表２にａｅ式の計算結果を示す。

表２に示したデータから、（１３式に近似したときのａ
ｌｂ、ｃを最小二乗法によって求める。

ａ＝４．１０４Ｘ１０　　１ｍＷ／ｃｄ”ｄｅｇ’）ｂ
　＝　４５．′９６　ＣＫ） ｃ＝−６，１４４Ｘ１０−’（Ｗ／ｃｔＬ：１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シリコ
ンフィルタ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５
ｂは演算部５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診込まれてい
る。

表　　　　　２ すなわち、シリコンフィルタを赤外センサの測定用の窓
材として用いられている場合には、測定物体の温度Ｔを
計算する際には、（５）式により計算するのではな（、
α４式により計算することによって、高精度な温度計算
をするのである。

以上の説明で明らかなように、本実施例によれば赤外セ
ンサの窓材として透過波長特性のある透過材料が用いら
れていても、測定物体を高精度に温度計測することがで
きる。

また、赤外センサの窓材である透過材料、の材質変更の
場合にもプログラムメモリの一部であるフィルタ補正手
段５ｂの値を書き換えることによって高精度に温度計測
することができる。

尚本実−ｍ例に於いてはステファン・ボルツマンの法則
に替る新たな式として０２式のとと＜４ｍ項の近似式を
採用したが、第１７図に示すとと（体温計では測定範囲
として’ｌ’　ｍｉｎ　％　Ｔ　ｍａｘのごと（カーブ
の一部しか使用しないので、必ずしも４次項の近似であ
る必要はな（、適当な高次式で近似しても十分体温計と
しての精度が得られるものであり、例えば２次項の近似
式として（１４式も採用することか出来る。

Ｖｄ＝ｇＫ’、（（Ｔｂ−ｂ’）”−（Ｔｏ−ｂ）”）
　　　・（１４）（第２実施例） 次に第２実施例として、量産性を考慮した市販のサーモ
パイルを使用して実際に製造した放射体温計の具体的構
成を説明する。

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、本体部１
０とヘッド部１１とにより構成され、前記本体部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エツクボタン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が設けられている。

又前記ヘッド部１１は本体部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、該プローブ１６は前記第１１図
に示す光学系２と検出部３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１３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
る後にプローブ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、熱伝導性の極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のプローブ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。この金属ノ・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が設けられている。

そして前記円筒部１９ａには真鍮（Ｂｕ）パイプの内周
に金（ＡＬＬ）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ップ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３ａ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２２．２３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３ａ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は前記プローブ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、前記プローブ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がプローブ１６の先
端を被うことによりプローブ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３ａに装着した
状態を示す側面図であり、収納ケース３０には本体部１
０を載置するための載置部３０ａとプローブ１６を収納
するための収納部６ｏｂが設けられており、該収納部３
０．ｂの底面３０Ｇ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には前記チエツクボタン１２の対
応する位置にボタン応圧部６ｏｄが設けられている。前
記収納ケース６０は放射体温計１の動作チエツクを行う
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
３１にセクトされるとともにボタン応圧部６°Ｏｄによ
ってチエツクボタン１２がＯＮとなる。この状態は後述
する機能チエツク状態であり、前記表示装置６の表示状
態によって体温測定が可能か否かを知ることが出来る。

第７図は、前記放射体温計１により体温測定を行りてい
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５ぶ毛４３が生えている。

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。

図示のとと（放射体温計１のプローブ１６を外耳孔４１
に挿入し、先端部を鼓膜４２に向けてメジャーボタン１
４．１５を押すことによって瞬時に体温測定を行うこと
が出来る。

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
前記第１１図と同一部材には同一番号を付し、説明を省
略する。

前記第１１図と異なる部分について説明すると５０は検
出信号処理部であり第１１図に示す増巾部４に対応し、
具体的構成を示す。すなわち、前記赤外センサ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６ｂ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ＥＥｖＳとピークホールド回路
５６の出力電圧ＶＳＩ）とを各々入力端子工。

及びＩ、に入力し、制御端子Ｃの条件に従って出力端子
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Ｖｓ又はＶ　ｓ　ｐ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Ｖｔをデジタル化され
た感温データＴ０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Ｔ０に変換して出力する。

