JPH102802A - 温度検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は被測定物の温度を非接触で測定する
温度検出器に関し、ノイズ、タイミングのずれ、応答の
ずれ等の影響を受けずに信頼性の高い温度検出を行なう
ことを目的とする。 【解決手段】 被測定物２が放射する赤外線を検出する
赤外線検出手段６に至る赤外線光路を断続するチョッパ
５と、赤外線検出手段６の出力をデジタル値に変換する
Ａ／Ｄ変換手段１１と、複数回のＡ／Ｄ変換手段１１の
出力となるデジタル値を処理するデジタル値処理手段１
５と、デジタル値処理手段の出力を基に被測定物の温度
を換算する温度換算手段１６を設けた。これにより、ノ
イズ、タイミングのずれ、応答のずれの影響を低減し、
信頼性の高い温度検出を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非接触で対象物の温
度を検出する温度検出器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の温度検出器は、特公平４−
１３６０３号公報に示すようなものが一般的であった。
以下、図３８と図３９を参照にしながら説明する。図３
８は従来例の温度検出器の動作を示すタイムチャート、
図３９は同フローチャートである。図３８に示すように
所定周期でオン、オフするチョッパ駆動信号を発し、オ
ン時にはチョッパから発せられる赤外線が、オフ時には
被測定物から発せられる赤外線が赤外線検出手段に照射
される。この時、被測定物の温度がチョッパの温度より
低ければ赤外線検出手段の出力は図に示す波形となる。
この波形をＡ／Ｄ変換手段を介してマイクロコンピュー
タが入力するのであるが、その手順を図３９に示す。マ
イクロコンピュータは、まずチョッパ駆動信号をオンす
ると同時に、またオフすると同時にそれぞれ内部タイマ
をセットし、それぞれｔ時間後に赤外線検出手段の出力
をＡ／Ｄ変換手段を介してデジタル信号として取り込
む。時間ｔは赤外線検出手段の出力が正または負におい
て略ピーク値となるタイミングで赤外線検出手段の特性
を考慮して予めプログラミング設定される。次にマイク
ロコンピュータはチョッパの近傍に配設された温度セン
サの出力を同様にＡ／Ｄ変換手段を介して取り込む。こ
の温度センサの出力はチョッパ温度のデータで、この赤
外線検出手段のデータとチョッパ温度データを加算また
は減算を行なうことで被測定物の温度を求めるのであ
る。

【０００３】また別の方法として特公平６−６３８５１
号公報に示すようなものを図４０を参照にしながら説明
する。図４０は第２の従来例の温度検出器の動作を示す
タイムチャートである。図４０では温度計の内周温度よ
りも高い温度の対象の温度測定例に対する赤外線温度セ
ンサの焦電センサ信号（Ｖｉｒ）の変化をグラフ表示し
ている。図示するように、所定の時間ｔ０においてＶｉ
ｒを積分し、この積分値を基に温度計の内周温度と測定
対象との温度差を演算する。積分値はピーク値と相関を
持つので、ピーク値で被測定物の温度を求めるのと同様
に積分値を使っても被測定物の温度を求めることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の温度検出器では、赤外線検出手段の出力の略ピーク値
をＡ／Ｄ変換してデータとしているのでノイズ等の影響
を受けやすくデータとしての信頼性が低いという問題が
ある。即ち、赤外線検出手段の出力は微小電圧でＡ／Ｄ
変換するために大きく増幅しなければならない。増幅率
が大きいと微小なノイズ等の成分も同時に増幅されるの
で影響を受けやすい。特に被測定物が電子レンジのよう
な電磁波を発生する加熱装置の庫内に置かれている食品
である場合には、その電磁波の影響を受けやすく、その
ために電磁波遮断対策としてリング状部材を備えたり
（実公平２−１８５５８号公報）、貫通コンデンサを介
する（実開昭５４−１４９１０７号公報）などの方法が
とられていた。いずれの方法も有効ではあるが、赤外線
検出手段は電磁波が発生している環境を直接臨む以上、
完全に影響を押さえ込むことはできるものでなく、略ピ
ークにおけるデジタル値にはいくらかのノイズの影響が
ある。そのためにデータの信頼性が低いという課題を有
していた。

【０００５】そのノイズ等の影響を受けにくくするため
に第２の従来例のような積分方式があるが、この場合で
も積分開始時点の赤外線検出器の出力との差を積分する
ことになるので、積分開始時点の出力がノイズ等の影響
を受けているとデータとしての信頼性はあまり高くなら
ないという課題を有していた。

【０００６】また積分方式の場合、赤外線検出器および
その検出回路の応答時定数はばらつきを持っているので
同じピーク値であっても積分結果は違った結果になる。
そのために応答時定数の調整手段を設けるなど複雑な構
成になるという課題を有していた。

【０００７】また積分方式の場合、応答時定数が同じで
あっても積分開始時点とチョッパ開放のタイミングがず
れると積分結果は違った結果になる。このタイミングを
一定に管理することは困難で、データとしての信頼性が
低いという課題を有していた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、被測定物が放射する赤外線を検出する赤外
線検出手段と、前記赤外線検出手段に至る赤外線光路を
断続するチョッパと、前記赤外線検出手段の出力となる
アナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
複数回サンプリングした前記Ａ／Ｄ変換手段の出力とな
るデジタル値を処理するデジタル値処理手段と、前記デ
ジタル値処理手段の出力により被測定物の温度を換算す
る温度換算手段を備えた構成とした。

【０００９】上記発明によれば、赤外線検出器が被測定
物の放射する赤外線を検出し、チョッパが赤外線検出器
に至る赤外線光路を断続し、Ａ／Ｄ変換器が前記赤外線
検出器の出力となるアナログ値をデジタル値に変換し、
デジタル値処理手段が複数回サンプリングしたデジタル
値を処理し、温度換算手段がこのデジタル値処理手段の
出力により被測定物の温度を換算するので、ノイズの影
響を低減し、応答時定数のばらつき、タイミングのずれ
の影響も受けにくい信頼性の高い温度データを得ること
ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、被測定物が放射する赤
外線を検出する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段
に至る赤外線光路を断続するチョッパと、前記赤外線検
出手段の出力となるアナログ値をデジタル値に変換する
Ａ／Ｄ変換手段と、複数回サンプリングした前記Ａ／Ｄ
変換手段の出力となるデジタル値を処理するデジタル値
処理手段と、前記デジタル値処理手段の出力により被測
定物の温度を換算する温度換算手段を備えたものであ
る。

【００１１】そして赤外線検出器が被測定物の放射する
赤外線を検出し、チョッパが赤外線検出器に至る赤外線
光路を断続し、Ａ／Ｄ変換器が前記赤外線検出器の出力
となるアナログ値をデジタル値に変換し、デジタル値処
理手段が複数回サンプリングしたデジタル値を処理し、
温度換算手段がこのデジタル値処理手段の出力により被
測定物の温度を換算するので、ノイズの影響を低減し、
応答時定数のばらつき、タイミングのずれの影響も受け
にくい信頼性の高い温度データを得ることができる。

【００１２】またデジタル値処理手段は、Ａ／Ｄ変換手
段の出力となるデジタル値をチョッパの入光期間と遮光
期間のそれぞれ別個に積分演算を行う積分演算手段と、
前記積分演算手段の演算結果を温度換算手段に出力する
ものである。

【００１３】そして積分演算手段がＡ／Ｄ変換手段の出
力となるデジタル値をチョッパの入光期間と遮光期間の
それぞれ別個に積分演算することでノイズの影響を低減
し、その積分演算手段の演算結果に基づき温度換算手段
が被測定物の温度を換算するので信頼性の高い温度デー
タが得られる。

【００１４】また積分演算手段は、入光と遮光の状態変
化時点からの経過時間により積分演算の開始と終了の信
号を発する積分期間管理手段を有するものである。

【００１５】そして積分期間管理手段はチョッパの入光
と遮光の状態変化時点からの経過時間により積分演算の
開始と終了の信号を発し、その信号に基づき積分演算手
段がＡ／Ｄ変換手段の出力となるデジタル値を入光期間
と遮光期間のそれぞれ別個に積分演算することでノイズ
の影響を低減し、その積分演算手段の演算結果に基づき
温度換算手段が被測定物の温度を換算するので信頼性の
高い温度データが得られる。

【００１６】また積分期間管理手段はチョッパの入光と
遮光の状態変化時点から少なくとも赤外線検出手段の応
答時定数の時間経過以後に積分演算の開始信号を発する
ものである。

【００１７】そして積分期間管理手段がチョッパの入光
と遮光の状態変化時点から少なくとも赤外線検出手段の
応答時定数の時間経過以後に積分演算の開始信号を発
し、その信号に基づき、積分演算手段がＡ／Ｄ変換手段
の出力となるデジタル値を入光期間と遮光期間とをそれ
ぞれ別個に積分演算することで、ノイズの影響を低減
し、その積分演算手段の演算結果に基づき温度換算手段
が被測定物の温度を換算するので信頼性の高い温度デー
タが得られる。

【００１８】また積分期間管理手段はチョッパの入光と
遮光の状態が変化する前に積分演算の停止信号を発して
積分演算を行わない期間を設け、積分演算手段は前記チ
ョッパの入光と遮光の状態が変化する前に積分演算を終
了する構成としたものである。

【００１９】そして積分演算手段が積分期間管理手段の
信号に基づき、積分演算手段がＡ／Ｄ変換手段の出力と
なるデジタル値を入光期間と遮光期間とをそれぞれ別個
に積分演算する。このとき、積分期間管理手段がチョッ
パの入光と遮光の状態が変化する前に積分演算の停止信
号を発し、積分演算手段はチョッパの入光と遮光の状態
が変化する前に積分演算を終了することができ、温度換
算手段は演算結果に基づき被測定物の温度を換算するの
で、ノイズの影響を低減し、信頼性の高い温度データを
より高速に得られる。

【００２０】またデジタル値処理手段は、Ａ／Ｄ変換手
段の出力となるデジタル値より前記チョッパの入光期間
と遮光期間の少なくとも一方における回帰直線の傾きを
算出する傾き演算手段と、前記傾き演算手段の演算結果
を温度換算手段に出力するものである。

【００２１】そして傾き演算手段がＡ／Ｄ変換手段の出
力となるデジタル値よりチョッパの入光期間と遮光期間
の少なくとも一方における回帰直線の傾きを算出するこ
とでノイズの影響を低減し、その傾き演算手段の演算結
果に基づき温度換算手段が被測定物の温度を換算するの
で信頼性の高い温度データが得られる。

【００２２】また傾き演算手段はＡ／Ｄ変換手段の出力
デジタル値の有効期間を管理する傾き演算有効期間管理
手段を有し、前記傾き演算有効期間管理手段はチョッパ
の入光と遮光の状態変化の時点から少なくとも赤外線検
出手段の応答時定数の経過時点までを有効期間とするも
のである。

【００２３】そして傾き演算有効期間管理手段が、チョ
ッパの入光と遮光の状態変化の時点から少なくとも赤外
線検出手段の応答時定数の経過時点までをＡ／Ｄ変換手
段の出力となるデジタル値の有効期間として管理し、傾
き演算手段が入光期間と遮光期間の少なくとも一方で、
有効期間における回帰直線の傾きを算出することでノイ
ズの影響を低減し、信頼性の高い温度データが得られ
る。

【００２４】またデジタル値処理手段は、チョッパの入
光期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力と
なるデジタル値より回帰直線を算出する回帰直線算出手
段と、前記回帰直線算出手段によって求められる回帰直
線に所定の値を代入し前記回帰直線上の１点の値を出力
する代入演算手段と、前記代入演算手段の演算結果を温
度換算手段に出力するものである。

【００２５】そして回帰直線算出手段がＡ／Ｄ変換手段
の出力となるデジタル値よりチョッパの入光期間と遮光
期間のそれぞれで回帰直線を算出し、代入演算手段が算
出された回帰直線に所定の値を代入して回帰直線上の１
点の値を出力することでノイズの影響を低減し、その出
力値に基づき温度換算手段が被測定物の温度を換算する
ので信頼性の高い温度データが得られる。

【００２６】また回帰直線算出手段はＡ／Ｄ変換手段の
出力デジタル値の有効期間を管理する回帰直線算出有効
期間管理手段を有し、前記回帰直線算出有効期間管理手
段は入光と遮光の状態変化の時点から少なくとも赤外線
検出手段の応答時定数の経過時点までを有効期間とする
ものである。

【００２７】そして回帰直線算出有効期間管理手段が、
チョッパの入光と遮光の状態変化の時点から少なくとも
赤外線検出手段の応答時定数の経過時点までをＡ／Ｄ変
換手段の出力となるデジタル値の有効期間として管理
し、回帰直線算出手段が入光期間と遮光期間の少なくと
も一方で、有効期間における回帰直線を算出し、代入演
算手段が回帰直線上の１点の値を出力することでノイズ
の影響を低減し、その出力値に基づき温度換算手段が被
測定物の温度を換算するので信頼性の高い温度データが
得られる。

【００２８】またデジタル値処理手段は、チョッパの入
光期間と遮光期間の少なくとも一方でＡ／Ｄ変換手段の
出力となるデジタル値の入光と遮光の状態変化時点から
少なくとも赤外線検出手段の応答時定数までの期間を含
む回帰直線の傾きを算出する傾き演算手段と、チョッパ
の入光期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出
力となるデジタル値の入光と遮光の状態変化時点から少
なくとも赤外線検出手段の応答時定数までの期間を除き
積分演算を行う積分演算手段と、前記傾き演算手段と前
記積分演算手段の演算結果を温度換算手段に出力するも
のである。

【００２９】そして傾き演算手段がチョッパの入光期間
と遮光期間の少なくとも一方で、Ａ／Ｄ変換手段の出力
となるデジタル値の入光と遮光の状態変化時点から少な
くとも赤外線検出手段の応答時定数の経過時点までの期
間を含む回帰直線の傾きを算出し、また、積分演算手段
がチョッパの入光と遮光の状態変化時点から少なくとも
赤外線検出手段の応答時定数の経過時点までの期間を除
き積分演算を行い、温度換算手段が傾き演算手段と積分
演算手段の演算結果に基づき被測定物の温度を換算する
ことでノイズの影響を低減し、信頼性の高い温度データ
が得られる。

【００３０】またデジタル値処理手段は、チョッパの入
光期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力と
なるデジタル値の回帰２次曲線を算出する回帰２次曲線
算出手段と、前記回帰２次曲線算出手段によって求めら
れる回帰２次曲線の極値を演算する極値演算手段と、前
記極値演算手段の演算結果を温度換算手段に出力するも
のである。

【００３１】そして回帰２次曲線算出手段がチョッパの
入光期間と遮光期間とそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力
となるデジタル値の回帰２次曲線を算出し、極値演算手
段が回帰２次曲線の極値を演算することでノイズの影響
を低減し、温度換算手段が回帰２次曲線の極値を基に被
測定物の温度を換算するので信頼性の高い温度データが
得られる。

【００３２】またデジタル値処理手段は、チョッパの入
光期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力と
なるデジタル値の回帰２次曲線を算出する回帰２次曲線
算出手段と、前記回帰２次曲線算出手段によって求めら
れる回帰２次曲線に所定の値を代入し前記回帰２次曲線
上の１点の値を出力する代入演算手段と前記代入演算手
段の演算結果を温度換算手段に出力するものである。

【００３３】そして回帰２次曲線算出手段がチョッパの
入光期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力
となるデジタル値の回帰２次曲線を算出し、代入演算手
段が求められた回帰２次曲線に所定の値を代入し回帰２
次曲線上の１点の値を出力することでノイズの影響を低
減し、温度換算手段が代入演算手段の演算結果を基に被
測定物の温度を換算するので信頼性の高い温度データが
得られる。

【００３４】またデジタル値処理手段は、チョッパの入
光期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力と
なるデジタル値の回帰２次曲線を算出する回帰２次曲線
算出手段と、前記回帰２次曲線算出手段によって求めら
れる回帰２次曲線の極値を演算する極値演算手段と前記
回帰２次曲線に所定の値を代入し前記回帰２次曲線上の
１点の値を出力する代入演算手段と、前記極値演算手段
の演算結果である極値が入光期間および遮光期間内に存
在する場合は極値を出力し、存在しない場合は前記代入
演算手段の演算結果を出力する切り替え手段と、前記切
り替え手段により前記極値演算手段または前記代入演算
手段の一方の演算結果を温度換算手段に出力するもので
ある。

【００３５】そして回帰２次曲線算出手段がチョッパの
入光期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力
となるデジタル値の回帰２次曲線を算出し、極値演算手
段が回帰２次曲線の極値を、代入演算手段が回帰２次曲
線上の１点の値を出力する。切り替え手段は極値が入光
期間および遮光期間内に存在する場合は極値を出力し、
存在しない場合は代入演算手段の演算結果を出力するよ
うに切り替え、温度換算手段は切り替え手段の出力を基
に被測定物の温度を換算するのでノイズの影響を低減
し、信頼性の高い温度データが得られる。

【００３６】またデジタル値処理手段は、チョッパによ
る入光と遮光の状態変化時点からの経過時間によりデー
タ採用期間を管理する積分期間管理手段と、前記積分期
間管理手段での採用期間の最初にサンプリングしたデジ
タル値と、２回目以降にサンプリングしたデジタル値と
の偏差を積分演算する偏差積分演算手段を有し、前記偏
差積分演算手段の演算結果を温度換算手段に出力する構
成で、前記積分期間管理手段はデータ採用期間を赤外線
検出手段の応答時定数の時間より短くしたものである。

