JPH0534612B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、赤外線センサを用いた光温度計に関
し、特にその集光機構に関するものである。

〔従来の技術〕

体温計には水銀温度計が広く使用されている
が、最近ではデジタル電子体温計も普及が進んで
いる。

通常の電子体温計はセンサにサーミスタを用
い、温度値算出用の演算回路およびデジタル表示
器を備えたものが多いが、測温に要する時間は２
〜３分で、水銀体温計より悪い位である。これに
対しては、最初の１分程度の間の温度上昇の経過
から最終値を予測する方式のものも開発されてい
るが、予測方式の電子体温計はその予測値が実際
値と必ずしも一致しないという問題がある。

測温に時間を要するという問題は、測温部位に
も関係している。生体の調節機能によつて所定値
に維持されているのは頭部、胸部、腹腔の深部体
温であるが、これの直接測定は困難であるから、
一般には直腸、口腔、腋窩温を測定対象にする。
腋窩温測定は広く行なわれているが、腋の下は通
常は外界に接した状態にあり、その部分の皮膚温
は若干低く、体温計を挟んで腋の下を閉じると皮
膚温が上昇を始め、５分程度で一定温度（平衡
温）になるから、この後、体温計を引出して見れ
ばほゞ正確な腋窩温が得られるが、それより早く
引出せば測定値が若干低いのが避けられない。

測温時間に関係する他の因子はセンサ部の熱容
量である。水銀体温計ではガラス壁を通して水銀
溜めを体温で暖め、水銀の膨張を読取るという経
過を経るから、加熱対象の熱容量はかなり大き
い。電子体温計も、測定部位へ当接される金属部
を体温で暖め、該金属部の温度でサーミスタが抵
抗値を変え、という経過を経るから、やはり加熱
対象（金属部）の熱容量が大きい。

これらの体温計はいずれも接触型があるが、非
接触型のものもあり、特開昭58−88627「非接触型
口腔温度計」はその一例である。これは焦電型の
赤外線センサを用い、口腔内から出る赤外線を集
光し、チヨツピングして該センサに入力しセンサ
出力を増幅し、基準温度信号をもとに演算して体
温を求め、表示器に表示する。或いは、赤外線セ
ンサとしてサーミスタを用い、集光系、サーミス
タ、増幅器、演算器、表示機構、および基準温度
検出器の構成をとる。

また耳孔内に挿込して体温を測定する方法とし
て特開昭60−25427，特開昭60−216232，特開昭
60−133331，特開昭61−117422，特開昭61−
138130などがある。しかしながらこれらは以下の
問題があるため今だ実現していないのが実情であ
る。

特開昭60−25427は、耳栓型体温センサとして
いるのみで例えばサーミスタ等の測温抵抗体の接
触伝熱により体温を測定するのか、また赤外線を
検出するSiセンサのようなものを使用するのか不
明である。従つて、測定手段が不明なため、現実
として体温計を構成することは不可能である。

特開昭60−216232は耳栓型で温度センサとして
サーミスタを用い外耳道との接触伝熱で体温を測
定するものである。しかしこの方法は接触方式の
ため検温時間は口腔型の電子式体温計よりも時間
を必要とすることは容易に推測できる。

特開昭60−133331は耳部密閉型で温度センサと
してサーミスタ、トランジスタセンサを用いてい
るため基本的には特開昭60−216232と同等であ
る。

特開昭61−117422は耳へ挿入する方式のもので
赤外線検出センサとしてサーモパイルを用いてい
る。センサ部を一定温度に保ち、装置内に基準温
度源を持ちリフアレンス方式で体温を測定してい
る。技術的には優れた方法であるが、センサ部の
温度を一定に保つことや、基準温度源を持つこと
は、構成を複雑とし、安価に製品化できない欠点
がある。

特開昭61−138130は耳孔内からの赤外線を光フ
アイバーで焦電センサに導く方式であるが体温測
定用の赤外用光フアイバーは開発されていない。
体温から放射される放射エネルギーの波長帯は８
〜13μｍであり、これを通過させるフアイバーは
ない。存在するとしても、フアイバー自身がこの
波長を放射しているため誤差要因となり精度的
に、光フアイバーを使つた体温計を実現すること
は困難であり、実現したとしても非常に高価にな
る。

本発明者は、耳孔或いは口腔内等から発せられ
る赤外線を検出して体温を測る「光体温計」を既
に発明して出願している。該「光体温計」では、
耳からの赤外線をレンズ系又はミラー系などの光
学系で赤外線センサ上に集光する。該赤外線セン
サと温度補償用の測温素子かの電気信号（以下信
号という）は、信号処理部で体温の値に変換さ
れ、表示器に表示される。しかし、センサと光学
系が大きいため、これらを含むプローブも必然的
に大きく、複雑になるという欠点があつた。この
光体温計の一例を第２図に示す。大きさの一例と
してはプローブ先端１２の口径が８mmφ、筐体１
１の径が20mmφ、長さが100mmで、これ以外に処
理部２０と表示部３０が必要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来からある接触型の体温計は測温
に要する時間が長いと問題があり、また上記した
非接触型の、赤外線に感応する型の従来のもの
は、構成が複雑で高価になり、レンズ・ミラー系
を用いるため小型化が難しい。又は、機密性を保
つのが困難であり、プローブの消毒がしにくい等
の問題がある。

本発明は、かかる問題を解決し、小型で、取扱
い易く、消毒等もしやすい、非接触型の、赤外線
式光温度計を提供する事を日的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段および作用〕

