JPH10290790A - Radiation thermometer - Google Patents

Radiation thermometer

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Publication number
JPH10290790A
JPH10290790A JP9101422A JP10142297A JPH10290790A JP H10290790 A JPH10290790 A JP H10290790A JP 9101422 A JP9101422 A JP 9101422A JP 10142297 A JP10142297 A JP 10142297A JP H10290790 A JPH10290790 A JP H10290790A
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JP
Japan
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infrared sensor
temperature
probe
radiation thermometer
infrared
Prior art date
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Pending
Application number
JP9101422A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunari Nishii
一成 西井
Makoto Shibuya
誠 渋谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP9101422A priority Critical patent/JPH10290790A/en
Publication of JPH10290790A publication Critical patent/JPH10290790A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve temperature check accuracy while reducing the thermal imbalance between a condensing means and an infrared sensor as much as possible by inserting and arranging the condensing means and the infrared sensor together inside a probe means in contact with an earhole part. SOLUTION: An arithmetic means 8 is turned into standby state by pressing a power source switch 12, a probe 2 is inserted into the earhole part, and an operating switch 13 is pressed. The arithmetic means 8 drives a chopper 10 and infrared rays radiated from the earhole part are detected by an infrared sensor 4, amplified by a filter amplifier 6, converted to a digital value by an A/D converter 7 and inputted to the arithmetic means 8. At the same time, the temperature of infrared sensor 4 itself is detected by a temperature detector 5, converted to a digital value by the A/D converter 7 and inputted to the arithmetic means 8 as well. As the output of infrared sensor 4, a value proportional to the fourth power difference between the temperature of earhole part and the temperature of infrared sensor 4 itself is outputted. Since the condensor and the infrared sensor are inserted into the probe, no temperature gap occurs.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鼓膜近傍の赤外線
エネルギーを検出して体温を測定する放射体温計に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation thermometer for measuring body temperature by detecting infrared energy near the eardrum.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、鼓膜近傍から放射される赤外線を
検出して、人体の体温を1〜2秒程度で測定する鼓膜温
度計(以下、放射体温計として述べる)が体温の測定に
適用されるようになってきた。このような放射体温計
は、耳孔に挿入するプローブと、プローブ先端から入射
された赤外線を体温計の本体内に配置された赤外線セン
サーに光学的に連結する導波管とを有している。赤外線
センサーには焦電素子が一般に用いられる。この検出原
理は対象物温度と赤外線センサー自身の温度の4乗差に
比例した電圧を取り出すことができ、赤外線センサー自
身の温度をサーミスタ等で検出すれば、演算により対象
物の温度が検出できるものである。放射体温計に求めら
れる検出温度精度は±0.1℃であり、極めて精度が要
求される。この検出精度を実現するための課題として、
最も大きな課題は、プローブがあるために、対象物の耳
孔温度だけでなく、プローブ内部の導波管の温度も赤外
線センサーは見ることになり、導波管と赤外線センサー
自身の温度が等しければ熱的アンバランスが生じないの
で誤差はゼロとなるが、異なる場合は誤差が生じること
になる。つまり、プローブ内部すなわち導波管の温度と
赤外線センサー自身の熱的バランスが、検出精度上、大
きな課題であり、多くの提案がなされている。このよう
な温度計は、代表的には特開平5−261069号公報
に記載されており、その構成を図8に示す。導波管80
に未知の温度要素を加えないように、また患者の体温の
計測値に悪影響を及ぼさないように導波管80の温度が
安定していることが望ましい。プローブ81が患者の耳
と接触すると、プローブ81とプローブ81に接触して
いる耳孔部との間に熱流が発生する。その結果、患者の
熱をプローブを通して導波管80へ伝えて導波管80に
「ホットスポット」即ち温度変動を発生させることによ
り患者の体温の計測を不正確なものにする。プローブ8
1と耳孔との物理的な接触が起こらないことが望ましい
けれども、このような接触は不可避である。そこで前記
公報には、体温計に及ぼす外部からの熱影響を最小にす
るために、導波管80と熱的に接触した放熱子手段82
を備えており、この放熱子手段82は熱拡散性および熱
伝導性が比較的高く、かつ大きな熱容量を持つ銅で構成
されており、更に放熱子手段82とプローブ81の間を
空気断熱体でできた閉鎖層を形成する空気断熱手段83
を備えて、赤外線センサー84が本体ケースに配置され
ていることが開示されている。
2. Description of the Related Art Recently, an eardrum thermometer (hereinafter referred to as a radiation thermometer) which detects infrared rays radiated from the vicinity of the eardrum and measures the body temperature of the human body in about 1 to 2 seconds is applied to the measurement of the body temperature. It has become. Such a radiation thermometer has a probe inserted into the ear canal, and a waveguide for optically connecting infrared light incident from the tip of the probe to an infrared sensor disposed in the main body of the thermometer. Pyroelectric elements are generally used for infrared sensors. The principle of this detection is that a voltage proportional to the fourth power difference between the temperature of the object and the temperature of the infrared sensor itself can be taken out. If the temperature of the infrared sensor itself is detected by a thermistor, the temperature of the object can be detected by calculation. It is. The detection temperature accuracy required for the radiation thermometer is ± 0.1 ° C., and extremely high accuracy is required. As issues to realize this detection accuracy,
The biggest problem is that the infrared sensor detects not only the ear canal temperature of the target object but also the temperature of the waveguide inside the probe because of the presence of the probe. Since no imbalance occurs, the error is zero, but if different, an error occurs. In other words, the temperature inside the probe, that is, the temperature of the waveguide, and the thermal balance of the infrared sensor itself are important issues in terms of detection accuracy, and many proposals have been made. Such a thermometer is typically described in JP-A-5-26169, and the configuration is shown in FIG. Waveguide 80
It is desirable that the temperature of the waveguide 80 be stable so that unknown temperature factors are not added to the temperature and the measured temperature of the patient is not adversely affected. When the probe 81 comes into contact with the patient's ear, a heat flow is generated between the probe 81 and the ear hole in contact with the probe 81. As a result, the measurement of the patient's body temperature is inaccurate by transferring the patient's heat through the probe to the waveguide 80 causing a "hot spot" or temperature fluctuation in the waveguide 80. Probe 8
Although it is desirable that no physical contact between 1 and the ear canal occurs, such contact is inevitable. In order to minimize the influence of external heat on the thermometer, the above publication discloses a radiator means 82 in thermal contact with the waveguide 80.
The heat radiator means 82 is made of copper having relatively high heat diffusion and heat conductivity and a large heat capacity, and furthermore, the space between the heat radiator means 82 and the probe 81 is air-insulated. Air insulation means 83 for forming the resulting closed layer
It is disclosed that the infrared sensor 84 is disposed in the main body case.