【００３７】そして積分期間管理手段がチョッパによる
入光と遮光の状態変化時点からの経過時間によりデータ
採用期間を管理し、偏差積分演算手段がそのデータ採用
期間の最初にサンプリングしたデジタル値と２回目以降
にサンプリングしたデジタル値との偏差を積分し、温度
換算手段は偏差積分演算手段の出力を基に被測定物の温
度を換算する。このデータ採用期間は赤外線検出手段の
応答時定数の時間より短くしたので、直線的な変化部分
の積分を行うことになりタイミングのずれに強く信頼性
の高い温度データが得られる。

【００３８】またデジタル値処理手段は、チョッパの断
続周期の整数倍の期間内にサンプリングしたデジタル値
の平均値を算出する平均値算出手段と、サンプリングし
たデジタル値と前記平均値算出手段で算出した平均値と
の偏差の絶対値を算出する偏差算出手段と、前記偏差算
出手段の出力結果の総和を演算する偏差総和演算手段を
有し、前記偏差総和演算手段の演算結果を温度換算手段
に出力するものである。

【００３９】そして平均値算出手段がチョッパの断続周
期の整数倍の期間内にサンプリングしたデジタル値の平
均値を算出し、偏差算出手段がサンプリングしたデジタ
ル値と平均値の差の絶対値を算出し、偏差総和演算手段
が偏差算出手段の算出結果の総和を演算し、温度換算手
段は偏差総和演算手段の出力を基に被測定物の温度を換
算するので、ノイズの影響を低減すると同時にタイミン
グのずれにも強く信頼性の高い温度データが得られる。

【００４０】またデジタル値処理手段は、チョッパ停止
時にサンプリングしたデジタル値の平均値を算出する平
均値算出手段と、チョッパの断続駆動時にチョッパの断
続周期の整数倍の期間内にサンプリングしたデジタル値
と前記平均値算出手段で算出した平均値との偏差の絶対
値を算出する偏差算出手段と、前記偏差算出手段の出力
結果の総和を演算する偏差総和演算手段を有し、前記偏
差総和演算手段の演算結果を温度換算手段に出力するも
のである。

【００４１】そして平均値算出手段がチョッパ停止時に
サンプリングしたデジタル値の平均値を算出し、偏差算
出手段がサンプリングしたデジタル値と平均値の差の絶
対値を算出し、偏差総和演算手段が偏差算出手段の算出
結果の総和を演算し、温度換算手段は偏差総和演算手段
の出力を基に被測定物の温度を換算するので、ノイズの
影響を低減すると同時にタイミングのずれにも強く信頼
性の高い温度データが得られる。

【００４２】またデジタル値処理手段は、複数回のチョ
ッパ断続周期を平均値算出周期と偏差算出周期に分けて
管理する周期管理手段と、前記周期管理手段の管理に基
づき平均値算出周期にサンプリングしたデジタル値の平
均値を算出する平均値算出手段と、偏差算出周期にサン
プリングしたデジタル値と前記平均値算出手段で算出し
た平均値との偏差の絶対値を算出する偏差算出手段と、
前記偏差算出手段の出力結果の総和を演算する偏差総和
演算手段を有し、前記偏差総和演算手段の演算結果を温
度換算手段に出力するものである。

【００４３】そして周期管理手段がチョッパ断続周期を
平均値算出周期と偏差算出周期に分けて管理し、平均値
算出手段は平均値算出周期にサンプリングしたデジタル
値の平均値を算出し、偏差算出手段は偏差算出周期にサ
ンプリングしたデジタル値と平均値の差の絶対値を算出
し、偏差総和演算手段が偏差算出手段の算出結果の総和
を演算し、温度換算手段は偏差総和演算手段の出力を基
に被測定物の温度を換算するので、ノイズの影響を低減
すると同時にタイミングのずれにも強く信頼性の高い温
度データが得られる。

【００４４】またデジタル値処理手段は、チョッパの断
続周期の整数倍の期間内にサンプリングしたデジタル値
の分散値もしくは標準偏差値を算出する分散算出手段を
有し、前期分算算出手段の算出結果を温度換算手段に出
力するものである。

【００４５】そして分散算出手段がサンプリングしたデ
ジタル値の分散値もしくは標準偏差値を算出し、温度換
算手段は分散算出手段の出力を基に被測定物の温度を換
算するので、ノイズの影響を低減すると同時にタイミン
グのずれにも強く信頼性の高い温度データが得られる。

【００４６】また分散算出手段は、サンプリングしたデ
ジタル値を累積加算する累積演算手段と、サンプリング
したデジタル値の２乗を累積加算する２乗累積演算手段
を有するものである。

【００４７】そして累積演算手段がサンプリングしたデ
ジタル値を累積加算し、２乗累積演算手段がサンプリン
グしたデジタル値の２乗を累積加算し、分散算出手段は
２乗累積演算手段の演算結果から累積演算手段の演算結
果をサンプリング回数で除算した値を減算することで分
散を算出し、温度換算手段は分散算出手段の出力を基に
被測定物の温度を換算するので、ノイズの影響を低減す
ると同時にタイミングのずれにも強く信頼性の高い温度
データが得られる。

【００４８】またデジタル値処理手段は、Ａ／Ｄ変換手
段の出力となるデジタル値を所定のサンプリング回数を
保ちながらサンプリング期間をずらせつつ平均値を演算
する移動平均演算手段と、前記移動平均演算手段の演算
結果のうち前記チョッパの入光期間と遮光期間のそれぞ
れにおけるピーク値を抽出するピーク値抽出手段と、前
記ピーク値抽出手段が抽出した入光期間におけるピーク
値と遮光期間におけるピーク値の差を演算する減算手段
を有し、前記減算手段の演算結果を温度換算手段に出力
するものである。

【００４９】そして移動平均演算手段がＡ／Ｄ変換手段
の出力となるデジタル値を所定のサンプリング回数を保
ちながらサンプリング期間をずらせつつ平均値を演算
し、ピーク抽出手段が移動平均演算手段の出力からチョ
ッパの入光期間と遮光期間のそれぞれにおけるピーク値
を抽出し、減算手段が入光期間におけるピーク値と遮光
期間におけるピーク値の差を演算し、温度換算手段は減
算手段の出力を基に被測定物の温度を換算するので、ノ
イズの影響を低減すると同時にタイミングのずれや応答
のずれにも強く信頼性の高い温度データが得られる。

【００５０】またデジタル値処理手段は、チョッパの断
続周期の整数倍で且つ商用電源周期の整数倍の期間内に
Ａ／Ｄ変換手段より出力されるデジタル値を処理するも
のである。

【００５１】そしてチョッパの断続周期の整数倍で且つ
商用電源周期の整数倍の期間としているので、特に電源
ノイズの影響を除去でき信頼性の高い温度データが得ら
れる。

【００５２】また赤外線検出手段の出力を増幅する増幅
回路を設け、前記増幅回路の出力となるアナログ値をＡ
／Ｄ変換手段に入力するものである。

【００５３】そして増幅回路が赤外線検出手段の微小出
力を増幅し、Ａ／Ｄ変換手段が増幅されたアナログ出力
値をデジタル値に変換する。

【００５４】また増幅回路はバンドパスフィルタ特性を
有するものである。そして増幅回路はバンドパスフィル
タ特性を持っているので、簡易的な構成で、Ａ／Ｄ変換
手段に入力する前に不要なノイズ成分を概ね除去するこ
とができる。

【００５５】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例
を図１〜図４を参照しながら説明する。図１は本発明の
第１の実施例として温度検出器を電子レンジに搭載した
応用例の構成ブロック図である。また図２は赤外線検出
手段の信号処理回路の回路図である。また図３は赤外線
検出手段の出力信号の変化を示す特性図である。また図
４はデジタル値処理手段、温度換算手段の動作を説明す
るフローチャートである。

【００５６】図１において、１は加熱室で、この加熱室
１内には温度を測定すべき被測定物として被加熱物であ
る食品２を収納する。３は食品２を載置する皿である。
加熱室１の天井面には赤外線透過孔４を設け、この赤外
線透過孔４と対応する天井面裏側にはチョッパ５を挟ん
で赤外線検出手段６を配設している。チョッパ５は円形
で扇型に複数のスリットを設けステッピングモータ７に
連結し、ステッピングモータ７の回転により食品２から
発せられて赤外線検出手段６に照射される赤外線を断続
するようにしている。またチョッパ５の近傍にはチョッ
パ５の温度を検知するための温度センサ８を配設してい
る。温度センサ８はサーミスタによるものである。９は
マグネトロンで高周波を発生し加熱室１内にアンテナを
突出させて、加熱室１内に電磁波を導き食品２を加熱す
る。

【００５７】赤外線検出手段６の出力は増幅回路１０で
増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電圧と温度センサ
８の出力電圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化して制
御装置１２に送信する。制御装置１２は積分期間管理手
段１３を有する積分演算手段１４により構成されたデジ
タル値処理手段１５と温度換算手段１６、加熱制御手段
１７を備えている。積分期間管理手段１３はチョッパ５
の動作で赤外線検出手段６に食品２からの赤外線が照射
される入光期間と、遮断される遮光期間の状態が変化す
る変化時点からの経過時間により積分演算の開始と終了
の信号を発している。積分演算手段１４は積分期間管理
手段１３の信号に基づき、増幅回路１０で増幅した赤外
線検出手段６の出力のデジタル値を、チョッパ５の入光
期間と遮光期間とをそれぞれ別個に積分演算を行う。ま
た積分演算手段１４は積分期間管理手段１３の信号に基
づき、温度センサ８の出力のデジタル値を入光期間と遮
光期間をまとめて積分演算を行なう。温度換算手段１６
は積分演算手段１４の演算結果に基づき食品２の温度を
換算し、加熱制御手段１７は温度換算手段１６の温度換
算結果により加熱手段であるマグネトロン９を制御す
る。マグネトロン９の制御は例えば所定温度に到達すれ
ば停止、あるいは断続運転、または断続運転のデューテ
ィー（ＯＮ・ＯＦＦ比）を変えるなどである。

【００５８】図２において、１０は増幅回路で、抵抗手
段１８、１９、２０とコンデンサ２１、２２とオペアン
プ２３で構成している。増幅率は抵抗手段１９と２０で
決まるものであり、そこにコンデンサ２１、２２を接続
したことで不要なノイズ成分を除去することができる。
また温度センサであるサーミスタ８には直列に抵抗手段
２４、並列にコンデンサ２５を接続して温度により電圧
が変化するようにしている。Ａ／Ｄ変換手段１１には増
幅回路１０の出力と温度センサ８の出力が接続されてい
てアナログ電圧をデジタル値に変換して制御装置である
マイクロコンピュータ１２に出力する。Ａ／Ｄ変換機能
を内蔵したマイクロコンピュータの場合には、マイクロ
コンピュータ１２のＡ／Ｄ変換端子に増幅回路１０の出
力と温度センサ８の出力を接続しても良い。またマイク
ロコンピュータ１２には抵抗手段２６を介してトランジ
スタ２７を接続し、トランジスタ２７にはマグネトロン
９の通電を切り替えるリレー２８を接続している。この
構成でマイクロコンピュータ１２によりマグネトロン９
の通電を制御することができる。

【００５９】図３、図４により動作を説明する。マグネ
トロン９により食品２を加熱し始めると、ステッピング
モータ７はチョッパ５を回転させ、食品２から赤外線検
出手段６に至る赤外線の光路を所定の周期で開閉する。
チョッパ５より食品２の温度が高い場合には赤外線検出
手段６から増幅回路を介しての出力は図３に示すような
波形となる。積分演算手段１４はチョッパ５の開状態で
ある入光期間と閉状態である遮光期間のそれぞれでｔ時
間ごとにｎ回のサンプリングを行なう。

【００６０】積分期間管理手段１３は、管理する積分期
間があらかじめ設定されており、入光期間と遮光期間の
状態が変化する変化時点からの経過時間がｔｊ＝（ｊ−
１）ｔになると積分演算の開始信号を発し、ｔｍ＝（ｍ
−１）ｔになると積分演算の終了信号を発する。ここ
で、ｊは１＜ｊ＜ｎの整数、ｍはｊ＜ｍ＜ｎの整数であ
る。したがって、積分演算手段１４は入光期間に赤外線
検出手段６、増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換手段１１を介し
て時系列で得られるデジタル値ＶA１、ＶA２、ＶA３、
・・・、ＶAｎのうち、積分期間管理手段１３が管理す
る積分期間のデジタル値、ＶAｊ、ＶA(ｊ＋１)、・・
・、ＶA(ｍ−１)、ＶAｍを加算しΣＶAを算出する。同
様に遮光期間のＶBｊ、ＶB(ｊ＋１)、・・・、ＶB(ｍ−
１)、ＶBｍを加算しＶBを算出する。

【００６１】ここで、ＶA１〜ＶA（ｊ−１）、ＶB１〜
ＶB（ｊ−１）までをを積分しないのは、入光と遮光の
状態変化直後は出力が急激に変化するため、サンプリン
グのタイミングがわずかにずれるだけで得られるデジタ
ル値は大きな差となり、食品２の温度との相関を低下さ
せる原因となるからである。したがって、ｔｊは出力が
急激な変化を起こす過渡時期より長くｔｊ＞τ（τは赤
外線検出手段６の応答時定数）として設定している。こ
のように入光と遮光の状態変化直後にサンプリングする
デジタル値を積分しない構成としているので、状態変化
直前の出力の影響も受けない。したがって、例えば赤外
線検出手段６の温度検出位置を移動させる場合等、検出
温度が大きく刻々変化する場合でも直前の検出の温度の
影響を受けることなく積分値を演算できる。

【００６２】また、ＶA（ｍ＋１）〜ＶAｎ、ＶB（ｍ＋
１）〜ＶBｎまでを積分しないのは、チョッパ５の開閉
状態を変える前に積分値の演算を終了できるよう演算に
要する時間だけ余裕を残すためであり、これにより、よ
り高速に温度検出を行うことができる。

【００６３】また入光期間に温度センサ８からＡ／Ｄ変
換手段１１を介して時系列で得られるデジタル値ＶT
１、ＶT２、ＶT３、・・・、ＶTｎのうち積分期間管理
手段１３が管理する積分期間のデジタル値、ＶTｊ、ＶT
(ｊ＋１)、・・・、ＶT(ｍ−１)、ＶTｍと、遮光期間の
デジタル値、ＶTｊ、ＶT(ｊ＋１)、・・・、ＶT(ｍ−
１)、ＶTｍをあわせて加算しΣＶTを算出する。

【００６４】ここでΣＶA−ΣＶBは食品２の温度とチョ
ッパ５の温度の温度差に相関を持った値である。即ちΣ
ＶA−ΣＶBは食品２の絶対温度の４乗とチョッパ５の絶
対温度の４乗の差に比例するものである。簡易的には限
定された範囲では食品２の温度とチョッパ５の温度の温
度差に比例するとしても、十分精度の良い近似である。
一方、チョッパ５の温度はサーミスタより成る温度セン
サ８で検出できるもので、温度により抵抗値が変化する
ので基準電圧との分圧で検出すると、ΣＶTも簡易的に
は限定された範囲でチョッパ５の温度に比例するとして
精度の良い近似ができる。温度換算手段１６は以上の特
性に基づき（１）式で示す関数を予め持っていて食品２
の温度Ｔを算出する。（１）式においてａ１、ａ２、ａ
３は赤外線検出手段６、温度センサ８の特性と増幅回路
１０の増幅率と積分回数（ｍ−ｊ＋１）より予め定めた
定数である。

【００６５】 ｆ１（ΣＶA−ΣＶB、ΣＶT） ＝ａ１×（ΣＶA−ΣＶB）＋ａ２×ΣＶT＋ａ３ （１） 本発明の第１の実施例によれば入光期間に（ｍ−ｊ＋
１）回、遮光期間に（ｍ−ｊ＋１）回サンプリングして
積分演算しているので、ノイズ成分はキャンセルされ食
品２の温度検出の信頼性は高い。

【００６６】なお、温度換算手段１６は本実施例では
（１）式で示す関数を持っているものとしたがΣＶA、
ΣＶBの４乗根を演算したり、ΣＶTから対数関数を使う
などして温度換算による誤差を低減させても良いし、定
数ａ１、ａ２、ａ３を変えた複数の関数を持って、ΣＶ
A、ΣＶB、ΣＶTにより使い分けても換算誤差を低減で
きる。また本実施例では温度換算手段１６は入光期間、
遮光期間それぞれの積分演算手段１４の演算結果ΣＶ
A、ΣＶBの差を演算したが、これはオフセット電圧をキ
ャンセルできる効果がある。しかし、ΣＶA、ΣＶBのい
ずれもが食品２の温度とチョッパ５の温度の温度差と相
関があるので一方だけを使っても食品２の温度を検出す
ることは可能である。また本実施例では温度センサ８の
出力も積分演算したが、温度センサ８の出力は赤外線検
出手段６から増幅回路１０を介した出力に比べるとノイ
ズの影響ははるかに小さいものであり、１回だけのサン
プリングの結果を使い、積分演算を行わなくても食品２
の温度検出は可能である。また積分演算手段１４はΣＶ
A、ΣＶB、ΣＶTをサンプリング回数の（ｍ−ｊ＋１）
または２（ｍ−ｊ＋１）で割り算して平均値を演算して
も同様の効果を得られる。