本発明では、光学系にボール状レンズを用いる
事によつて、構造が単純で、小型であり、容易に
消毒できる光温度計を実現している。

第１図は、ボール状レンズを用いた本光温度計
の概略を示す。本発明では円筒状容器１１が耳
孔、口腔などの孔部に挿入される（そのような寸
法、形状を持つ）先端部１２を備える。第２図で
は先端部の温度を測温素子４ｂで測定して、先端
部の温度変化の影響を補償しているが、本発明の
第１図では、先端部１２から発せられた赤外線は
サーモパイルに到達しないので、その補償は不用
となる。

プローブの先端１２の孔部に挿入すると、孔部
から発せられた赤外線はボール状レンズ５によつ
て赤外線センサ３の感温部に集光される。センサ
３としては例えばサーモパイルが用いられ、その
時必要な冷接点の温度補償用の温度センサ４とし
ては測温抵抗体やダイオードなどが用いられる。

赤外線センサ３と温度センサ４から取り出され
た信号は処理部２０へ送られ、その信号から対象
の温度が求められる。その対象の温度の値は表示
部３０へ送られて、たとえば液晶で表示される。

処理部２０で行なつている信号処理の内部は第
２図の処理部の内容と同じであるが、センサ４
ｂ，演算器２３に相当する部分がいらないだけ単
純である。すなわち、赤外線センサ３は対象の温
度Ｔとサーモパイル自身の温度T₀の差にほぼ比
例する電圧Vs＝β（Ｔ−T₀）を発生する。ここ
で、T₀はサーモパイル自身の温度で温度センサ
４によつて常にモニターされており、βは測定温
度範囲、レンズ、形状、立体角に依存する定数
で、定点黒体炉で校正して求める。このβの定義
からもわかるように、この式は測定範囲が狭い場
合の近似式である。処理部２０で行なつている内
容は、温度センサ４で求めたT₀、サーモパイル
の出力Vsと、最初の校正で求めたβの値を基に
対象の温度を式Ｔ＝Vs／β＋T₀によつて求めている のである。

第１図では、処理部２０をカスタムLSI化して
表示部３０、電池（処理部２０に含まれる）
共々、プローブ１０の中に入れているが、これら
処理部２０と表示部３０はプローブとは別にして
も良い。

ボール状レンズ５の材料としては、波長８〜
13μｍの赤外線を良く透過する材料、たとえばSi
を用いる。この他にもBaF₂、CaF₂等のガラスを
用いても良い。大切なのは、測定対象から発せら
れる赤外線を良く透過する事である。このボール
状レンズはプローブの先端１２に取り付けられ、
消毒用アルコールなどの液体がプローブ内に侵入
しないような防水構造とする。従つて、本光温度
計を用いて体温を測定した後、アルコール等で容
易に先端を消毒できる。第２図の光体温計では、
プローブ先端１２の内側が消毒しにくいのに対し
て、第１図の光温度計では容易に消毒できるた
め、一台の体温計で複数の人々の検温をつぎつぎ
に行なう事が出来る。

また、第１図の光温度計ではボール状レンズを
用いるために、レンズの焦点距離が小さくなつ
て、サーモパイルをレンズの直後に配置できる。
そのため、レンズの後の無駄なスペースが省略で
きて、光温度計全体をよりコンパクトに構成でき
ると共に従来のミラー、レンズ方式にありがち
な、温度計内光路部側壁からの不要輻射とこれに
伴なう測定精度の低下などをも本質的に除去可能
となり、高精度化のためにも有利な構造をとるこ
とができる。

〔実施例〕

第１図では直径８mmのSiのボール状レンズを用
いている。レンズ及びセンサ、処理部、表示部を
内蔵したプローブは径が14mm、長さが150mmであ
り、円筒形である。外形を第３図に示す。電源ス
イツチ３１をONにした状態でプローブ先端部を
耳孔或いは口腔内に入れてホールドスイツチ３２
を押すと、本例ではその２秒後の体温が液晶表示
器上に表示され、保持される。

健康な人と発熱のある人計10人の体温を本発明
の光温度計と水銀体温計で測定した例を第４図に
示す。本光温度計も測定する度に先端部を消毒し
ているので、一台の装置を複数の人で使う場合も
従来の水銀体温計と同様に取り扱える。また、水
銀体温計との相関も良かつた。

〔発明の効果〕

ボール状レンズを用いる事により、従来の光体
温計に比べて、より小型で使い易く、容易に消毒
できる光温度計を構成する事ができる。本温度計
を用いて一台で複数の人の体温を迅速かつ安全に
測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはボール状レンズを用いた光温度
計の構成図、第２図は従来の光体温計の構成図、
第３図はボール状レンズを用いた光温度計の外観
図、第４図はボール状レンズを用いた光温度計と
水銀体温計を用いて体温を測定した例を示すグラ
フである。 第１図で３は赤外線センサ、４は温度センサ、
５はボール状レンズ、１１は円筒状容器、１２は
プローブ先端である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測定対象より発せられた赤外線を感温部に集
   光する集光部と、該感温部で赤外線を電気信号に
   変換し該電気信号から該測定対象の温度を算出す
   る演算部と、温度表示部とからなる光温度計にお
   いて、前記集光部が円筒状容器の先端に機密に保
   つべく設置したボール状レンズからなり、前記感
   温部が赤外線センサからなることを特徴とする光
   温度計。 ２ ボール状レンズの材質がSi、BaF₂または
   CaF₂である請求項１記載の光温度計。 ３ 赤外線センサがサーモパイルである請求項１
   記載の光温度計。