【0003】また、特開昭61−117422号公報に
は、プローブを体温に近いリファレンス温度に予熱する
加熱制御手段を備えているので、耳孔部がプローブによ
り冷やされることもなく、冷たいプローブを耳孔部に挿
入することにより生じる導波管の熱的アンバランスを解
消しようとすることが開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-117422 has a heating control means for preheating the probe to a reference temperature close to the body temperature. It is disclosed that an attempt is made to eliminate the thermal imbalance of the waveguide caused by insertion into the part.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開昭6
1−117422号公報に記載の放射体温計は検温精度
の上では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、構造、回路構成
が複雑となりコストアップになるという問題がある。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
The radiation thermometer described in 1-1117422 is extremely excellent in temperature measurement accuracy, but on the other hand, requires a heating control device with high control accuracy, so that the structure and circuit configuration are complicated and the cost is increased. There is.

【0005】また前記特開平5−261069号公報の
放射体温計は、銅のような熱容量が大きなもので導波管
あるいは放熱子を構成しているので導波管に加えられた
熱が即座に赤外線センサーに伝達されず、さらに赤外線
センサーはプローブの中ではなく導波管先端とは離れた
位置にある体温計本体ケースに配置されているので、導
波管から赤外線センサーまでの線路長が長く温度分布が
発生することおよび導波管と赤外線センサーの温度差が
大きくなり検温誤差が生じることになる。導波管の長さ
が長ければ長い程、この誤差は大きくなる。また前記検
温誤差を少なくするために、導波管の内面を赤外線の反
射率が高くなるように加工しているが、前記検温誤差を
生じる構成上の要因、課題のために全体として満足する
検温精度が得られない。放射体温計のプローブを耳孔に
挿入し測定するが、一般に鼓膜放射体温計は1〜2秒で
測定が終了するので、複数回の測定が行われやすい。こ
の時、耳孔部とプローブ間で熱流が生じる。そして、導
波管と赤外線センサーの間で熱的バランスが不一致にな
れば、測定するたびに、測定値が違うことになる。つま
り、体温計のプローブを耳孔に挿入した時に、耳孔とプ
ローブ間で熱流が生じる。その結果、プローブ内部すな
わち導波管の温度と赤外線センサー自身の熱的アンバラ
ンスが検温誤差となり、検出精度上また安定性という観
点からも、大きな課題となっている。
The radiation thermometer disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-26169 has a large heat capacity, such as copper, and constitutes a waveguide or a radiator. It is not transmitted to the sensor, and the infrared sensor is located not in the probe but in the thermometer body case at a position away from the tip of the waveguide, so the line length from the waveguide to the infrared sensor is long and the temperature distribution Occurs, and the temperature difference between the waveguide and the infrared sensor increases, causing a temperature measurement error. The longer the waveguide, the greater this error. Further, in order to reduce the temperature measurement error, the inner surface of the waveguide is processed so as to increase the reflectance of infrared rays. Accuracy cannot be obtained. Measurement is performed by inserting a probe of the radiation thermometer into the ear canal. Generally, the measurement is completed in 1 to 2 seconds with the eardrum radiation thermometer, and thus measurement is easily performed a plurality of times. At this time, heat flow occurs between the ear canal and the probe. Then, if the thermal balance between the waveguide and the infrared sensor becomes inconsistent, the measured value will be different each time measurement is performed. That is, when the probe of the thermometer is inserted into the ear canal, heat flows between the ear canal and the probe. As a result, the temperature inside the probe, that is, the temperature of the waveguide, and the thermal imbalance of the infrared sensor itself cause a temperature detection error, which is a serious problem in terms of detection accuracy and stability.