【００６７】（実施例２）次に本発明の第２の実施例を
図５〜図７を用いて説明する。図５は本発明の第２の実
施例として温度検出器を電子レンジに搭載した応用例の
構成ブロック図である。また図６は赤外線検出手段の出
力信号の変化を示す特性図である。また図７はデジタル
値処理手段、温度換算手段の動作を説明するフローチャ
ートである。なお、第１の実施例と同一機能を有する部
分には同一符号を付し説明を省略する。

【００６８】図５において、赤外線検出手段６の出力は
増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電
圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化して制御装置１２
に送信する。制御装置１２は傾き演算有効期間管理手段
２９を有する傾き演算手段３０により構成したデジタル
値処理手段１５、温度換算手段１６、加熱制御手段１７
を備えている。傾き演算手段３０は、Ａ／Ｄ変換手段１
１の出力となるデジタル値より、チョッパ５の動作で赤
外線検出手段６に食品２からの赤外線が照射される入光
期間のうち、傾き演算有効期間管理手段２９が管理する
有効期間内における回帰直線の傾きを算出する。温度換
算手段１６は傾き演算手段３０の演算結果である傾きお
よびチョッパ５の温度を検出する温度センサ８から得ら
れる出力に基づき食品２の温度を換算する。加熱制御手
段１７は温度換算手段１６の温度換算結果により加熱手
段であるマグネトロン９を制御する。マグネトロン９の
制御は例えば所定温度に到達すれば停止、あるいは断続
運転、または断続運転のデューティーを変えるなどであ
る。

【００６９】図６、図７により動作を説明する。傾き演
算手段３０はチョッパ５の開状態である入光期間でｔ時
間ごとにｎ回のサンプリングを行ない、赤外線検出手段
６、増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換手段１１を介して時系列
で得られるデジタル値ＶA１、ＶA２、ＶA３、・・・、
ＶAｎを取り込む。今、傾き演算有効期間管理手段２９
が、チョッパが遮光期間から入光期間へと変化する変化
時点からの経過時間がｔｍ＝（ｍ−１）ｔまでを有効時
間として管理しているとすると、傾き演算手段３０はデ
ジタル値ＶA１、ＶA２、・・・、ＶA(ｍ−１)、ＶAｍを
通る回帰直線の傾きＤ１ＶAを最小二乗法により求め
る。最小二乗法はＶA１〜ＶAｍのｍ個のデジタル値に対
し偏差の二乗和が最小となる直線の式を算出する方法で
あり、図７に示すようにｍ、１〜ｍの総和であるΣｉ、
１〜ｍの二乗和であるΣｉ2、ＶA１〜ＶAｍの総和であ
るΣＶA、ｍ個のデジタル値（ＶA１〜ＶAｍ）とそれぞ
れ対応するサンプリング回数（１〜ｍ）との積の総和
（ＶA１×１＋ＶA２×２＋・・・＋ＶAｍ×ｍ）である
ΣｉＶAを基に直線の傾きを求めることができる。ここ
でＶA１からＶAｍまでのデジタル値によってのみ傾きを
演算するのは、演算に要する時間の余裕を残すためであ
るが、特に遮光から入光への状態変化直後の出力が直線
的に変化する期間のデジタル値に意味があるので、ｔｍ
は状態変化があってから赤外線検出手段の応答時定数τ
までの経過時間を含むｔｍ＞τと設定している。

【００７０】温度換算手段１６には傾き演算手段３０よ
り傾きＤ１ＶAを入力し、また、温度センサ８からはＡ
／Ｄ変換手段１１を介して入光期間または遮光期間の任
意のタイミングにおけるデジタル値ＶTを入力して食品
２の温度換算を行う。

【００７１】ここで傾きＤ１ＶAは食品２の温度とチョ
ッパ５の温度の温度差に相関を持った値である。即ち、
傾きＤ１ＶAは食品２の絶対温度の４乗とチョッパ５の
絶対温度の４乗の差に比例するものである。簡易的には
限定された範囲では食品２の温度とチョッパ５の温度の
温度差に比例するとしても、十分精度の良い近似であ
る。温度換算手段１６は以上の特性に基づき（２）式で
示す関数を予め持っていて食品２の温度Ｔを算出する。
（２）式においてｂ１、ｂ２、ｂ３は赤外線検出手段
６、温度センサ８の特性と増幅回路１０の増幅率により
予め定めた定数である。

【００７２】 ｆ２（Ｄ１ＶA、ＶT） ＝ｂ１×Ｄ１ＶA＋ｂ２×ＶT＋ｂ３ （２） 本発明の第２の実施例によればＡ／Ｄ変換手段１１の出
力となるデジタル値より、チョッパ５の入光期間におけ
る回帰直線の傾きを最小二乗法により演算しているので
ノイズ成分はキャンセルされ、信頼性の高い温度データ
が得られる。

【００７３】なお、本実施例では、チョッパの入光期間
における回帰直線の傾きを演算したが、チョッパの遮光
期間における回帰直線の傾きを演算しても同様の効果が
得られる。

【００７４】また、温度換算手段１６は本実施例では
（２）式で示す関数を持っているものとしたが定数ｂ
１、ｂ２、ｂ３を変えた複数の関数を持って、Ｄ１Ｖ
A、ＶTにより使い分けても換算誤差を低減できる。

【００７５】（実施例３）次に本発明の第３の実施例を
図８〜図１０を用いて説明する。図８は本発明の第３の
実施例として温度検出器を電子レンジに搭載した応用例
の構成ブロック図である。また図９は赤外線検出手段の
出力信号の変化を示す特性図である。また図１０はデジ
タル値処理手段、温度換算手段の動作を説明するフロー
チャートである。なお、第１、第２の実施例と同一機能
を有する部分には同一符号を付し説明を省略する。

【００７６】図８において、赤外線検出手段６の出力は
増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電
圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化して制御装置１２
に送信する。制御装置１２は回帰直線算出有効期間管理
手段３１を有する回帰直線算出手段３２、代入演算手段
３２により構成したデジタル値処理手段１５と、温度換
算手段１６、加熱制御手段１７を備えている。回帰直線
算出手段３２は、チョッパの入光期間と遮光期間のそれ
ぞれで、回帰直線算出有効期間管理手段３１が管理する
有効期間内におけるＡ／Ｄ変換手段１１の出力デジタル
値より、回帰直線を算出する。代入演算手段３３は算出
された回帰直線に所定の値を代入して演算を行い回帰直
線上の１点の値を算出する。温度換算手段１６は代入演
算手段３３の演算結果およびチョッパ５の温度を検出す
る温度センサ８から得られる出力に基づき食品２の温度
を換算する。加熱制御手段１７は温度換算手段１６の温
度換算結果により加熱手段であるマグネトロン９を制御
する。マグネトロン９の制御は例えば所定温度に到達す
れば停止、あるいは断続運転、または断続運転のデュー
ティーを変えるなどである。

【００７７】図９、図１０により動作を説明する。回帰
直線算出手段３２は、チョッパ５の開状態である入光期
間と閉状態である遮光期間のそれぞれでｔ時間ごとにｎ
回のサンプリングを行なう。また、回帰直線算出有効期
間管理手段３１は、チョッパ５が遮光期間から入光期間
へと変化する変化時点からの経過時間がｔｍ＝（ｍ−
１）ｔまでを有効時間として管理している。ここでｍは
１＜ｍ＜ｎの整数である。すなわち、回帰直線算出手段
３２は入光期間に赤外線検出手段６、増幅回路１０、Ａ
／Ｄ変換手段１１を介して時系列で得られるデジタル値
ＶA１、ＶA２、ＶA３、・・・、ＶAｎのうち、回帰直線
算出有効期間管理手段３１が管理する期間のデジタル
値、ＶA１、ＶA２、・・・、ＶA(ｍ−１)、ＶAｍを通る
回帰直線の傾きＤ１ＶAと切片Ｄ０ＶAの値を最小二乗法
により求め、回帰直線（３）式を算出する。（３）式に
おいて、ｉはサンプリング数、ＶA（ｉ）はｉ番目のサ
ンプリングにおける回帰直線上の値を示す。

【００７８】 ＶA（ｉ）＝Ｄ１ＶA×ｉ＋Ｄ０ＶA （３） 次に、算出された回帰直線（３）式に、代入演算手段３
３がｉ＝ｋを代入して演算を行いＶA（ｋ）の値を算出
する。ここで、ｋはあらかじめ定めた定数で，ＶA
（ｋ）は時間ｔｋ＝ｋ×ｔにおける回帰直線上の値であ
る。また、遮光期間においても同様に、赤外線検出手段
６、増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換手段１１を介して時系列
で得られるデジタル値ＶB１、ＶB２、ＶB３、・・・、
ＶBｎのうち、回帰直線算出有効期間管理手段３０が管
理する期間のデジタル値、ＶB１、ＶB２、・・・、ＶB
(ｍ−１)、ＶBｍを通る回帰直線の傾きＤ１ＶBと切片Ｄ
０ＶBの値を最小二乗法により求め、回帰直線（４）式
を算出し、代入演算手段３３がｉ＝ｋを代入しＶB
（ｋ）の値を算出する。

【００７９】 ＶB（ｉ）＝Ｄ１ＶB×ｉ＋Ｄ０ＶB （４） ここでＶA１からＶAｍ、ＶB１からＶBｍまでのデジタル
値によってのみ回帰直線の式を算出したのは、前記実施
例２の説明と同様の理由により、ｔｍ＞τとして設定し
ている。

【００８０】温度換算手段１６には代入演算手段３３よ
りＶA（ｋ）とＶB（ｋ）を入力し、また、温度センサ８
からはＡ／Ｄ変換手段１１を介して入光期間または遮光
期間の任意のタイミングにおけるデジタル値ＶTを入力
して食品２の温度換算を行う。

【００８１】ここでＶA（ｋ）−ＶB（ｋ）は食品２の温
度とチョッパ５の温度の温度差に相関を持った値であ
る。即ち、ＶA（ｋ）−ＶB（ｋ）は食品２の絶対温度の
４乗とチョッパ５の絶対温度の４乗の差に比例するもの
である。簡易的には限定された範囲では食品２の温度と
チョッパ５の温度の温度差に比例するとしても、十分精
度の良い近似である。温度換算手段１６は以上の特性に
基づき（５）式で示す関数を予め持っていて食品２の温
度Ｔを算出する。（５）式においてｃ１、ｃ２、ｃ３は
赤外線検出手段６、温度センサ８の特性と増幅回路１０
の増幅率により予め定めた定数である。

【００８２】 ｆ３（ＶA（ｋ）−ＶB（ｋ）、ＶT） ＝ｃ１×（ＶA（ｋ）−ＶB（ｋ））＋ｃ２×ＶT＋ｃ３ （５） 本発明の第３の実施例によればＡ／Ｄ変換手段１１の出
力となるデジタル値より、チョッパ５の入光期間と遮光
期間のそれぞれで回帰直線を最小二乗法により算出し、
回帰直線上の１点の値を出力しているので、ノイズ成分
はキャンセルされ、信頼性の高い温度データが得られ
る。

【００８３】なお、温度換算手段１６は本実施例では
（５）式で示す関数を持っているものとしたがＶA
（ｋ）、ＶB（ｋ）の４乗根を演算したり、ＶTから対数
関数を使うなどして温度換算による誤差を低減させても
良いし、定数ｃ１、ｃ２、ｃ３を変えた複数の関数を持
って、ＶA（ｋ）、ＶB（ｋ）、ＶTにより使い分けても
換算誤差を低減できる。また本実施例では温度換算手段
１６は入光期間、遮光期間それぞれの代入演算手段３２
の演算結果ＶA（ｋ）、ＶB（ｋ）の差を演算したが、こ
れはオフセット電圧をキャンセルできる効果がある。し
かし、ＶA（ｋ）、ＶB（ｋ）のいずれもが食品２の温度
とチョッパ５の温度の温度差と相関があるので一方だけ
を使っても食品２の温度を検出することは可能である。

【００８４】（実施例４）次に本発明の第４の実施例を
図１１〜図１３を用いて説明する。図１１は本発明の第
４の実施例として温度検出器を電子レンジに搭載した応
用例の構成ブロック図である。また図１２は赤外線検出
手段の出力信号の変化を示す特性図である。また図１３
はデジタル値処理手段、温度換算手段の動作を説明する
フローチャートである。なお、第１〜第３の実施例と同
一機能を有する部分には同一符号を付し説明を省略す
る。

【００８５】図１１において、赤外線検出手段６の出力
は増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力
電圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化して制御装置１
２に送信する。制御装置１２は傾き演算有効期間管理手
段２９を有する傾き演算手段３０と積分演算手段１４よ
り構成したデジタル値処理手段１５、温度換算手段１
６、加熱制御手段１７を備えている。傾き演算手段３０
は、チョッパ５の入光期間において、Ａ／Ｄ変換手段１
１の出力デジタル値より、傾き演算有効期間管理手段２
９が管理する有効期間内における回帰直線の傾きを算出
する。ここで、傾き演算有効期間管理手段２９は、入光
と遮光の状態変化時点から赤外線検出手段６の応答時定
数の経過時間を含む期間を有効期間としている。また、
積分演算手段１４は、チョッパ５の入光期間と遮光期間
のそれぞれで、傾き演算有効期間管理手段２８が管理す
る有効期間を除いた期間で、Ａ／Ｄ変換手段１１の出力
となるデジタル値の積分演算を行う。温度換算手段１６
は傾き演算手段２９の演算結果、積分演算手段１４の演
算結果、チョッパ５の温度を検出する温度センサ８から
得られる出力を基に食品２の温度を換算する。加熱制御
手段１７は温度換算手段１６の温度換算結果により加熱
手段であるマグネトロン９を制御する。マグネトロン９
の制御は例えば所定温度に到達すれば停止、あるいは断
続運転、または断続運転のデューティーを変えるなどで
ある。

【００８６】図１２、図１３により動作を説明する。傾
き演算手段３０および積分演算手段１４はチョッパ５の
開状態である入光期間と閉状態である遮光期間のそれぞ
れでｔ時間ごとにｎ回のサンプリングを行ない、傾き演
算有効期間管理手段２８はチョッパの入光と遮光の状態
変化時点からの経過時間がｔｍ＝（ｍ−１）ｔまでを有
効時間として管理している。ここでｍは１＜ｍ＜ｎの整
数である。

【００８７】入光期間において、傾き演算手段２９は傾
き演算有効期間管理手段２９が管理する期間のデジタル
値ＶA１、ＶA２、・・・、ＶA(ｍ−１)、ＶAｍを通る回
帰直線の傾きＤ１ＶAを最小二乗法により求める。ま
た、積分演算手段１４は傾き演算有効期間管理手段２９
が管理する期間を除いた期間のデジタル値ＶA（ｍ＋
1)、ＶA（ｍ＋２)、・・・ＶA（ｎ−１）、ＶAｎを加算
してΣＶA算出する。

【００８８】また、遮光期間において、積分演算手段１
４は傾き演算有効期間管理手段２９が管理する期間を除
いた期間のデジタル値ＶB（ｍ＋1)、ＶB（ｍ＋２)、・
・・ＶB（ｎ−１）、ＶBｎを加算してΣＶBを算出す
る。

【００８９】ここで、傾き演算期間ｔｍは入光と遮光の
状態変化があってから赤外線検出手段の応答時定数τま
での経過時間を含むｔｍ＞τと設定している。傾き演算
期間を少なくとも赤外線検出手段の応答時定数τを含む
期間とし、それ以降を積分演算期間としたのは、上記実
施例１および実施例２の説明と同様の理由によるもので
ある。

【００９０】また、積分演算手段１４は温度センサ８か
らＡ／Ｄ変換手段１１を介して時系列で得られるデジタ
ル値のうち、ＶT（ｍ＋1)、ＶT（ｍ＋２)、・・・ＶT
（ｎ−１）、ＶTｎを入光期間と遮光期間をあわせて加
算しΣＶTを算出する。

【００９１】温度換算手段１６には傾き演算手段３０よ
り傾きＤ１ＶAを入力し、積分演算手段１４よりΣＶAと
ΣＶBを入力する。また、温度センサ８からは入光期間
または遮光期間の任意のタイミングにおけるデジタル値
ＶTと、ΣＶTを入力して食品２の温度換算を行う。具体
的には、（６）式に示すように、傾きＤ１ＶAとＶTから
傾きによる換算温度Ｔｋを実施例２と同様にして求め、
次に、（７）式に示すようにΣＶA、ΣＶB、ΣＶTから
積分値による換算温度Ｔｓを実施例１と同様にして求め
る。

【００９２】 Ｔｋ＝ｆ２（Ｄ１ＶA、ＶT） （６） Ｔｓ＝ｆ１（ΣＶA−ΣＶB、ΣＶT） （７） 次に、（８）式に示すようにそれぞれの換算温度Ｔｋ、
Ｔｓの平均を演算して食品２の温度Ｔを算出する。

【００９３】 Ｔ＝（Ｔｋ＋Ｔｓ）／２ （８） 本発明の第４の実施例によればＡ／Ｄ変換手段１１の出
力となるデジタル値の入光と遮光の状態変化時点から少
なくとも赤外線検出手段の応答時定数までの期間を含む
回帰直線の傾きを算出し、また、入光と遮光の状態変化
時点から少なくとも赤外線検出手段６の応答時定数まで
の期間を除きＡ／Ｄ変換手段１１の出力となるデジタル
値の積分演算を行い、傾きと積分値から食品の温度を算
出しているので、ノイズ成分はキャンセルされ、信頼性
の高い温度データが得られる。