演算部６０は第１１図の演算部５に対応するものである
が、前記放射率入力手段５ａ、フィルタ補正手段５ｂ、
演算回路５ｃに対応する体温演算回路６１、該体温演算
回路６１によって算出された体温データＴｂ１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ｖｄが零である
ことを検出した場合に検出信号Ｓ０を出力しく前記表示
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６３と、前記検出信号処理部５０から出力された感
温データＴ０を入力し、前記第１９図に示した（８）式
に従って感度Ｒを算出して出力するための感度補正演算
回路６４と、前記（６）式に示した赤外センサ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ースイッチＳＷ
ｍとチエツクボタン１２によって操作されるチエツクス
イッチＳ　Ｗ　ｃとが接続されており、メジャーボタン
１４又は１５が押されるとメジャースイッチＳＷｍがＯ
ＮとなりＭ端子よりメジャー信号Ｓｍが出力される。

又第６図に示すとと（放射体温計１を収納ケース６０に
セットすると前記チエツクボタン１２が押されてチエツ
クスイッチＳ　Ｗ　ｅがＯＮとなりＣ端子よりチエツク
信号Ｓｃが出力される。

そ１−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５ＩＴＩ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７１・する。

又スイッチ回路９０のＣ端子より出力されたチエツク信
号ＳＣは前記零検出回路６６のエネーブル端子Ｅ、切換
回路５４の制御端子Ｃ、ピークホールド回路ｂ６のリセ
ット端子Ｒに供給されている。

次に」二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１ＳをＯ
ＮＫした初期状態圧於いては、チエツクスイッチ３　Ｗ
　ｃとメジャ−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７０からのチエツク信号Ｓｅ
とメジャー信号５ｒｎ６１：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いる。

又検出Ｍ号処理回路５０の切換回路５４はＩ。

端子に入力された電ＦＴＥＶｓｐを出力端子Ｏに選択出
力しており、ビー・クホールド回路５６はす七ノドが解
除されて動作状態となりている。以」二が初期状態であ
り、次（機能ヂエックモ・−ドについて説明する。

前記第６図に示すごとく放射体酷計１を収納ケース３０
に装着゛すると、前記チエツクボタン１２が収納ケース
６０のボタン押圧部３０ｄに押しつけられることによっ
て第１図のチエツクスイッチＳ　Ｗ　ｅがＯＮになると
ともにプローブ１６の先端が反射板６１の位置圧セット
される。

この結果第１図のスイッチ回路９０（゛１チエツクスイ
ッチＳ　Ｗ　ｃがＯＮになること罠よってＣ端子カラチ
エツク信号Ｓｅを出力し、ピークホールド回路５６、切
換回路５４、零検出回路６５に供給する。このチエツク
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５４は入力端子Ｉ、に供給される電圧Ｖｓを出力
端子ｏＫ。

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Ｖｄ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」二が機能チエツクモードに
於ける各部の状態であり、この機能チエツクモードに於
ける放射体温計１の動作は反射板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
Ｖｄを零検出回路６６によって判定Ｌ、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Ｓ。を出力し、前記表示装置乙の測定許可マーク６ｂ
を点灯させる。

ここで上記機能チェックモ・−・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
キャップ２１は熱伝導性のよい金属ハウジング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、前記機能チエツクは、この熱
バランスが良（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や硬質キャップ２１から放
射された赤外放射エネルギは反射板３１に反射されて赤
外センサ６ａに入射する。ヌ温度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、この入射
から放射を差引いた差のエネルギＷは前記（５）式に示
すごとくＷ−εσ（Ｔ−Ｔ、） であり、Ｔ＝ＴｏであればエネルギＷ％１存在せず、第
１図に示す各電圧Ｖ　ｓ、ＶＳ及び赤外デ・−夕ｖｄは
いずれも零となって零検出回路６６からは検出信号Ｓ０
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゛〔いる。

尚零検出回路６３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
とする必要はなく、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Ｓ０を出力する。

しかし前記（５）式に於いてＴ”ｔ＝Ｔ、である場合、
すなわち赤外センサ６ａと導光管２０及び硬質ギャップ
２１０間に酷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Ｖｄの値が零検出回路６６０判定レ
ベルより太き（なる。この結果検出信号Ｓ。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〜
Ｔｏ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〜Ｔ０となり、その差のエネルギＷにもと
づ（赤外データｖｄＯ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（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。