【００９４】なお、本実施例において、積分演算手段１
４は傾き演算有効期間管理手段２９が管理する期間を除
いた期間のデジタル値を加算してΣＶA算出したが、こ
れは本発明を限定するものではなく、積分演算手段１４
はチョッパの入光期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変
換手段１１の出力となるデジタル値の入光と遮光の状態
変化時点から少なくとも赤外線検出手段６の応答時定数
までの期間を除き積分演算を行えば良いのであって、積
分演算の期間が傾き演算の期間と重なるなどしても良
い。

【００９５】また、（６）式において、温度センサ８か
ら得られる入光期間または遮光期間の任意のタイミング
におけるデジタル値ＶTにより、傾きによる換算温度Ｔ
ｋを求めたが、温度センサ８の出力を積分演算したΣＶ
Tにより換算温度Ｔｋを求めても同様の効果が得られ
る。

【００９６】また、（７）式において、温度センサ８の
出力を積分演算したΣＶTにより、積分値による換算温
度Ｔｓを求めたが、温度センサ８から得られる入光期間
または遮光期間の任意のタイミングにおけるデジタル値
ＶTにより、換算温度Ｔｓを求めても同様の効果が得ら
れる。

【００９７】また、（８）式において、傾きによる換算
温度Ｔｋと積分値による換算温度Ｔｓを平均して食品の
温度を算出したが、ＴｋとＴｓにそれぞれｗｋとｗｓの
重み付けをして（９）式により食品の温度を算出しても
同様の効果が得られる。

【００９８】 Ｔ＝（ｗｋ×Ｔｋ＋ｗｓ×Ｔｓ）／（ｗｋ＋ｗｓ） （９） ここで、ｗｋとｗｓの値は、食品の温度と相関が得られ
るように、あらかじめ求めておけば良い。

【００９９】また、本実施例では回帰直線の傾きによっ
て温度換算を行ったが、傾きのかわりに実施例３で説明
した様に回帰直線上の１点の値によって温度換算を行っ
ても同様の効果が得られる。

【０１００】（実施例５）次に本発明の第５の実施例を
図１４〜図１６を用いて説明する。図１４は本発明の第
５の実施例として温度検出器を電子レンジに搭載した応
用例の構成ブロック図である。また図１５は赤外線検出
手段の出力信号の変化を示す特性図である。また図１６
は回帰２次曲線算出手段、極値演算手段、温度換算手段
の動作を説明するフローチャートである。なお、第１〜
第４の実施例と同一機能を有する部分には同一符号を付
し説明を省略する。

【０１０１】図１４において、赤外線検出手段６の出力
は増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力
電圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化して制御装置１
２に送信する。制御装置１２は回帰２次曲線算出手段３
４、極値演算手段３５により構成したデジタル値処理手
段１５、温度換算手段１６、加熱制御手段１７を備えて
いる。回帰２次曲線算出手段３４は、チョッパ５の入光
期間と遮光期間のそれぞれで、Ａ／Ｄ変換手段１１の出
力デジタル値より、回帰２次曲線を算出する。極値演算
手段３５は、算出された回帰２次曲線の極値を演算す
る。温度換算手段１６は極値演算手段３５の演算結果お
よびチョッパ５の温度を検出する温度センサ８から得ら
れる出力に基づき食品２の温度を換算する。加熱制御手
段１７は温度換算手段１６の温度換算結果により加熱手
段であるマグネトロン９を制御する。マグネトロン９の
制御は例えば所定温度に到達すれば停止、あるいは断続
運転、または断続運転のデューティーを変えるなどであ
る。

【０１０２】図１５、図１６により動作を説明する。回
帰２次曲線算出手段３４は、チョッパ５の開状態である
入光期間と閉状態である遮光期間のそれぞれでｔ時間ご
とにｎ回のサンプリングを行なう。また、回帰２次曲線
算出手段３４は、入光期間に赤外線検出手段６、増幅回
路１０、Ａ／Ｄ変換手段１１を介して時系列で得られる
デジタル値ＶA１、ＶA２、ＶA３、・・・、ＶAｎを通る
回帰２次曲線の、２次の係数Ｄ２ＶA、１次の係数Ｄ１
ＶA、０次の係数Ｄ０ＶAの値を最小二乗法により求め、
回帰２次曲線（１０）式を算出する。具体的には図１６
に示す様に、ｎ、１〜ｎの総和であるΣｉ、１〜ｎの二
乗和であるΣｉ2、１〜ｎの３乗和であるΣｉ3、１〜ｎ
の４乗和であるΣｉ4、ＶA１〜ＶAｎの総和であるΣＶ
A、ｎ個のデジタル値（ＶA１〜ＶAｎ）とそれぞれ対応
するサンプリング回数（１〜ｎ）との積の総和（ＶA１
×１＋ＶA２×２＋・・・＋ＶAｎ×ｎ）であるΣｉＶ
A、ｎ個のデジタル値（ＶA１〜ＶAｎ）とそれぞれ対応
するサンプリング回数の二乗（１2〜ｎ2）との積の総和
（ＶA１×１2＋ＶA２×２2＋・・・＋ＶAｎ×ｎ2）であ
るΣｉ2ＶAを基に３元連立方程式を解くことにより２次
曲線を算出でき、算出された２次曲線はｎ個のデジタル
値に対し偏差の二乗和が最小となる式である。（１０）
式においてｉはサンプリング数、ＶA（ｉ）はｉ番目の
サンプリングにおける回帰２次曲線上の値を示す。

【０１０３】 ＶA（ｉ）＝Ｄ２ＶA×ｉ×ｉ＋Ｄ１ＶA×ｉ＋Ｄ０ＶA （１０） 次に、極値演算手段３５が回帰２次曲線（１０）式の極
値ＫＶAを演算する。

【０１０４】一方、遮光期間においても同様に、回帰２
次曲線算出手段３４は、赤外線検出手段６、増幅回路１
０、Ａ／Ｄ変換手段１１を介して時系列で得られるデジ
タル値ＶB１、ＶB２、ＶB３、・・・、ＶBｎを通る回帰
２次曲線の、２次の係数Ｄ２ＶB、１次の係数Ｄ１ＶB、
０次の係数Ｄ０ＶBの値を最小二乗法により求め、回帰
２次曲線（１１）式を算出し、極値演算手段３５が回帰
２次曲線（１１）式の極値ＫＶBを演算する。

【０１０５】 ＶA（ｉ）＝Ｄ２ＶB×ｉ×ｉ＋Ｄ１ＶB×ｉ＋Ｄ０ＶB （１１） 温度換算手段１６には極値演算手段３５よりＫＶAとＫ
ＶBを入力し、また、温度センサ８からはＡ／Ｄ変換手
段１１を介して入光期間または遮光期間の任意のタイミ
ングにおけるデジタル値ＶTを入力して食品２の温度換
算を行う。

【０１０６】ここでＫＶA−ＫＶBは食品２の温度とチョ
ッパ５の温度の温度差に相関を持った値である。即ち、
ＫＶA−ＫＶBは食品２の絶対温度の４乗とチョッパ５の
絶対温度の４乗の差に比例するものである。簡易的には
限定された範囲では食品２の温度とチョッパ５の温度の
温度差に比例するとしても、十分精度の良い近似であ
る。温度換算手段１６は以上の特性に基づき（１２）式
で示す関数を予め持っていて食品２の温度Ｔを算出す
る。（１２）式においてｅ１、ｅ２、ｅ３は赤外線検出
手段６、温度センサ８の特性と増幅回路１０の増幅率に
より予め定めた定数である。

【０１０７】 ｆ５（ＫＶA−ＫＶB、ＶT） ＝ｅ１×（ＫＶA−ＫＶB）＋ｅ２×ＶT＋ｅ３ （１２） 本発明の第５の実施例によればＡ／Ｄ変換手段１１の出
力となるデジタル値より、チョッパ５の入光期間と遮光
期間のそれぞれで回帰２次曲線を最小二乗法により算出
し、回帰２次曲線の極値を演算しているのでノイズ成分
はキャンセルされ、信頼性の高い温度データが得られ
る。

【０１０８】なお、温度換算手段１６は本実施例では
（１２）式で示す関数を持っているものとしたがＫＶ
A、ＫＶBの４乗根を演算したり、ＶTから対数関数を使
うなどして温度換算による誤差を低減させても良いし、
定数ｅ１、ｅ２、ｅ３を変えた複数の関数を持って、Ｋ
ＶA、ＫＶB、ＶTにより使い分けても換算誤差を低減で
きる。 また本実施例では温度換算手段１６は入光期
間、遮光期間それぞれの回帰２次曲線の極値ＫＶA、Ｋ
ＶBの差を演算したが、これはオフセット電圧をキャン
セルできる効果がある。しかし、ＫＶA、ＫＶBのいずれ
もが食品２の温度とチョッパ５の温度の温度差と相関が
あるので一方だけを使っても食品２の温度を検出するこ
とは可能である。

【０１０９】（実施例６）次に本発明の第６の実施例を
図１７〜図１９を用いて説明する。図１７は本発明の第
６の実施例として温度検出器を電子レンジに搭載した応
用例の構成ブロック図である。また図１８は赤外線検出
手段の出力信号の変化を示す特性図であり、チョッパ５
と食品２の温度差が小さい場合を示す。また図１９はデ
ジタル値処理手段、温度換算手段の動作を説明するフロ
ーチャートである。なお、第１〜第５の実施例と同一機
能を有する部分には同一符号を付し説明を省略する。

【０１１０】図１７において、赤外線検出手段６の出力
は増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力
電圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化して制御装置１
２に送信する。制御装置１２は回帰２次曲線算出手段３
４、代入演算手段３３により構成したデジタル値処理手
段１５、温度換算手段１６、加熱制御手段１７を備えて
いる。回帰２次曲線算出手段３４は、チョッパ５の入光
期間と遮光期間のそれぞれで、Ａ／Ｄ変換手段１１の出
力デジタル値より、回帰２次曲線を算出する。代入演算
手段３３は算出された回帰２次曲線に所定の値を代入し
て演算を行い回帰２次曲線上の１点の値を算出する。温
度換算手段１６は代入演算手段３３の演算結果およびチ
ョッパ５の温度を検出する温度センサ８から得られる出
力に基づき食品２の温度を換算する。加熱制御手段１７
は温度換算手段１６の温度換算結果により加熱手段であ
るマグネトロン９を制御する。マグネトロン９の制御は
例えば所定温度に到達すれば停止、あるいは断続運転、
または断続運転のデューティーを変えるなどである。

【０１１１】図１８、図１９により動作を説明する。回
帰２次曲線算出手段３４は、上記実施例５の説明と同様
にして、チョッパ５の開状態である入光期間と閉状態で
ある遮光期間のそれぞれでｔ時間ごとにｎ回のサンプリ
ングを行ない、入光期間に回帰２次曲線（１０）式を、
遮光期間に回帰２次曲線（１１）式を最小二乗法により
算出する。代入演算手段３３は算出された回帰２次曲線
（１０）式、（１１）式にｉ＝ｋをそれぞれ代入して演
算を行い、ＶA（ｋ）、ＶB（ｋ）の値を算出する。ここ
で、サンプリング回数ｋは、赤外線検出手段６および増
幅回路１０の特性により設計上出力がピーク値となる時
間により、あらかじめ定めた定数で、ＶA（ｋ）、ＶB
（ｋ）は時間ｔｋ＝ｋ×ｔにおける回帰２次曲線上の値
である。温度換算手段１６には代入演算手段３３よりＶ
A（ｋ）とＶB（ｋ）を入力し、また、温度センサ８から
はＡ／Ｄ変換手段１１を介して入光期間または遮光期間
の任意のタイミングにおけるデジタル値ＶTを入力して
食品２の温度換算を行う。

【０１１２】ここでＶA（ｋ）−ＶB（ｋ）は食品２の温
度とチョッパ５の温度の温度差に相関を持った値であ
る。即ち、ＶA（ｋ）−ＶB（ｋ）は食品２の絶対温度の
４乗とチョッパ５の絶対温度の４乗の差に比例するもの
である。簡易的には限定された範囲では食品２の温度と
チョッパ５の温度の温度差に比例するとしても、十分精
度の良い近似である。温度換算手段１６は以上の特性に
基づき（１３）式で示す関数を予め持っていて食品２の
温度Ｔを算出する。（１３）式においてｇ１、ｇ２、ｇ
３は赤外線検出手段６、温度センサ８の特性と増幅回路
１０の増幅率により予め定めた定数である。

【０１１３】 ｆ６（ＶA（ｋ）−ＶB（ｋ）、ＶT） ＝ｇ１×（ＶA（ｋ）−ＶB（ｋ））＋ｇ２×ＶT＋ｇ３ （１３） ところで、チョッパ５と食品２の温度差が小さい場合に
は、図１８に示すように、Ａ／Ｄ変換手段１１の出力と
なるデジタル値の変化が小さくなり、入光期間と遮光期
間のそれぞれの回帰２次曲線（波線で示す）は、極値を
入光期間と遮光期間の外にそれぞれ持つ事がある。この
ような場合、実施例５のように極値により温度換算を行
うと、食品２の温度との相関が悪くなる事があったが、
本実施例では回帰２次曲線上の１点の値により温度換算
しているので、チョッパ５と食品２の温度差が小さい場
合の相関が良くなるという効果がある。

【０１１４】本発明の第６の実施例によればＡ／Ｄ変換
手段１１の出力となるデジタル値より、チョッパ５の入
光期間と遮光期間のそれぞれで回帰２次曲線を最小二乗
法により算出し、回帰２次曲線上の１点の値を出力して
いるので、ノイズ成分はキャンセルされ、特にチョッパ
５と食品２の温度差が小さい場合に、食品の温度との相
関が良くなり、信頼性の高い温度データが得られる。

【０１１５】なお、温度換算手段１６は本実施例では
（１３）式で示す関数を持っているものとしたがＶA
（ｋ）、ＶB（ｋ）の４乗根を演算したり、ＶTから対数
関数を使うなどして温度換算による誤差を低減させても
良いし、定数ｇ１、ｇ２、ｇ３を変えた複数の関数を持
って、ＶA（ｋ）、ＶB（ｋ）、ＶTにより使い分けても
換算誤差を低減できる。また本実施例では温度換算手段
１６は入光期間、遮光期間それぞれの回帰２次曲線の極
値の差ＶA（ｋ）−ＶB（ｋ）を演算したが、これはオフ
セット電圧をキャンセルできる効果がある。しかし、Ｖ
A（ｋ）、ＶB（ｋ）のいずれもが食品２の温度とチョッ
パ５の温度の温度差と相関があるので一方だけを使って
も食品２の温度を検出することは可能である。

【０１１６】（実施例７）次に本発明の第７の実施例を
図２０〜図２１を用いて説明する。図２０は本発明の第
７の実施例として温度検出器を電子レンジに搭載した応
用例の構成ブロック図である。また図２１はデジタル値
処理手段、温度換算手段の動作を説明するフローチャー
トである。なお、第１〜第６の実施例と同一機能を有す
る部分には同一符号を付し説明を省略する。

【０１１７】図２０において、赤外線検出手段６の出力
は増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力
電圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化して制御装置１
２に送信する。制御装置１２は回帰２次曲線算出手段３
４、極値演算手段３５、代入演算手段３３、切り替え手
段３６により構成したデジタル値処理手段１５、温度換
算手段１６、加熱制御手段１７を備えている。回帰２次
曲線算出手段３４は、チョッパ５の入光期間と遮光期間
のそれぞれで、Ａ／Ｄ変換手段１１の出力デジタル値よ
り、回帰２次曲線を算出する。極値演算手段３５は、算
出された回帰２次曲線の極値を演算し、また、代入演算
手段３３は算出された回帰２次曲線に所定の値を代入し
て演算を行い回帰２次曲線上の１点の値を算出する。切
り替え手段３６は温度換算手段１６への出力を切り替え
ており、極値演算手段３５の演算結果である極値が入光
期間および遮光期間内に存在する場合は極値演算手段３
５の演算結果を出力し、存在しない場合は代入演算手段
３３の演算結果を出力する。温度換算手段１６は切り替
え手段３６の出力およびチョッパ５の温度を検出する温
度センサ８から得られる出力に基づき食品２の温度を換
算する。加熱制御手段１７は温度換算手段１６の温度換
算結果により加熱手段であるマグネトロン９を制御す
る。マグネトロン９の制御は例えば所定温度に到達すれ
ば停止、あるいは断続運転、または断続運転のデューテ
ィーを変えるなどである。

【０１１８】図２１により動作を説明する。回帰２次曲
線算出手段３４は、上記実施例５の説明と同様にして、
チョッパ５の開状態である入光期間と閉状態である遮光
期間のそれぞれでｔ時間ごとにｎ回のサンプリングを行
ない、入光期間に回帰２次曲線（１０）式を、遮光期間
に回帰２次曲線（１１）式を最小二乗法により算出す
る。

【０１１９】入光期間において、極値演算手段３５は回
帰２次曲線（１０）式の極値ＫＶAを演算し、また、代
入演算手段３３は回帰２次曲線（１０）式にｉ＝ｋを代
入して演算を行いＶA（ｋ）の値を算出する。ここで、
ｋは、あらかじめ定めた定数で、赤外線検出手段６およ
び増幅回路１０の特性により設計上出力がピーク値とな
る時間のサンプリング回数である。切り替え手段３６は
極値演算手段３５の演算結果である極値が入光期間内に
存在する場合（１≦Ｄ１ＶA／（２×Ｄ２ＶA）≦ｎ）は
極値演算手段３５の演算結果ＫＶAを出力し、存在しな
い場合は代入演算手段３３の演算結果ＶA（ｋ）を出力
する。

【０１２０】また、遮光期間においても同様に、極値演
算手段３５は回帰２次曲線（１１）式の極値ＫＶBを演
算し、また、代入演算手段３３は回帰２次曲線（１１）
式にｉ＝ｋを代入して演算を行いＶB（ｋ）の値を算出
する。切り替え手段３６は極値演算手段３５の演算結果
である極値が遮光期間内に存在する場合（１≦Ｄ１ＶB
／（２×Ｄ２ＶB）≦ｎ）は極値演算手段３５の演算結
果ＫＶBを出力し、存在しない場合は代入演算手段３３
の演算結果ＶB（ｋ）を出力する。

【０１２１】切り替え手段３６の出力結果を入光期間と
遮光期間でそれぞれＳＶA、ＳＶBとすると、温度換算手
段１６にはＳＶA、ＳＶBを入力し、また、温度センサ８
からはＡ／Ｄ変換手段１１を介して入光期間または遮光
期間の任意のタイミングにおけるデジタル値ＶTを入力
して食品２の温度換算を行う。

【０１２２】ここでＳＶA−ＳＶBは食品２の温度とチョ
ッパ５の温度の温度差に相関を持った値である。即ち、
ＳＶA−ＳＶBは食品２の絶対温度の４乗とチョッパ５の
絶対温度の４乗の差に比例するものである。簡易的には
限定された範囲では食品２の温度とチョッパ５の温度の
温度差に比例するとしても、十分精度の良い近似であ
る。温度換算手段１６は以上の特性に基づき（１４）式
で示す関数を予め持っていて食品２の温度Ｔを算出す
る。（１４）式においてｈ１、ｈ２、ｈ３は赤外線検出
手段６、温度センサ８の特性と増幅回路１０の増幅率に
より予め定めた定数である。

【０１２３】 ｆ７（ＳＶA−ＳＶB、ＶT） ＝ｈ１×（ＳＶA−ＳＶB）＋ｈ２×ＶT＋ｈ３ （１４） 本発明の第７の実施例によればＡ／Ｄ変換手段１１の出
力となるデジタル値より、チョッパ５の入光期間と遮光
期間のそれぞれで回帰２次曲線を算出し、回帰２次曲線
の極値が入光期間および遮光期間内に存在する場合は極
値を、存在しない場合は回帰２次曲線上の１点の値を出
力しているので、ノイズ成分はキャンセルされる。ま
た、チョッパ５と食品２の温度差に関わらず食品２の温
度との相関を向上させることができ、例えば赤外線検出
手段６の温度検出位置を移動させる場合等、検出温度が
刻々と大きく変化する場合でも信頼性の高い温度データ
が得られる。

【０１２４】なお、温度換算手段１６は本実施例では
（１４）式で示す関数を持っているものとしたがＳＶ
A、ＳＶBの４乗根を演算したり、ＶTから対数関数を使
うなどして温度換算による誤差を低減させても良いし、
定数ｈ１、ｈ２、ｈ３を変えた複数の関数を持って、Ｓ
ＶA、ＳＶB、ＶTにより使い分けても換算誤差を低減で
きる。また本実施例では温度換算手段１６は入光期間、
遮光期間それぞれの切り替え手段３６の出力の差ＳＶA
−ＳＶBを演算したが、これはオフセット電圧をキャン
セルできる効果がある。しかし、ＳＶA、ＳＶBのいずれ
もが食品２の温度とチョッパ５の温度の温度差と相関が
あるので一方だけを使っても食品２の温度を検出するこ
とは可能である。

【０１２５】（実施例８）次に本発明の第８の実施例を
図２２〜図２４を用いて説明する。図２２は本発明の第
８の実施例として温度検出器を電子レンジに搭載した応
用例の構成ブロック図である。また図２３は赤外線検出
手段の出力信号の変化を示す特性図である。図２４はデ
ジタル値処理手段、温度換算手段の動作を説明するフロ
ーチャートである。なお、第１〜第７の実施例と同一機
能を有する部分には同一符号を付し説明を省略する。

【０１２６】図２２において、赤外線検出手段６の出力
は増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力
電圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化して制御装置１
２に送信する。制御装置１２は積分期間管理手段１３を
有する偏差積分演算手段３７により構成したデジタル値
処理手段１５、温度換算手段１６、加熱制御手段１７を
備えている。偏差積分演算手段３７は、チョッパ５の入
光期間においてＡ／Ｄ変換手段１１の出力デジタル値よ
り、積分期間管理手段３７で管理する期間の最初にサン
プリングしたデジタル値と、２回目以降にサンプリング
したデジタル値との偏差を積分する。温度換算手段１６
は偏差積分演算手段３７の演算結果およびチョッパ５の
温度を検出する温度センサ８から得られる出力に基づき
食品２の温度を換算する。加熱制御手段１７は温度換算
手段１６の温度換算結果により加熱手段であるマグネト
ロン９を制御する。マグネトロン９の制御は例えば所定
温度に到達すれば停止、あるいは断続運転、または断続
運転のデューティーを変えるなどである。

【０１２７】図２３、図２４により動作を説明する。積
分期間管理手段１３は、管理する偏差積分期間があらか
じめ設定されており、入光期間と遮光期間の状態が変化
する変化時点からの経過時間がｔｊ＝（ｊ−１）ｔにな
ると偏差積分演算の開始信号を発する。この時に偏差積
分演算手段３７はＡ／Ｄ変換手段１１を介して得られる
デジタル値ＶAｊを最初の値として記憶し、以降Ａ／Ｄ
変換手段１１を介して得られるデジタル値と最初のＶA
ｊとの差ＶA（ｊ＋１）−ＶAｊ、・・・、ＶA（ｍ−
１）−ＶAｊ、ＶAｍ−ＶAｊを加算しΣ（ＶA−ＶAｊ）
を算出する。ここで積分期間を限定しているのは赤外線
検出手段の出力信号が直線的に変化する部分で、初期値
との偏差を積分するので赤外線検出手段の出力信号のタ
イミングのずれの影響が少ない。即ち図２３において出
力信号が実線を標準として遅れる場合を破線として、そ
の偏差積分演算の結果は略三角形の面積となるがほとん
ど変わらない。この特性を生かすために積分期間管理手
段１３で管理するデータ採用期間ｔ（ｍ−ｊ）は、変化
が直線的で大きい期間である赤外線検出手段の応答時定
数の時間τより短くしている。偏差を演算する基準とな
るＶAｊがノイズの影響を受けるとΣ（ＶA−ＶAｊ）は
ノイズの影響が加算されてしまうので、１回目のＶAｊ
はその前後複数回の赤外線検出手段の出力信号の平均値
を採用することでノイズの影響を回避する。

【０１２８】また入光期間に温度センサ８からＡ／Ｄ変
換手段１１を介して時系列で得られるデジタル値ＶT
１、ＶT２、ＶT３、・・・、ＶTｎのうち積分期間管理
手段１３が管理する積分期間のデジタル値、ＶTｊ、ＶT
(ｊ＋１)、・・・、ＶT(ｍ−１)、ＶTｍを加算しΣＶT
を算出する。

【０１２９】ここでΣ（ＶA−ＶAｊ）は食品２の温度と
チョッパ５の温度の温度差に相関を持った値である。即
ちΣ（ＶA−ＶAｊ）は食品２の絶対温度の４乗とチョッ
パ５の絶対温度の４乗の差に比例するものである。簡易
的には限定された範囲では食品２の温度とチョッパ５の
温度の温度差に比例するとしても、十分精度の良い近似
である。一方、チョッパ５の温度はサーミスタより成る
温度センサ８で検出できるもので、温度により抵抗値が
変化するので基準電圧との分圧で検出すると、ΣＶTも
簡易的には限定された範囲でチョッパ５の温度に比例す
るとして精度の良い近似ができる。温度換算手段１６は
以上の特性に基づき（１５）式で示す関数を予め持って
いて食品２の温度Ｔを算出する。（１５）式においてｋ
１、ｋ２、ｋ３は赤外線検出手段６、温度センサ８の特
性と増幅回路１０の増幅率と積分回数（ｍ−ｊ＋１）よ
り予め定めた定数である。

【０１３０】 ｆ８（Σ（ＶA−ＶAｊ）、ΣＶT） ＝ｋ１×（ΣＶA−ΣＶAj）＋ｋ２×ΣＶT＋ｋ３ （１５） 本発明の第８の実施例によれば赤外線検出手段の出力信
号が直線的に変化する部分でのみ初期値との偏差を積分
演算するので、タイミングのずれに対して影響を受けず
温度検出の信頼性は高い。

【０１３１】なお、温度換算手段１６は本実施例では
（１５）式で示す関数を持っているものとしたがΣ（Ｖ
A−ＶAｊ）の４乗根を演算したり、ΣＶTから対数関数
を使うなどして温度換算による誤差を低減させても良い
し、定数ｋ１、ｋ２、ｋ３を変えた複数の関数を持っ
て、Σ（ＶA−ＶAｊ）、ΣＶTにより使い分けても換算
誤差を低減できる。また本実施例では温度換算手段１６
は入光期間のみで偏差積分演算手段３７がΣ（ＶA−ＶA
ｊ）を演算したが、遮光期間で演算を行っても同様の効
果が選られるし、入光期間と遮光期間の両方で演算を行
いその差を演算しても同様の効果が得られ、この場合に
は扱うデータ数が増えるのでノイズの影響はキャンセル
されやすく更に信頼性を高める効果がある。また本実施
例では温度センサ８の出力も積分演算したが、温度セン
サ８の出力は赤外線検出手段６から増幅回路１０を介し
た出力に比べるとノイズの影響ははるかに小さいもので
あり、１回だけのサンプリングの結果を使い、積分演算
を行わなくても食品２の温度検出は可能である。また偏
差積分演算手段３７はΣ（ＶA−ＶAｊ）、ΣＶTをサン
プリング回数の（ｍ−ｊ＋１）で割り算して平均値を演
算しても同様の効果を得られる。

【０１３２】以上の実施例１〜８の説明において本発明
の温度検出器を電子レンジに搭載した応用例について説
明したが、これは本発明を拘束するものでなく、非接触
で検出した温度を基に制御する調理器や空調器等、また
非接触で検出した温度を単に表示する放射温度計にも応
用可能である。

【０１３３】（実施例９）次に本発明の第９の実施例を
図２５〜図２７を用いて説明する。図２５は本発明の第
９の実施例として温度検出器を体温計に搭載した応用例
の構成ブロック図である。また図２６は赤外線検出手段
の出力信号の変化を示す特性図である。また図２７はデ
ジタル値処理手段、温度換算手段の動作を説明するフロ
ーチャートである。なお、第１〜８の実施例と同一機能
を有する部品には同一番号を付し説明を省略する。

【０１３４】一般に表面温度を計測する体温計として
は、鼓膜や口腔、肛門など外気に接触しにくい部分の温
度を計測することでほぼ体温を計測できる。図２５にお
いて５はチョッパで赤外線検出手段６に至る赤外線を断
続する。チョッパ５はスリットの回転や圧電素子の揺動
によるものである。赤外線検出手段６の出力は増幅回路
１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電圧はＡ／
Ｄ変換手段１１でデジタル化しデジタル値処理手段１５
に送信する。デジタル値処理手段１５は記憶手段３８、
平均値演算手段３９、偏差算出手段４０、偏差総和算出
手段４１を備えている。平均値演算手段３９はＡ／Ｄ変
換手段１１が出力する所定時間内のデジタル値を順次加
算し、最後にサンプリング数で除算して平均値を算出す
る。一方、記憶手段３８はＡ／Ｄ変換手段１１が出力す
る所定時間内のデジタル値を全て記憶する。偏差算出手
段４０は所定時間経過後に記憶手段３８に蓄えられた全
ての記憶値と平均値演算手段３９の演算結果である平均
値との差の絶対値を算出し、偏差総和演算手段４１が偏
差算出手段４０で算出される全ての絶対値の総和を演算
する。温度換算手段１６は偏差総和演算手段４１の演算
結果とチョッパ５の温度を検出する温度センサ８から得
られる出力に基づき被測定物の温度即ち体温を換算す
る。表示手段４２は温度換算手段１６で換算できた温度
を表示する。

【０１３５】図２６、図２７により動作を説明する。記
憶手段３８は赤外線検出手段６からＡ／Ｄ変換手段１１
を介してｔ時間ごとに出力されるデジタル値を所定回数
ｎ回取り込み、そのデジタル値をＶ１、Ｖ２、・・・Ｖ
ｎとして記憶する。また平均値算出手段３９は同時にＡ
／Ｄ変換手段１１からｔ時間ごとに出力されるデジタル
値を所定回数ｎ回取り込み順次累積加算しΣＶを算出し
た後、サンプリング回数ｎで除算して平均値ＥＶを算出
する。その後偏差算出手段４０が記憶手段３８に記憶さ
れているｎ個のデジタル値Ｖ１、Ｖ２、・・・Ｖｎと平
均値算出手段３９で算出した平均値ＥＶとの偏差の絶対
値ｄＶを順次算出し、偏差総和演算手段４１がこの絶対
値の総和ΣｄＶを演算する。

【０１３６】所定のサンプリング回数ｎ回はチョッパ５
の断続周期の整数倍の期間を一定時間間隔ｔごとにサン
プリングできるよう決めているもので、ΣｄＶは図２６
の斜線部分の面積に比例した値となる。また所定のサン
プリング回数ｎ回は商用電源の周期の整数倍として設定
しておくことで電源によるノイズの影響を除去できる。
国内と主要諸外国では商用電源は５０Ｈｚか６０Ｈｚで
あり、その両方の電源の周期の整数倍は０．１秒であ
る。即ち０．１秒の整数倍で且つチョッパ断続周期の整
数倍の期間を一定間隔ｔでｎ回サンプリングしΣｄＶを
算出すれば良い。またデジタル値処理手段１５は温度セ
ンサ８からＡ／Ｄ変換手段１１を介して得られるｎ回の
デジタル値ＶTの総和ΣＶTを演算する。

【０１３７】温度換算手段１６にはデジタル値処理手段
１５からΣｄＶとΣＶTを入力し、被測定物の温度即ち
体温を換算する。ここでΣｄＶは体温とチョッパ５の温
度の温度差に相関を持った値である。即ちΣｄＶは体温
の絶対温度の４乗とチョッパ５の絶対温度の４乗の差に
比例するものである。簡易的には限定された範囲では体
温とチョッパ５の温度差に比例するとしても、十分精度
の良い近似である。温度換算手段１６は以上の特性に基
づき（１６）式で示す関数を予め持っていて体温Ｔを算
出する。（１６）式においてｌ１、ｌ２、ｌ３は赤外線
検出手段６、温度センサ８の特性と増幅回路１０の増幅
率により予め定めた定数である。

【０１３８】 ｆ９（ΣｄＶ、ΣＶT） ＝ｌ１×ΣｄＶ＋ｌ２×ΣＶT＋ｌ３ （１６） ここではチョッパ５より体温の方が温度が高いものとし
て説明したが、体温の方が温度が低い場合には（１６）
式においてｌ１、ｌ２、ｌ３を変えて温度換算すれば良
い。体温の方が温度が低い場合には赤外線検出手段の出
力波形の山谷が逆になるので、入光期間と遮光期間の所
定のタイミングの赤外線検出手段の出力の大小関係から
判断可能である。

【０１３９】本発明の第９の実施例によればチョッパの
断続周期の整数倍の期間の赤外線検出手段の出力信号を
全て記憶すると同時に出力信号の平均値を算出し、記憶
値と平均値の偏差の絶対値の総和を演算するので、ノイ
ズの影響を低減できると同時に、チョッパの駆動タイミ
ングのずれや増幅回路の位相のずれの影響も受けず温度
検出の信頼性は高い。また商用電源周期の整数倍の期間
の赤外線検出手段の信号を処理するので、電源ノイズの
影響も除去でき温度検出の信頼性は高い。

【０１４０】なお、平均値算出手段３９や偏差総和演算
手段４１はｎ個のデジタル値Ｖ１、Ｖ２、・・・、Ｖｎ
から最大値と最小値を除外して平均値ＥＶや総和ΣｄＶ
を演算しても良く、ノイズによる異常値がある場合には
それを除外できるのでノイズの影響を低減できる効果が
ある。また、温度換算手段１６は本実施例では（１６）
式で示す関数を持っているものとしたがΣｄＶの４乗根
を演算したり、ΣＶTから対数関数を使うなどして温度
換算による誤差を低減させても良いし、定数ｌ１、ｌ
２、ｌ３を変えた複数の関数を持って、ΣｄＶ、ΣＶT
により使い分けても換算誤差を低減できる。また本実施
例では温度センサ８の出力も積分演算したが、温度セン
サ８の出力は赤外線検出手段６から増幅回路１０を介し
た出力に比べるとノイズの影響ははるかに小さいもので
あり、１回だけのサンプリングの結果を使い、積分演算
を行わなくても体温の検出は可能である。