以上が機能チエツクモードであり、次に体＠測定モード
について説明する。

前記機能チエツクモードに於いて測定許可マーク６ｂ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エツ
クボタン１２の押圧が解除されることによってチエツク
スイッチＳＷｃ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エツク信号Ｓｃが無（なる。

この結果ピークホールド回路５６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Ｉ！の選択状態に復
帰し、又零検出回路６６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Ｖｓの中からピークホールド回路５６
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６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Ｓ０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Ｓ　Ｗ　ｍ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に挿入されたプローブ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Ｖ　ｓ　ｐがホールドされる。

さらにピーク電圧ＶＳＩ）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／・ウジング１９に埋設された感温セン
サ６ｂは赤外センサ６ａの温度を検出して感温電圧Ｖｔ
に変換した後Ａ、／Ｄ変換回路５６１／：て感温データ
Ｔ。に変換し、前記演算部６０に供給する。

前記赤外データ■ｄと感温データＴ。が供給されること
により前記演算部６０ば、まず感度補正演算回路６４が
供給された感臥データＴ、と第１９図に基づり（８）式
によって感度Ｒの値を算出する。なお、変動率βはβ＝
−０，００３としズいる。

次圧体温演算回路６１が、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５ｈかもの４次項の係
数はとを入力１−てこの系の感度係数に、をに、＝ａＲ
Ｄによって演算する。

次に算出した感度係数に、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５ｂからの対称軸温度１
）とを入力してα９式の演算を行う。

Ｖ（１−”Ｒ３（（ＴｂＩ”）’−（Ｔｏ　　”）’　
）　　　”４ｎさらに１９式を整理することにより帥式
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ぜる
ことから放射率εは、ｅ−１としている。

（ｂ　＝４５．９５　（：Ｋ）　） そして前記体温データＴＩ鞘は表示駆動回路６２を介Ｉ
−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＠測定動作であり、この一連の動作を第
８図のフローチャ・−・トにより説明する。

まず外耳孔４１にプローブ１６を挿入する（ステップ■
）と鼓膜４２かもの放射赤外−ｒ−ネルギは赤外電圧Ｖ
Ｓとなり、そのビーク電圧Ｖ　Ｓ　ｐがピークホールド
回路５５にホールドされる。（ステップ■）次にメジャ
ー信号５ＩＴｌの有無が判定される（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Ａ・ド動作のみが行われろ。

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
れる（ステップ■）とともに感度補正演算回路６４が感
温データＴ。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ε１、係数ａ、感度Ｒ１
感度データＤを読込み、（ステップ■）ａ、Ｒ，Ｄを用
いて感度係数に、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Ｔｂ、を演算する。（ステップ０） そｌ〜て表示駆動回路６２が前記体温データＴｂ１を入
力して表示装置６に体温表示を行う（ステップ０）こと
圧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５６
の役割について説明する。

第９図は本発明に於ける放射体温計１の＠度副定カーブ
であり、前記第１４図圧水した従来の電子体温計の温度
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Ｈｓと放射体温計１
の測定温度カー・プＭ　Ｓは一致している。

前述のごどく第７図圧示す耳の外耳孔４１内には産毛４
６や耳垢４４が存在しているが、前記産毛４、ろや耳垢
４４の検酷開始前の状態は鼓膜４２と同様に極めて体温
に近い温度に庶められており、この状態が第９図の１．
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
ｔ、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＠１／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Ｖ　Ｓ　ｐとして記憶される。

しかしプローブ１６が挿入されたＷ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Ｈｓのごとく急激に低下する。この低下に伴っ
て赤外センサ３ａ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Ｖ
ｓｐを超えることが出来な（なるため前記ピークホール
ド回路５６にはｔ８時点に於けるピーク電圧ｖｓ　ｐが
記憶される。

そして低下した温度カーブＨｓが元の体温レベルＴｂ１
に復帰するには約１０公租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１６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、前記各部のうち鼓膜４２は身体からの熱伝
導によって比較的速やかに体＠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＠　Ｔ　ｂ　ｒ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＠Ｔｂ、のレベルにあ
るのはプローブ１６が挿入された瞬間の１、時点だけで
ある。この短時間の赤外放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
図に点線で示すとと（−瞬のピーク電圧Ｖｓｐ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＠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５３を用いることによってｔ８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１０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、出力バッファ−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
Ｉ）として出力するとともに、リセット端子Ｒに供給さ
れるチエツク信号Ｓｃによってスイッチトランジスタ８
４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。

（第３実施例） 第１２図は本発明の第３実施例に於けるヘッド部１１０
の断面図であり、前記第４図と同一部材には同一番号を
付し説明を省略する。

第１２図に於いて第４図と異なる部分は金属ノ１ウジン
グ１９０円筒部１９ａに貫通孔１９ｆを設けることによ
って導光管２０を露出させ、この導光管２０の露出部に
感温センサ６Ｃを固着させたことにある。

この感温センサ６Ｃは前記感温センサ６ｂと同じもので
あり、その固着方法もモールド樹脂を用いている。

すなわち、第３実施例と前記第２実施例との違いは、プ
ローブ１６に於ける熱バランスの補正方式にある。前記
第２実施例が熱バランスを機能チエツクモードにて確認
して測定を許可する方式を採用することにより熱バラン
スが取れていない間は測定を不許可にしているのに対し
、この第３実施例は、２個の感温センサ５ｂ１５ｃを設
けること忙よって赤外センサ３ａと導光管２０との温度
差を検出し、この温度差が異状に大きい場合には測定を
不許可とするが、前記温度差が予め定められた設定値よ
り小さければ、熱バランスが取れていな（ても体温測定
を許可し、その測定値に前記温度差の補正を加えた演算
を行って体温データを演算することにより、放射体温計
の測定可能条件を広（している。

以下その回路構成及び動作を第１３図により説明するが
第１図と同一部材には同一番号を付し、説明を省略する
。

前記検出部３には第１２図に示すごとく導光管２０の温
度Ｔｐを測定するための感温センサ６ｃが設けられてい
る。前記検出信号処理部５０は、切換回路５４がなくな
ってピークホールド回路５６の出力電圧■ｓｐが直接Ａ
／Ｄ変換回路５５に供給されており、又感温増巾回路５
７とＡ／Ｄ変換回路５８とが新たに設げられて感温デー
タＴｐを出力している。

又演算部６０は第１図に示す放射率入力手段５ａには導
光管２０の放射率εｐが設定されており零検出回路６６
の代りに温度差検出回路６７が設けられている。該温度
差検出回路６７は第１２図に示した２個の感温センサ３
ｂ、５ｅによって検出された赤外センサ６ａの温度デー
タＴ。と、導光管２０の温度データＴｐを入力し、予め
定められた測定限界温度差Ｔｄに対ｌ−て温度差判定を
行う。

そして、ＩＴｏ　　Ｔｐｌ＜Ｔ’の場合、すなわち温度
差が限界益度差より小さい場合には検出信号Ｓｏを出力
して表示装置６の測定許可マーク６ｂを点灯させる。そ
Ｉ−で・この温度差判定動作は第３図に示す電源スィッ
チ１６がＯＮになっている間は常に行われており、第２
実施例のよ５なチエツクボタン１２の操作を必要として
いない。

」二記測定許可マーク６ｂが点灯すると体温測定モード
に入ることは第２実施例と同様であるが、異なるところ
は、体温演算回路６１には第１図にて説明した各データ
の他に導光管２０の感猛データＴ、が入力されており、
本実施例に於ける体温演算回路６１は１９によって体温
データＴｂ、を算出する。

・・・０９ （ｂ　＝４５．９５　（Ｋ　）　　　εｐ＝＝０．０５
）この体温データＴ１〕、は前記温度差を演算によって
補正したものであり、前記表示駆動回路６２を介して表
示装置６の体は表示部６ａＶｒ、、表示される。

さらに本実施例のスイクチ回路９０かも出力されるチエ
ツク信号Ｓｅはピークホールド回路５６のリセットのみ
を行っている。従って体温の再ｆｉｌｌ定を行う場合は
、測定許可マーク６ｂの点灯を確認１−た後、チエツク
ボタン１２を操作１．−Ｃピークホールド回路５６をリ
セットし２てから行う必要がある。

上記のごと（本実施例によれば、プローブ１６の各部が
完全に熱バランスする迄待たな（ても体温測定を行うこ
とが出来るため、繰返し測定のインターバルを短縮する
ことが出来る。又、赤外放射による機能チエツクを必要
としないため切換回路や収納ケースを必要とせず９．構
成の開票化も可能となる。