【０１４１】（実施例１０）次に本発明の第１０の実施
例を図２８〜図３０を用いて説明する。図２８は本発明
の第１０の実施例として温度検出器を体温計に搭載した
応用例の構成ブロック図である。また図２９は赤外線検
出手段の出力信号の変化を示す特性図である。また図３
０はデジタル値処理手段、温度換算手段の動作を説明す
るフローチャートである。なお、第１〜９の実施例と同
一機能を有する部品には同一番号を付し説明を省略す
る。

【０１４２】図２８において赤外線検出手段６の出力は
増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電
圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化しデジタル値処理
手段１５に送信する。デジタル値処理手段１５は平均値
演算手段３９、偏差算出手段４０、偏差総和算出手段４
１を備えている。４３はチョッパ制御手段でチョッパ５
の停止と断続駆動を制御する。４４は切り替え器でチョ
ッパ制御手段４３の信号によりＡ／Ｄ変換手段１１の出
力方向を、チョッパ５の停止時には平均値算出手段３９
に、チョッパ５の断続駆動時には偏差算出手段４０に切
り替える。

【０１４３】平均値算出手段３９はチョッパ５の停止時
にＡ／Ｄ変換手段１１が出力する所定時間内のデジタル
値を順次加算し、最後にサンプリング数で除算して平均
値を算出する。その後チョッパ５が断続駆動を開始する
と、偏差算出手段４０はＡ／Ｄ変換手段１１の出力値と
平均値演算手段３９の演算結果である平均値との差の絶
対値を算出し、偏差総和演算手段４１が所定時間内に偏
差算出手段４０で算出される全ての絶対値の総和を演算
する。温度換算手段１６は偏差総和演算手段４１の演算
結果とチョッパ５の温度を検出する温度センサ８から得
られる出力に基づき被測定物の温度即ち体温を換算す
る。表示手段４２は温度換算手段１６で換算できた温度
を表示する。

【０１４４】図２９、図３０により動作を説明する。ま
ずチョッパ制御手段４３はチョッパ５を停止する。この
時のチョッパ５の開閉状態はいずれでも良いが、この実
施例では閉状態で停止するものとする。この時切り替え
器４４によりＡ／Ｄ変換手段１１の信号経路を平均値算
出手段３９に入力するように設定する。平均値算出手段
３９は赤外線検出手段６からＡ／Ｄ変換手段１１を介し
てｔ時間ごとに出力されるデジタル値を所定回数ｎ１回
取り込み、そのデジタル値をＶ１、Ｖ２、・・・Ｖｎ１
を順次累積加算しΣＶを算出した後、サンプリング回数
ｎ１で除算して平均値ＥＶを算出する。

【０１４５】その後チョッパ制御手段４３がチョッパ５
を駆動開始する。チョッパ５は被測定物から赤外線検出
手段６に至る経路を開閉する。また切り替え器４４はＡ
／Ｄ変換手段１１の信号経路を偏差算出手段４０に入力
するよう切り替えるが、チョッパ５の駆動開始初期は赤
外線検出手段６の出力は不安定なのでｔ時間ごとｎ２回
分のデータは取り込まない。

【０１４６】その後、偏差算出手段４０は赤外線検出手
段６からＡ／Ｄ変換手段１１を介してｔ時間ごとに出力
されるデジタル値を所定回数ｎ３回取り込み、平均値算
出手段３９で算出した平均値ＥＶとの偏差の絶対値ｄＶ
を順次算出し、偏差総和演算手段４１がこの絶対値の総
和ΣｄＶを演算する。またデジタル値処理手段１５は温
度センサ８からＡ／Ｄ変換手段１１を介して得られるｎ
３回のデジタル値ＶTの総和ΣＶTを演算する。

【０１４７】所定のサンプリング回数ｎ３回はチョッパ
５の断続周期の整数倍の期間を一定時間間隔ｔごとにサ
ンプリングできるよう決めているもので、ΣｄＶは図２
９の斜線部分の面積に比例した値となる。また所定のサ
ンプリング回数ｎ１回、ｎ３回は商用電源の周期の整数
倍として設定しておくことで電源によるノイズの影響を
除去できる。温度換算手段１６にはデジタル値処理手段
１５からΣｄＶとΣＶTを入力し、被測定物の温度即ち
体温を換算する。温度換算は前記実施例９で説明した
（１６）式で行う。

【０１４８】ここではチョッパ５より体温の方が温度が
高いものとして説明したが、体温の方が温度が低い場合
には（１６）式においてｌ１、ｌ２、ｌ３を変えて温度
換算すれば良い。体温の方が温度が低い場合には赤外線
検出手段の出力波形の山谷が逆になるので、入光期間と
遮光期間の所定のタイミングの赤外線検出手段の出力の
大小関係から判断可能である。

【０１４９】本発明の第１０の実施例によればチョッパ
の停止時に赤外線検出手段の出力信号の平均値を算出
し、チョッパの駆動時に断続周期の整数倍の期間の赤外
線検出手段の出力信号と平均値の偏差の絶対値の総和を
演算するので、記憶手段を必要とせず簡易な構成で温度
検出できる。またノイズの影響を低減できると同時に、
チョッパの駆動タイミングのずれや増幅回路の位相のず
れの影響も受けず温度検出の信頼性は高い。また商用電
源周期の整数倍の期間の赤外線検出手段の信号を処理す
るので、電源ノイズの影響も除去でき温度検出の信頼性
は高い。

【０１５０】なお、平均値算出手段３９や偏差総和演算
手段４１はｎ１個のデジタル値あるいはｎ３個のデジタ
ル値から最大値と最小値を除外して平均値ＥＶや総和Σ
ｄＶを演算しても良く、ノイズによる異常値がある場合
にはそれを除外できるのでノイズの影響を低減できる効
果がある。また、温度換算手段１６は本実施例では（１
６）式で示す関数を持っているものとしたがΣｄＶの４
乗根を演算したり、ΣＶTから対数関数を使うなどして
温度換算による誤差を低減させても良いし、定数ｌ１、
ｌ２、ｌ３を変えた複数の関数を持って、ΣｄＶ、ΣＶ
Tにより使い分けても換算誤差を低減できる。また本実
施例ではチョッパ５の駆動期間に温度センサ８の出力も
積分演算したが、チョッパ５の停止期間に積分演算して
も良いし、温度センサ８の出力は赤外線検出手段６から
増幅回路１０を介した出力に比べるとノイズの影響はは
るかに小さいものであり、１回だけのサンプリングの結
果を使い、積分演算を行わなくても体温の検出は可能で
ある。

【０１５１】（実施例１１）次に本発明の第１１の実施
例を図３１、図３２を用いて説明する。図３１は本発明
の第１１の実施例として温度検出器を体温計に搭載した
応用例の構成ブロック図である。また図３２はデジタル
値処理手段、温度換算手段の動作を説明するフローチャ
ートである。なお、第１〜１０の実施例と同一機能を有
する部品には同一番号を付し説明を省略する。

【０１５２】図３１において赤外線検出手段６の出力は
増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電
圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化しデジタル値処理
手段１５に送信する。デジタル値処理手段１５は平均値
演算手段３９、偏差算出手段４０、偏差総和算出手段４
１、切り替え器４４、周期管理手段４５を備えている。
周期管理手段はチョッパ５の断続周期の整数倍で平均値
算出周期と偏差算出周期に分けて切り替え器４４を制御
し、切り替え器４４は周期管理手段４５の信号によりＡ
／Ｄ変換手段１１の出力方向を、平均値算出周期には平
均値算出手段３９に、偏差算出周期には偏差算出手段４
０に切り替える。

【０１５３】平均値算出手段３９は平均値算出周期にＡ
／Ｄ変換手段１１が出力する所定時間内のデジタル値を
順次加算し、最後にサンプリング数で除算して平均値を
算出する。その後周期管理手段４５の信号により切り替
え器４４がＡ／Ｄ変換手段１１の出力方向を偏差算出手
段４０に切り替えると、偏差算出手段４０はＡ／Ｄ変換
手段１１の出力値と平均値演算手段３９の演算結果であ
る平均値との差の絶対値を算出し、偏差総和演算手段４
１が所定時間内に偏差算出手段４０で算出される全ての
絶対値の総和を演算する。温度換算手段１６は偏差総和
演算手段４１の演算結果とチョッパ５の温度を検出する
温度センサ８から得られる出力に基づき被測定物の温度
即ち体温を換算する。表示手段４２は温度換算手段１６
で換算できた温度を表示する。

【０１５４】図３２により動作を説明する。チョッパ５
の駆動状態で周期管理手段４５の信号により切り替え器
４４はＡ／Ｄ変換手段１１の信号経路を平均値算出手段
３９に入力するように設定する。平均値算出手段３９は
赤外線検出手段６からＡ／Ｄ変換手段１１を介してｔ時
間ごとに出力されるデジタル値を所定回数ｎ１回取り込
み、そのデジタル値をＶ１、Ｖ２、・・・Ｖｎ１を順次
累積加算しΣＶを算出した後、サンプリング回数ｎ１で
除算して平均値ＥＶを算出する。

【０１５５】その後、周期管理手段４５の信号により切
り替え器４４はＡ／Ｄ変換手段１１の信号経路を偏差算
出手段４０に切り替える。偏差算出手段４０は赤外線検
出手段６からＡ／Ｄ変換手段１１を介してｔ時間ごとに
出力されるデジタル値を所定回数ｎ２回取り込み、平均
値算出手段３９で算出した平均値ＥＶとの偏差の絶対値
ｄＶを順次算出し、偏差総和演算手段４１がこの絶対値
の総和ΣｄＶを演算する。またデジタル値処理手段１５
は温度センサ８からＡ／Ｄ変換手段１１を介して得られ
るｎ２回のデジタル値ＶTの総和ΣＶTを演算する。

【０１５６】所定のサンプリング回数ｎ１回、ｎ２回は
チョッパ５の断続周期の整数倍の期間を一定時間間隔ｔ
ごとにサンプリングできるよう決めている。また所定の
サンプリング回数ｎ１回、ｎ２回は商用電源の周期の整
数倍として設定しておくことで電源によるノイズの影響
を除去できる。温度換算手段１６にはデジタル値処理手
段１５からΣｄＶとΣＶTを入力し、被測定物の温度即
ち体温を換算する。温度換算は前記実施例９で説明した
（１６）式で行う。

【０１５７】ここではチョッパ５より体温の方が温度が
高いものとして説明したが、体温の方が温度が低い場合
には（１６）式においてｌ１、ｌ２、ｌ３を変えて温度
換算すれば良い。体温の方が温度が低い場合には赤外線
検出手段の出力波形の山谷が逆になるので、入光期間と
遮光期間の所定のタイミングの赤外線検出手段の出力の
大小関係から判断可能である。

【０１５８】本発明の第１１の実施例によればチョッパ
の断続周期を平均値算出周期と偏差算出周期に分け、平
均値算出周期にチョッパの断続周期の整数倍の期間の赤
外線検出手段の出力信号の平均値を算出し、偏差算出周
期にチョッパの断続周期の整数倍の期間の赤外線検出手
段の出力信号と平均値の偏差の絶対値の総和を演算する
ので、記憶手段を必要とせず簡易な構成で温度検出でき
る。またノイズの影響を低減できると同時に、チョッパ
の駆動タイミングのずれや増幅回路の位相のずれの影響
も受けず温度検出の信頼性は高い。また商用電源周期の
整数倍の期間の赤外線検出手段の信号を処理するので、
電源ノイズの影響も除去でき温度検出の信頼性は高い。

【０１５９】なお、平均値算出手段３９や偏差総和演算
手段４１はｎ１個のデジタル値あるいはｎ３個のデジタ
ル値から最大値と最小値を除外して平均値ＥＶや総和Σ
ｄＶを演算しても良く、ノイズによる異常値がある場合
にはそれを除外できるのでノイズの影響を低減できる効
果がある。また、温度換算手段１６は本実施例では（１
６）式で示す関数を持っているものとしたがΣｄＶの４
乗根を演算したり、ΣＶTから対数関数を使うなどして
温度換算による誤差を低減させても良いし、定数ｌ１、
ｌ２、ｌ３を変えた複数の関数を持って、ΣｄＶ、ΣＶ
Tにより使い分けても換算誤差を低減できる。また本実
施例では偏差算出周期に温度センサ８の出力も積分演算
したが、平均値算出周期に積分演算しても良いし、温度
センサ８の出力は赤外線検出手段６から増幅回路１０を
介した出力に比べるとノイズの影響ははるかに小さいも
のであり、１回だけのサンプリングの結果を使い、積分
演算を行わなくても体温の検出は可能である。

【０１６０】（実施例１２）次に本発明の第１２の実施
例を図３３、図３４を用いて説明する。図３３は本発明
の第１２の実施例として温度検出器を体温計に搭載した
応用例の構成ブロック図である。また図３４はデジタル
値処理手段、温度換算手段の動作を説明するフローチャ
ートである。なお、第１〜１１の実施例と同一機能を有
する部品には同一番号を付し説明を省略する。

【０１６１】図３３において赤外線検出手段６の出力は
増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電
圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化しデジタル値処理
手段１５に送信する。デジタル値処理手段１５は分散算
出手段４６を備え、分散算出手段４６は累積演算手段４
７と２乗累積演算手段４８を備えている。

【０１６２】累積演算手段４７は赤外線検出手段６から
Ａ／Ｄ変換手段１１を介して出力する所定時間内のデジ
タル値を順次加算し、２乗累積演算手段４８は同じ出力
の２乗を演算しそれを順次加算する。所定時間経過後に
は分散算出手段４６が累積演算手段４７の演算結果と、
２乗累積演算手段４８の演算結果と、サンプリング回数
より、所定時間内のＡ／Ｄ変換手段１１の全ての出力の
標準偏差σを算出する。温度換算手段１６は分散算出手
段４６の演算結果とチョッパ５の温度を検出する温度セ
ンサ８から得られる出力に基づき被測定物の温度即ち体
温を換算する。表示手段４２は温度換算手段１６で換算
できた温度を表示する。

【０１６３】図３４により動作を説明する。チョッパ５
の駆動状態で累積演算手段４７は赤外線検出手段６から
Ａ／Ｄ変換手段１１を介してｔ時間ごとに出力されるデ
ジタル値を所定回数ｎ回取り込み、そのデジタル値をＶ
１、Ｖ２、・・・Ｖｎを順次累積加算しΣＶを演算す
る。２乗累積演算手段４８は同様に得られるデジタル値
を２乗しＶ１2、Ｖ２2、・・・Ｖｎ2を順次累積加算し
ΣＶ２を演算する。またデジタル値処理手段１５は温度
センサ８からＡ／Ｄ変換手段１１を介して得られるｎ回
のデジタル値ＶTの総和ΣＶTを演算する。

【０１６４】所定回数ｎ回のサンプリングを終えると分
散算出手段４６は（１７）式で分散値σ2を算出する。
（１７）式は一般周知の分散値算出式である。

【０１６５】 σ2＝ΣＶ２−ΣＶ×ΣＶ／ｎ （１７） 分散算出手段４６は更に分散値の平方根である標準偏差
σを算出する。ここで標準偏差σは実施例９〜１１で説
明した偏差総和ΣｄＶに比例するもので、例えば赤外線
検出手段６の出力波形が正弦波であるとするとΣｄＶに
π／２√２を乗じた値となる。

【０１６６】従って標準偏差σは体温とチョッパ５の温
度差に相関を持った値であり、体温の絶対温度の４乗と
チョッパ５の絶対温度の４乗の差に比例するものであ
る。簡易的には限定された範囲では体温とチョッパ５の
温度差に比例するとしても、十分精度の良い近似であ
る。温度換算手段１６にはデジタル値処理手段１５から
標準偏差σとΣＶTを入力し、以上の特性に基づき（１
８）式で示す関数を予め持っていて体温Ｔ換算する。
（１８）式においてｐ１、ｐ２、ｐ３は赤外線検出手段
６、温度センサ８の特性と増幅回路１０の増幅率により
予め定めた定数である。

【０１６７】 ｆ１０（σ、ΣＶT） ＝ｐ１×σ＋ｐ２×ΣＶT＋ｐ３ （１８） ここで所定のサンプリング回数ｎ回はチョッパ５の断続
周期の整数倍の期間を一定時間間隔ｔごとにサンプリン
グできるよう決めている。また所定のサンプリング回数
ｎ回は商用電源の周期の整数倍として設定しておくこと
で電源によるノイズの影響を除去できる。

【０１６８】ここではチョッパ５より体温の方が温度が
高いものとして説明したが、体温の方が温度が低い場合
には（１７）式においてｐ１、ｐ２、ｐ３を変えて温度
換算すれば良い。体温の方が温度が低い場合には赤外線
検出手段の出力波形の山谷が逆になるので、入光期間と
遮光期間の所定のタイミングの赤外線検出手段の出力の
大小関係から判断可能である。

【０１６９】本発明の第１２の実施例によればチョッパ
の断続周期の整数倍の期間の赤外線検出手段の出力信号
を累積演算手段と２乗累積演算手段で逐次加算し、最後
に標準偏差を算出し、その標準偏差を基に温度換算する
ので、記憶手段を必要とせず簡易な構成で温度検出でき
る。またノイズの影響を低減できると同時に、チョッパ
の駆動タイミングのずれや増幅回路の位相のずれの影響
も受けず温度検出の信頼性は高い。また商用電源周期の
整数倍の期間の赤外線検出手段の信号を処理するので、
電源ノイズの影響も除去でき温度検出の信頼性は高い。

【０１７０】なお、分散算出手段４６はｎ個のデジタル
値から最大値と最小値を除外して標準偏差δを算出して
も良く、ノイズによる異常値がある場合にはそれを除外
できるノイズの影響を低減できる効果がある。また、温
度換算手段１６は本実施例では（１８）式で示す関数を
持っているものとしたがσの４乗根を演算したり、ΣＶ
Tから対数関数を使うなどして温度換算による誤差を低
減させても良いし、定数ｐ１、ｐ２、ｐ３を変えた複数
の関数を持って、σ、ΣＶTにより使い分けても換算誤
差を低減できる。また本実施例では分散算出手段３６は
標準偏差σを算出したが、分散値σ2を算出しても良
い。この場合でも限られた範囲では（１８）式の定数を
変えるだけで精度の良い近似ができる。

【０１７１】また分散算出手段４６は累積演算手段４７
と２乗累積演算手段４８を備え逐次累積加算する方法で
行ったが、全てのデジタル値から平均値を算出し、次に
デジタル値と平均値との差の２乗和を演算して分散値を
算出、その平方根を演算して標準偏差を算出しても同様
の効果が得られる。

【０１７２】また温度センサ８の出力も積分演算した
が、温度センサ８の出力は赤外線検出手段６から増幅回
路１０を介した出力に比べるとノイズの影響ははるかに
小さいものであり、１回だけのサンプリングの結果を使
い、積分演算を行わなくても体温の検出は可能である。

【０１７３】（実施例１３）次に本発明の第１３の実施
例を図３５〜３７を用いて説明する。図３５は本発明の
第１３の実施例として温度検出器を体温計に搭載した応
用例の構成ブロック図である。また図３６は赤外線検出
手段の出力信号の変化を示す特性図である。また図３７
はデジタル値処理手段、温度換算手段の動作を説明する
フローチャートである。なお、第１〜１２の実施例と同
一機能を有する部品には同一番号を付し説明を省略す
る。

【０１７４】図３５において、赤外線検出器６の出力は
増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電
圧はＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル化してデジタル値処
理手段１５に送信する。デジタル値処理手段１５は移動
平均演算手段４９、ピーク値抽出手段５０、減算手段５
１を備えている。移動平均演算手段４９は増幅回路１０
で増幅した赤外線検出手段６の出力のデジタル値を、所
定のサンプリング回数を保ちながらサンプリング期間を
ずらせつつ平均値を演算する。ピーク値抽出手段５０は
時系列に得られる移動平均演算手段４９の演算結果より
入光期間、遮光期間のそれぞれでピーク値を抽出する。
減算手段５１はピーク値抽出手段５０より得られる入光
期間のピーク値と遮光期間のピーク値の差を演算する。
温度換算器１６は減算手段５１の演算結果およびチョッ
パ５の温度を検出する温度センサ８から得られる出力に
基づき被測定物の温度即ち体温を換算する。表示手段４
２は温度換算手段が換算した体温を表示する。

【０１７５】図３６、図３７により動作を説明する。移
動平均演算手段４９は入光期間と遮光期間それぞれでｔ
時間ごとにｎ回のサンプリングを行なう。また入光期間
に赤外線検出手段６、増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換手段１
１を介して時系列で得られるデジタル値ＶＡ１、ＶＡ
２、ＶＡ３、・・・、ＶＡｎを、例えば４回ずつ、しか
も１回ずつずらせながら平均値を演算する。即ちＶＡ４
のデータを得た時点でＶＡ１〜ＶＡ４の平均値ＥＶＡ４
を演算し、次はＶＡ５のデータを得た時点でＶＡ２〜Ｖ
Ａ５の平均値ＥＶＡ５を演算し、次はＶＡ６のデータを
得た時点でＶＡ３〜ＶＡ６の平均値ＥＶＡ６を演算し、
これをＶＡｎのデータを得た時点でＶＡｎ−３〜ＶＡｎ
の平均値ＥＶＡｎを演算するまで繰り返すのである。ピ
ーク値抽出手段５０はこれら平均値ＥＶＡ４〜ＥＶＡｎ
の中から最大値ＥＶＡｐを抽出する。同様に遮光期間で
は移動平均演算手段４９はＶＢ１〜ＶＢ４の平均値ＥＶ
Ｂ４、ＶＢ２〜ＶＢ５の平均値ＥＶＢ５、ＶＢ３〜ＶＢ
６の平均値ＥＶＢ６、・・・、ＶＢｎ−３〜ＶＢｎの平
均値ＥＶＢｎを演算し、ピーク値抽出手段５０はこれら
平均値ＥＶＢ４〜ＥＶＢｎの中から最小値ＥＶＢｐを抽
出する。

【０１７６】減算手段５１にはピーク値抽出手段５０よ
りＥＶＡｐとＥＶＢｐを入力し、その差ＥＶＡｐ−ＥＶ
Ｂｐを演算し温度換算手段１６に出力する。温度換算手
段１６はまた温度センサ８からはＡ／Ｄ変換手段１１を
介して入光期間または遮光期間の任意のタイミングにお
けるデジタル値ＶＴを入力して、減算手段５１の演算結
果と合わせ体温の温度換算を行なう。ここでＥＶＡｐ−
ＥＶＢｐは体温とチョッパ５の温度の温度差に相関を持
った値である。即ちＥＶＡｐ−ＥＶＢｐは体温の絶対温
度の４乗とチョッパ５の絶対温度の４乗の差に比例する
ものである。簡易的には限定された範囲では体温とチョ
ッパ５の温度の温度差に比例するとしても、十分精度の
良い近似である。温度換算手段１６は以上の特性に基づ
き（１９）式で示す関数を予め持っていて体温Ｔを換算
する。（１９）式においてｑ１、ｑ２、ｑ３は赤外線検
出手段６、温度センサ８の特性と増幅回路１０の増幅率
により予め定めた定数である。

【０１７７】 ｆ１１（ＥＶＡｐ−ＥＶＢｐ、ＶＴ） ＝ｑ１×（ＥＶＡｐ−ＥＶＢｐ）＋ｑ２×ＶＴ＋ｑ３ （１９） ここではチョッパ５より体温の方が温度が高いものとし
て入光期間には移動平均演算手段４９の演算結果の中か
ら最大値を、遮光期間には最小値をピーク値として抽出
したが、体温の方が温度が低い場合には赤外線検出手段
の出力波形の山谷が逆になるので、逆に入光期間の最小
値、遮光期間の最大値をピーク値として抽出することに
なる。チョッパ５と体温のどちらが温度が高いのかわか
らない場合には入光期間、遮光期間それぞれで最大値、
最小値の両方を抽出し、入光期間の最大値と遮光期間の
最小値の差、入光期間の最小値と遮光期間の最大値の差
を比較し、絶対値の大きい方の組み合わせを選択すれば
良い。

【０１７８】本発明の第１３の実施例によれば４回のサ
ンプリングの平均値を演算しているので、ノイズ成分は
概ねキャンセルされ、しかもピーク値を抽出しているの
で赤外線検出器の応答特性のばらつきの影響を受けず温
度検出の信頼性は高い。

【０１７９】なお、移動平均演算手段４９は４回のサン
プリングの平均値を演算したが、これは２のｎ乗回数に
することによって割り算操作をビットシフトだけででき
る効果があるが、本発明を限定するものでなく、回数は
多いほどノイズ成分はキャンセルできる効果がある。ま
た温度換算手段１６は本実施例では式（１９）で示す関
数を持っているものとしたがＥＶＡｐ、ＥＶＢｐの４乗
根を演算したり、ＶＴから対数関数を使うなどして温度
換算による誤差を低減させても良いし、定数ｑ１、ｑ
２、ｑ３を変えた複数の関数を持って、ＥＶＡｐ、ＥＶ
Ｂｐ、ＶＴにより使い分けても換算誤差を低減できる。
また本実施例では温度換算手段１６は入光期間、遮光期
間それぞれのピーク値抽出手段５０の抽出結果ＥＶＡ
ｐ、ＥＶＢｐの差を演算したが、これはオフセット電圧
をキャンセルできる効果がある。しかし、ＥＶＡｐ、Ｅ
ＶＢｐのいずれもが体温とチョッパ５の温度の温度差と
相関があるので一方だけを使っても温度を検出すること
は可能である。また移動平均演算手段４９は複数回のサ
ンプリングの平均値を演算したのでピーク値抽出手段５
０が扱う数値を大きくしない効果があるが、割り算せず
にΣＶＡ、ΣＶＢを出力値としても同様の効果を得られ
る。またサンプリングは入光期間、遮光期間の全般にわ
たって行わなくとも、特に期間の終わりにはあまり出力
が変化しないので除外しても同様の効果を得られる。

【０１８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の温度検出器
は以下の効果を有する。

【０１８１】（１）第１の手段により、赤外線検出手段
の出力をＡ／Ｄ変換手段でデジタル値に変換し、デジタ
ル値処理手段が複数回サンプリングしたデジタル値を処
理するし、温度換算手段がこのデジタル値処理手段の出
力により被測定物の温度を換算するので、ノイズの影響
を低減でき、応答時定数のばらつき、タイミングのずれ
の影響も受けにくい信頼性の高い温度検出ができる。

【０１８２】（２）第２の手段により、積分演算手段が
Ａ／Ｄ変換手段の出力となるデジタル値をチョッパの入
光期間と遮光期間のそれぞれ別個に積分演算することで
ノイズの影響を低減でき、その積分演算手段の演算結果
に基づき温度換算手段が被測定物の温度を換算するので
信頼性の高い温度検出ができる。

【０１８３】（３）第３の手段により、積分期間管理手
段がチョッパの入光と遮光の状態変化時点からの経過時
間により積分演算の開始と終了の信号を発し、その信号
に基づき積分演算手段がＡ／Ｄ変換手段の出力となるデ
ジタル値を入光期間と遮光期間のそれぞれを別個に積分
演算することでノイズの影響を低減し、その積分演算手
段の演算結果に基づき温度換算手段が被測定物の温度を
換算するので信頼性の高い温度検出ができる。

【０１８４】（４）第４の手段により、積分期間管理手
段がチョッパの入光と遮光の状態変化時点から少なくと
も赤外線検出手段の応答時定数の時間経過以後を有効期
間として管理し、積分演算手段が有効期間内のデジタル
値をチョッパの入光期間と遮光期間のそれぞれで積分演
算することで、入光と遮光の状態変化直後の急激な変化
を起こす過渡期間のデジタル値を積分から除外すること
ができ、被測定物の温度との相関を向上させ、さらに状
態変化直前のデジタル値の影響も受けないので、高速で
より信頼性の高い温度検出を行うことができる。

【０１８５】（５）第５の手段により、積分期間管理手
段がチョッパの入光と遮光の状態が変化する前に積分演
算の停止信号を発し、積分演算手段はチョッパの入光と
遮光の状態が変化する前に積分演算を終了することがで
き、温度換算手段が被測定物の温度を換算するので、信
頼性の高い温度検出をより高速に行うことができる。

【０１８６】（６）第６の手段により、赤外線検出手段
の出力をＡ／Ｄ変換手段でデジタル値に変換し、傾き演
算手段がチョッパの入光期間と遮光期間の少なくとも一
方において、出力デジタル値の回帰直線の傾きを算出す
ることで、ノイズ成分をキャンセルし、その傾き演算手
段の演算結果に基づき温度換算手段が被測定物の温度を
換算するので、１回の入光期間または遮光期間でノイズ
の影響を小さくして信頼性の高い赤外線検出手段の出力
データを取り込むことができ、チョッパの駆動回数を増
やすことなく耐久性を増し、高速で温度検出することが
できる。

【０１８７】（７）第７の手段により、傾き演算有効期
間管理手段がチョッパの入光と遮光の状態変化時点から
少なくとも赤外線検出手段の応答時定数の経過時点まで
を有効期間として管理し、傾き演算手段がチョッパの入
光期間と遮光期間の少なくとも一方において、入光と遮
光の状態変化直後の出力が直線的に変化する期間のデジ
タル値の回帰直線の傾きを算出するすることができるの
で、被測定物の温度との相関を向上させることができ、
高速でより信頼性の高い温度検出を行うことができる。

【０１８８】（８）第８の手段により、赤外線検出手段
の出力をＡ／Ｄ変換手段でデジタル値に変換し、回帰直
線算出手段がチョッパの入光期間と遮光期間のそれぞれ
で、出力デジタル値の回帰直線を算出して、代入演算手
段により回帰直線上の１点の値を出力することで、ノイ
ズ成分をキャンセルし、その代入演算手段の演算結果に
基づき温度換算手段が被測定物の温度を換算するので、
１回の入光期間または遮光期間でノイズの影響を小さく
して信頼性の高い赤外線検出手段の出力データを取り込
むことができ、チョッパの駆動回数を増やすことなく耐
久性を増し、高速で温度検出することができる。

【０１８９】（９）第９の手段により、回帰直線算出有
効期間管理手段がチョッパの入光と遮光の状態変化時点
から少なくとも赤外線検出手段の応答時定数の経過時点
までを有効期間として管理し、回帰直線算出手段がチョ
ッパの入光期間と遮光期間のそれぞれで、入光と遮光の
状態変化直後の出力が直線的に変化する期間のデジタル
値の回帰直線を算出して、代入演算手段により回帰直線
上の１点の値を出力することができるので、被測定物の
温度との相関を向上させることができ、高速でより信頼
性の高い温度検出を行うことができる。

【０１９０】（１０）第１０の手段により、傾き演算手
段がチョッパの入光期間と遮光期間の少なくとも一方
で、入光と遮光の状態変化時点から少なくとも赤外線検
出手段の応答時定数の経過時点までを含む期間におい
て、Ａ／Ｄ変換手段の出力となるデジタル値の回帰直線
の傾きを算出し、積分演算手段がチョッパの入光期間と
遮光期間のそれぞれで、チョッパの入光と遮光の状態変
化時点から少なくとも赤外線検出手段の応答時定数の経
過時点までを含む期間を除き積分演算を行い、温度換算
手段が傾き演算手段と積分演算手段の演算結果に基づき
被加熱物の温度を換算することで、被測定物の温度との
相関を向上させることができ、またより多くの出力デジ
タル値を温度換算に利用することができるのでノイズ成
分がさらにキャンセルされ、１回の入光期間または遮光
期間でノイズの影響を小さくして信頼性の高い赤外線検
出手段の出力データを取り込むことができ、チョッパの
駆動回数を増やすことなく耐久性を増し、高速で温度検
出することができる。

【０１９１】（１１）第１１の手段により、赤外線検出
手段の出力をＡ／Ｄ変換手段でデジタル値に変換し、回
帰２次曲線算出手段がチョッパの入光期間と遮光期間の
それぞれで、出力デジタル値の回帰２次曲線を算出し、
極値演算手段が回帰２次曲線の極値を演算し、極値に基
づき温度換算手段が被測定物の温度を換算することで、
入光期間と遮光期間のすべてのデジタル値を温度換算に
利用することができノイズ成分がさらにキャンセルさ
れ、１回の入光期間または遮光期間でノイズの影響を小
さくして信頼性の高い赤外線検出手段の出力データを取
り込むことができ、チョッパの駆動回数を増やすことな
く耐久性を増し、高速で温度検出することができる。

【０１９２】（１２）第１２の手段により、赤外線検出
手段の出力をＡ／Ｄ変換手段でデジタル値に変換し、回
帰２次曲線算出手段がチョッパの入光期間と遮光期間の
それぞれで、出力デジタル値の回帰２次曲線を算出し、
代入演算手段により回帰２次曲線上の１点の値を出力
し、代入演算手段の演算結果に基づき温度換算手段が被
加熱物の温度を換算することでノイズ成分をキャンセル
し、特にチョッパと被加熱物の温度差が小さい場合に被
測定物の温度との相関を向上させることができる。した
がって、１回の入光期間または遮光期間でノイズの影響
を小さくして信頼性の高い赤外線検出手段の出力データ
を取り込むことができ、チョッパの駆動回数を増やすこ
となく耐久性を増し、高速で温度検出することができ
る。

【０１９３】（１３）第１３の手段により、赤外線検出
手段の出力をＡ／Ｄ変換手段でデジタル値に変換し、回
帰２次曲線算出手段がチョッパの入光期間と遮光期間の
それぞれで、出力デジタル値の回帰２次曲線を算出し、
極値演算手段が回帰２次曲線の極値を演算し、代入演算
手段が回帰２次曲線上の１点の値を演算する。切り替え
手段は極値が入光期間および遮光期間内に存在する場合
は極値を出力し、存在しない場合は代入演算手段の演算
結果を出力するように切り替え、温度換算手段は切り替
え手段の出力を基に被加熱物の温度を換算することでノ
イズ成分をキャンセルし、チョッパと被測定物の温度差
に関わらず被測定物の温度との相関を向上させることが
できる。したがって、１回の入光期間または遮光期間で
ノイズの影響を小さくして信頼性の高い赤外線検出手段
の出力データを取り込むことができ、チョッパの駆動回
数を増やすことなく耐久性を増し、高速で温度検出する
ことができる。