尚本実施例に於いては最適実施例どして第２の感温セン
サ６Ｃを導光管２０に密着させた構成を示したが、これ
に限定されるものではない。すなわち第２の感温センサ
６Ｃの目的は前記感温センサ６ｂの埋設部分よりも周囲
組度に対して敏感に応答する導光管２００表面臨度を検
出することであり、前記導光管２００表面と周囲温度が
略一致１２ていることを考慮すると感温センサ６Ｃを、
測定用のＩＣチップを実装した回路基板上に実装！−て
周囲温度を測定し、これを導光管２ｏの表面温度として
も十分利用可能である。

〔発明の効果〕

上記のとと（本発明によれば、体温演算回路圧対して、
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
演算を行うこと圧より、従来のよ５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、測定時間が短く、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ｆｕ
ｌｌ定し、その結果を零検出回路に−Ｃ判定す４）こと
圧よって測定許可を報らせるようＫしているため、簡単
な構成圧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１．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、第１１図、第１３図はいずれも本発明の各実施
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図に示す放射体温計の
動作を示すフローチャート、第９図は本発明の放射体温
計の温度測定カーブ、第１０図は第１図に示すピークホ
ールド回路の構成図、第１２図は本発明の他の実施例を
示すヘッド部の断面図、第ｔ！１車 １４図は従来の接触型電子体温計の温度測定≠１メ、第
１５図は物体の赤外放射エネルギの波長スペクトル特性
図、第１６図はシリコンフィルタの透過波長特性図、第
１７図は絶対温度と放射エネルギの関係を示す特性図、
第１８図は従来の放射温度計のブロック図、第１９図は
従来の赤外センサ感度の温度特性図である。 １．７０・・・・・・放射体温計、 ２・・・・・・光学系、 ３ａ・・・・・・赤外センサ、 ６ｂ、６Ｃ・・・・・・感温センサ、 ５．６０・・・・・・演算部、 ５ｂ・・・・・・フィルタ補正手段、 １６・・・・・・プローブ、 ５０・・・・・・検出信号処理部、 ５６・・・・・・ピークホールド回路、６１・・・・・
・体温演算回路、 ６３・・・・・・零検出回路、 ６４・・・・・・感度補止演算回路。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 囚 ｃ 第 〆 換玉ｘＰＪｊｒ間り分］−− 梗ム侍間［−〇−一十 第 図 汲−ＦＬ１％ＪＪＴＩＪ 第 図 Ｔ。 者、外τシリ−３１万〔［にコ

Claims (7)

【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集光手
   段と、透過波長特性があるフィルタにより構成された光
   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
   タに従つ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、前記フィルタの透過波長特性にもとづく補正
   値を設定するフィルタ補正手段を設け、前記体温演算手
   段は、前記赤外データと感温データとフィルタ補正手段
   からの補正値を入力し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）感温データを入力し、赤外センサの感度データを
   算出する感度補正演算手段を設け、前記体温演算手段は
   、前記赤外データ、感温データ、フィルタ補正手段から
   の補正値及び前記感度補正演算手段からの感度データを
   入力して体温データを算出することを特徴とする請求項
   １記載の放射体温計。
3. （３）フィルタ補正手段は、ステファン・ボルツマンの
   法則による温度−放射エネルギ特性カーブに近似した温
   度の高次式で表わされる温度−放射エネルギ特性カーブ
   の対称軸温度を移動させるための対称軸温度補正値を出
   力することを特徴とする請求項１記載の放射体温計。
4. （４）感度補正演算手段は、下式により感度データＲの
   演算を行う Ｒ＝α｛１＋β（Ｔ＿ｏ−Ｔ＿ｍ）｝ Ｔ＿ｏ：感温センサの感温データ Ｔ＿ｍ：感度調整時の温度 α：温度Ｔ＿ｍに於ける感度 β：感度の変動率 ことを特徴とする請求項２記載の放射体温計。
5. （５）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小である
   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
   放射体温計。
6. （６）放射体温計を収納するための収納ケースを設け、
   該収納ケースには収納された放射体温計のプローブ先端
   に対応した位置に反射板を設けたことを特徴とする請求
   項５記載の放射体温計。
7. （７）表示装置には、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６記載の放射体温計。