【０１９４】（１４）第１４の手段により、赤外線検出
手段の出力をＡ／Ｄ変換手段でデジタル値に変換し、積
分期間管理手段がチョッパによる入光と遮光の状態変化
時点からの経過時間によりデータ採用期間を管理し、偏
差積分演算手段がそのデータ採用期間の最初にサンプリ
ングしたデジタル値と２回目以降にサンプリングしたデ
ジタル値との偏差を積分し、このデータ採用期間は赤外
線検出手段の応答時定数より短い時間、即ち赤外線検出
手段の出力が直線的に変化する期間なので、積分結果は
タイミングのずれに影響されにくく、温度換算手段はこ
の積分結果を基に被測定物の温度を換算するので、ノイ
ズの影響、タイミングの影響を低減した信頼性の高い温
度検出ができる。

【０１９５】（１５）第１５の手段により、平均値算出
手段がチョッパの断続周期の整数倍の期間内にサンプリ
ングしたデジタル値の平均値を算出し、偏差算出手段が
サンプリングしたデジタル値と平均値の差の絶対値を算
出し、偏差総和演算手段が偏差算出手段の算出結果の総
和を演算するので、偏差総和演算手段の演算結果はノイ
ズの影響、タイミングのずれの影響を受けにくく、温度
換算手段は偏差総和演算手段の出力を基に被測定物の温
度を換算するので、ノイズの影響を低減すると同時にタ
イミングのずれにも強く信頼性の高い温度検出ができ
る。

【０１９６】（１６）第１６の手段により、平均値算出
手段がチョッパ停止時にサンプリングしたデジタル値の
平均値を算出し、偏差算出手段がサンプリングしたデジ
タル値と平均値の差の絶対値を算出し、偏差総和演算手
段が偏差算出手段の算出結果の総和を演算するので、偏
差総和演算手段の演算結果はノイズ、タイミングのずれ
に影響されにくく、温度換算手段は偏差総和演算手段の
出力を基に被測定物の温度を換算するので、ノイズの影
響を低減すると同時にタイミングのずれにも強く信頼性
の高い温度検出ができる。

【０１９７】（１７）第１７の手段により、周期管理手
段がチョッパ断続周期を平均値算出周期と偏差算出周期
に分けて管理し、平均値算出手段は平均値算出周期にサ
ンプリングしたデジタル値の平均値を算出し、偏差算出
手段は偏差算出周期にサンプリングしたデジタル値と平
均値の差の絶対値を算出し、偏差総和演算手段が偏差算
出手段の算出結果の総和を演算し、温度換算手段は偏差
総和演算手段の出力を基に被測定物の温度を換算するの
で、偏差総和演算手段の演算結果はノイズ、タイミング
のずれに影響されにくく、温度換算手段は偏差総和演算
手段の出力を基に被測定物の温度を換算するので、ノイ
ズの影響を低減すると同時にタイミングのずれにも強く
信頼性の高い温度検出ができる。

【０１９８】（１８）第１８の手段により、分散算出手
段がサンプリングしたデジタル値の分散値もしくは標準
偏差値を算出するので、分散値もしくは標準偏差値はノ
イズ、タイミングのずれに影響されにくく、温度換算手
段は分散算出手段の出力を基に被測定物の温度を換算す
るので、ノイズの影響を低減すると同時にタイミングの
ずれにも強く信頼性の高い温度デ検出ができる。

【０１９９】（１９）第１９の手段により、累積演算手
段がサンプリングしたデジタル値を累積加算し、２乗累
積演算手段がサンプリングしたデジタル値の２乗を累積
加算し、分散算出手段は２乗累積演算手段の演算結果か
ら累積演算手段の演算結果をサンプリング回数で除算し
た値を減算することで分散を算出できるので、わずかの
記憶容量で分散を算出でき、分散算出手段の結果はノイ
ズ、タイミングのずれに影響されにくく、温度換算手段
は分散算出手段の出力を基に被測定物の温度を換算する
ので、ノイズの影響を低減すると同時にタイミングのず
れにも強く信頼性の高い温度検出ができる。

【０２００】（２０）第２０の手段により、移動平均演
算手段がＡ／Ｄ変換手段の出力となるデジタル値を所定
のサンプリング回数を保ちながらサンプリング期間をず
らせつつ平均値を演算し、ピーク抽出手段が移動平均演
算手段の出力からチョッパの入光期間と遮光期間のそれ
ぞれにおけるピーク値を抽出し、減算手段が入光期間に
おけるピーク値と遮光期間におけるピーク値の差を演算
するので、減算手段の結果はノイズ、タイミングのず
れ、応答のずれに影響されにくく、温度換算手段は減算
手段の出力を基に被測定物の温度を換算するので、ノイ
ズの影響を低減すると同時にタイミングのずれや応答の
ずれにも強く信頼性の高い温度検出ができる。

【０２０１】（２１）第２１の手段により、チョッパの
断続周期の整数倍で且つ商用電源周波数の整数倍の期間
としているので、特に電源ノイズの影響を除去でき信頼
性の高い温度検出ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における温度検出器の構
成ブロック図

【図２】同実施例の信号処理部の回路図

【図３】同実施例の赤外線検出手段の出力特性図

【図４】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図５】本発明の第２の実施例における温度検出器の構
成ブロック図

【図６】同実施例の赤外線検出手段の出力特性図

【図７】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図８】本発明の第３の実施例における温度検出器の構
成ブロック図

【図９】同実施例の赤外線検出手段の出力特性図

【図１０】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図１１】本発明の第４の実施例における温度検出器の
構成ブロック図

【図１２】同実施例の赤外線検出手段の出力特性図

【図１３】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図１４】本発明の第５の実施例における温度検出器の
構成ブロック図

【図１５】同実施例の赤外線検出手段の出力特性図

【図１６】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図１７】本発明の第６の実施例における温度検出器の
構成ブロック図

【図１８】同実施例の赤外線検出手段の出力特性図

【図１９】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図２０】本発明の第７の実施例における温度検出器の
構成ブロック図

【図２１】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図２２】本発明の第８の実施例における温度検出器の
構成ブロック図

【図２３】同実施例の赤外線検出手段の出力特性図

【図２４】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図２５】本発明の第９の実施例における温度検出器の
構成ブロック図

【図２６】同実施例の赤外線検出手段の出力特性図

【図２７】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図２８】本発明の第１０の実施例における温度検出器
の構成ブロック図

【図２９】同実施例の赤外線検出手段の出力特性図

【図３０】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図３１】本発明の第１１の実施例における温度検出器
の構成ブロック図

【図３２】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図３３】本発明の第１２の実施例における温度検出器
の構成ブロック図

【図３４】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図３５】本発明の第１３の実施例における温度検出器
の構成ブロック図

【図３６】同実施例の赤外線検出手段の出力特性図

【図３７】同実施例の動作を説明するフローチャート

【図３８】従来の温度検出器の赤外線検出手段の出力特
性図

【図３９】同従来例の動作を説明するフローチャート

【図４０】第２の従来例の温度検出器の赤外線検出手段
の出力特性図

【符号の説明】

２ 被測定物 ５ チョッパ ６ 赤外線検出手段 １０ 増幅回路 １１ Ａ／Ｄ変換手段 １３ 積分期間管理手段 １４ 積分演算手段 １５ デジタル値処理手段 １６ 温度換算手段 ２９ 傾き演算有効期間管理手段 ３０ 傾き演算手段 ３１ 回帰直線算出有効期間管理手段 ３２ 回帰直線算出手段 ３３ 代入演算手段 ３４ 回帰２次曲線算出手段 ３５ 極値演算手段 ３６ 切り替え手段 ３７ 偏差積分演算手段 ３９ 平均値算出手段 ４０ 偏差算出手段 ４１ 偏差総和演算手段 ４５ 周期管理手段 ４６ 分散算出手段 ４７ 累積演算手段 ４８ ２乗累積演算手段 ４９ 移動平均演算手段 ５０ ピーク値抽出手段 ５１ 減算手段

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定物が放射する赤外線を検出する赤外
   線検出手段と、前記赤外線検出手段に至る赤外線光路を
   断続するチョッパと、前記赤外線検出手段の出力となる
   アナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
   複数回サンプリングした前記Ａ／Ｄ変換手段の出力とな
   るデジタル値を処理するデジタル値処理手段と、前記デ
   ジタル値処理手段の出力により被測定物の温度を換算す
   る温度換算手段を備えた温度検出器。
2. 【請求項２】デジタル値処理手段は、Ａ／Ｄ変換手段の
   出力となるデジタル値をチョッパの入光期間と遮光期間
   のそれぞれ別個に積分演算を行う積分演算手段と、前記
   積分演算手段の演算結果を温度換算手段に出力する請求
   項１記載の温度検出器。
3. 【請求項３】積分演算手段は、入光と遮光の状態変化時
   点からの経過時間により積分演算の開始と終了の信号を
   発する積分期間管理手段を有する請求項２記載の温度検
   出器。
4. 【請求項４】積分期間管理手段はチョッパの入光と遮光
   の状態変化時点から少なくとも赤外線検出手段の応答時
   定数の時間経過以後に積分演算の開始信号を発する請求
   項３記載の温度検出器。
5. 【請求項５】積分期間管理手段はチョッパの入光と遮光
   の状態が変化する前に積分演算の停止信号を発して積分
   演算を行わない期間を設け、積分演算手段は前記チョッ
   パの入光と遮光の状態が変化する前に積分演算を終了す
   る構成とした請求項３または４記載の温度検出器。
6. 【請求項６】デジタル値処理手段は、Ａ／Ｄ変換手段の
   出力となるデジタル値より前記チョッパの入光期間と遮
   光期間の少なくとも一方における回帰直線の傾きを算出
   する傾き演算手段と、前記傾き演算手段の演算結果を温
   度換算手段に出力する請求項１記載の温度検出器。
7. 【請求項７】傾き演算手段はＡ／Ｄ変換手段の出力デジ
   タル値の有効期間を管理する傾き演算有効期間管理手段
   を有し、前記傾き演算有効期間管理手段はチョッパの入
   光と遮光の状態変化の時点から少なくとも赤外線検出手
   段の応答時定数の経過時点までを有効期間とする請求項
   ６記載の温度検出器。
8. 【請求項８】デジタル値処理手段は、チョッパの入光期
   間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力となる
   デジタル値より回帰直線を算出する回帰直線算出手段
   と、前記回帰直線算出手段によって求められる回帰直線
   に所定の値を代入し前記回帰直線上の１点の値を出力す
   る代入演算手段と、前記代入演算手段の演算結果を温度
   換算手段に出力する請求項１記載の温度検出器。
9. 【請求項９】回帰直線算出手段はＡ／Ｄ変換手段の出力
   デジタル値の有効期間を管理する回帰直線算出有効期間
   管理手段を有し、前記回帰直線算出有効期間管理手段は
   入光と遮光の状態変化の時点から少なくとも赤外線検出
   手段の応答時定数の経過時点までを有効期間とする請求
   項８記載の温度検出器。
10. 【請求項１０】デジタル値処理手段は、チョッパの入光
    期間と遮光期間の少なくとも一方でＡ／Ｄ変換手段の出
    力となるデジタル値の入光と遮光の状態変化時点から少
    なくとも赤外線検出手段の応答時定数までの期間を含む
    回帰直線の傾きを算出する傾き演算手段と、チョッパの
    入光期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力
    となるデジタル値の入光と遮光の状態変化時点から少な
    くとも赤外線検出手段の応答時定数までの期間を除き積
    分演算を行う積分演算手段と、前記傾き演算手段と前記
    積分演算手段の演算結果を温度換算手段に出力する請求
    項１記載の温度検出器。
11. 【請求項１１】デジタル値処理手段は、チョッパの入光
    期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力とな
    るデジタル値の回帰２次曲線を算出する回帰２次曲線算
    出手段と、前記回帰２次曲線算出手段によって求められ
    る回帰２次曲線の極値を演算する極値演算手段と、前記
    極値演算手段の演算結果を温度換算手段に出力する請求
    項１記載の温度検出器。
12. 【請求項１２】デジタル値処理手段は、チョッパの入光
    期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力とな
    るデジタル値の回帰２次曲線を算出する回帰２次曲線算
    出手段と、前記回帰２次曲線算出手段によって求められ
    る回帰２次曲線に所定の値を代入し前記回帰２次曲線上
    の１点の値を出力する代入演算手段と前記代入演算手段
    の演算結果を温度換算手段に出力する請求項１記載の温
    度検出器。
13. 【請求項１３】デジタル値処理手段は、チョッパの入光
    期間と遮光期間のそれぞれでＡ／Ｄ変換手段の出力とな
    るデジタル値の回帰２次曲線を算出する回帰２次曲線算
    出手段と、前記回帰２次曲線算出手段によって求められ
    る回帰２次曲線の極値を演算する極値演算手段と前記回
    帰２次曲線に所定の値を代入し前記回帰２次曲線上の１
    点の値を出力する代入演算手段と、前記極値演算手段の
    演算結果である極値が入光期間および遮光期間内に存在
    する場合は極値を出力し、存在しない場合は前記代入演
    算手段の演算結果を出力する切り替え手段と、前記切り
    替え手段により前記極値演算手段または前記代入演算手
    段の一方の演算結果を温度換算手段に出力する請求項１
    記載の温度検出器。
14. 【請求項１４】デジタル値処理手段は、チョッパによる
    入光と遮光の状態変化時点からの経過時間によりデータ
    採用期間を管理する積分期間管理手段と、前記積分期間
    管理手段での採用期間の最初にサンプリングしたデジタ
    ル値と、２回目以降にサンプリングしたデジタル値との
    偏差を積分演算する偏差積分演算手段を有し、前記偏差
    積分演算手段の演算結果を温度換算手段に出力する構成
    で、前記積分期間管理手段はデータ採用期間を赤外線検
    出手段の応答時定数の時間より短くした請求項１記載の
    温度検出器。
15. 【請求項１５】デジタル値処理手段は、チョッパの断続
    周期の整数倍の期間内にサンプリングしたデジタル値の
    平均値を算出する平均値算出手段と、サンプリングした
    デジタル値と前記平均値算出手段で算出した平均値との
    偏差の絶対値を算出する偏差算出手段と、前記偏差算出
    手段の出力結果の総和を演算する偏差総和演算手段を有
    し、前記偏差総和演算手段の演算結果を温度換算手段に
    出力する請求項１記載の温度検出器。
16. 【請求項１６】デジタル値処理手段は、チョッパ停止時
    にサンプリングしたデジタル値の平均値を算出する平均
    値算出手段と、チョッパの断続駆動時にチョッパの断続
    周期の整数倍の期間内にサンプリングしたデジタル値と
    前記平均値算出手段で算出した平均値との偏差の絶対値
    を算出する偏差算出手段と、前記偏差算出手段の出力結
    果の総和を演算する偏差総和演算手段を有し、前記偏差
    総和演算手段の演算結果を温度換算手段に出力する請求
    項１記載の温度検出器。
17. 【請求項１７】デジタル値処理手段は、複数回のチョッ
    パ断続周期を平均値算出周期と偏差算出周期に分けて管
    理する周期管理手段と、前記周期管理手段の管理に基づ
    き平均値算出周期にサンプリングしたデジタル値の平均
    値を算出する平均値算出手段と、偏差算出周期にサンプ
    リングしたデジタル値と前記平均値算出手段で算出した
    平均値との偏差の絶対値を算出する偏差算出手段と、前
    記偏差算出手段の出力結果の総和を演算する偏差総和演
    算手段を有し、前記偏差総和演算手段の演算結果を温度
    換算手段に出力する請求項１記載の温度検出器。
18. 【請求項１８】デジタル値処理手段は、チョッパの断続
    周期の整数倍の期間内にサンプリングしたデジタル値の
    分散値もしくは標準偏差値を算出する分散算出手段を有
    し、前期分算算出手段の算出結果を温度換算手段に出力
    する請求項１記載の温度検出器。
19. 【請求項１９】分散算出手段は、サンプリングしたデジ
    タル値を累積加算する累積演算手段と、サンプリングし
    たデジタル値の２乗を累積加算する２乗累積演算手段と
    を有する請求項１８記載の温度検出器。
20. 【請求項２０】デジタル値処理手段は、Ａ／Ｄ変換手段
    の出力となるデジタル値を所定のサンプリング回数を保
    ちながらサンプリング期間をずらせつつ平均値を演算す
    る移動平均演算手段と、前記移動平均演算手段の演算結
    果のうち前記チョッパの入光期間と遮光期間のそれぞれ
    におけるピーク値を抽出するピーク値抽出手段と、前記
    ピーク値抽出手段が抽出した入光期間におけるピーク値
    と遮光期間におけるピーク値の差を演算する減算手段を
    有し、前記減算手段の演算結果を温度換算手段に出力す
    る請求項１記載の温度検出器。
21. 【請求項２１】デジタル値処理手段は、チョッパ断続周
    期の整数倍で且つ商用電源周期の整数倍の期間内にＡ／
    Ｄ変換手段より出力されるデジタル値を処理する請求項
    １乃至２０のいずれか１項記載の温度検出器。
22. 【請求項２２】赤外線検出手段の出力を増幅する増幅回
    路を設け、前記増幅回路の出力となるアナログ値をＡ／
    Ｄ変換手段に入力する請求項１乃至２１のいずれか１項
    記載の温度検出器。
23. 【請求項２３】増幅回路はバンドパスフィルタ特性を有
    する請求項２２記載の温度検出器。