【0006】このように熱的な変化が生じても、コスト
アップにならず、かつ集光手段と赤外線センサーの熱的
アンバランスを極力小さくすることにより、検温精度を
向上させることが望まれている。
[0006] Even if such a thermal change occurs, it is desired not to increase the cost and to improve the temperature detection accuracy by minimizing the thermal imbalance between the light collecting means and the infrared sensor. I have.

【0007】[0007]

【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、従来のように集光手段と赤外線センサーを
距離を離して配置するのではなく、耳孔部に接触するプ
ローブ手段内部に集光手段と赤外線センサーをともに装
入配置したものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention does not dispose the focusing means and the infrared sensor at a distance from each other as in the prior art, but instead installs the inside of the probe means in contact with the ear canal. The light collecting means and the infrared sensor are both inserted and arranged.

【0008】上記発明によれば、プローブ手段内部に集
光手段と赤外線センサーをともに装入配置しているの
で、プローブ外面あるいはプローブ周辺からの熱的変化
に対しても集光手段と赤外線センサー間で熱的アンバラ
ンスが生じにくくなり、検温精度が向上する。
According to the above invention, since the light collecting means and the infrared sensor are both disposed inside the probe means, the light collecting means and the infrared sensor can be protected from thermal changes from the outer surface of the probe or from around the probe. Thus, thermal unbalance is less likely to occur, and the temperature measurement accuracy is improved.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明は、人体の耳孔部に挿入す
るプローブ手段と、前記プローブ手段を介して鼓膜近傍
から放射される赤外線を集光する集光手段と、前記集光
手段により集光された赤外線を検知する赤外線センサー
とを備え、前記集光手段と前記赤外線センサーを前記プ
ローブ手段の中に装入した構成としている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is directed to a probe for inserting into an ear canal of a human body, a condenser for condensing infrared rays radiated from the vicinity of the eardrum through the probe, and a condenser for collecting the infrared rays. An infrared sensor for detecting emitted infrared light is provided, and the light collecting means and the infrared sensor are inserted in the probe means.

【0010】そして、集光手段はレンズより構成し、プ
ローブ手段の略先端に配置した構成としている。
The light condensing means is constituted by a lens, and is arranged substantially at the tip of the probe means.

【0011】また、集光手段は、赤外線センサーが検知
する波長領域の赤外線に対して滑らかな鏡面で反射率が
0.95より大きい内面を有する中空管状部材より構成
している。
[0011] The light collecting means is constituted by a hollow tubular member having a smooth mirror surface and an inner surface having a reflectance of greater than 0.95 for infrared rays in a wavelength region detected by the infrared sensor.

【0012】また、集光手段と赤外線センサーは、それ
ぞれの温度を均一にさせる等温ブロック手段により包囲
してプローブ手段に装入しているので、集光手段と赤外
線センサー自身の熱的バランスが崩れにくい。
Further, since the light-collecting means and the infrared sensor are enclosed in the probe means by the isothermal block means for making their temperatures uniform, the thermal balance between the light-collecting means and the infrared sensor itself is lost. Hateful.

【0013】また、プローブ手段と等温ブロック手段の
間に空気間隙層を備えているので、プローブ手段からの
熱は等温ブロック手段に伝わりにくい。
Further, since the air gap layer is provided between the probe means and the isothermal block means, heat from the probe means is not easily transmitted to the isothermal block means.

【0014】また、空気間隙層に接するプローブ手段内
面または等温ブロック手段外面の反射率を0.95より
大きくしているので、プローブ手段からの輻射熱が等温
ブロックに伝わりにくい。
Further, since the reflectivity of the inner surface of the probe means or the outer surface of the isothermal block means which is in contact with the air gap layer is made larger than 0.95, radiant heat from the probe means is hardly transmitted to the isothermal block.

【0015】また、レンズは回折効果を利用した平板レ
ンズであるので、薄くて小型化ができるとともに、赤外
線センサーとして薄膜型の焦電センサーを用いているの
で、レンズと赤外線センサーをプローブ手段内に十分装
入配置することができる。
Further, since the lens is a flat lens utilizing the diffraction effect, it can be made thin and small, and the thin film type pyroelectric sensor is used as the infrared sensor. It can be fully charged and arranged.

【0016】以下、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。 (実施例1)図1は本発明の実施例1の放射体温計の構
成ブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radiation thermometer according to Embodiment 1 of the present invention.

【0017】図1において、1は放射体温計本体、2は
耳孔部に挿入する部分でありプローブ手段である。3は
鼓膜近傍から放射する赤外線を集光する集光手段であ
り、本実施例では回折効果を利用した平板レンズを用い
ている。4は集光手段であるレンズ3で集光された赤外
線を検出する赤外線センサーであり、5は赤外線センサ
ー4自身の温度を検出する温度検出器であり、サーミス
ターよりなる。6は赤外線センサー4で出力される電圧
値を増幅するフィルターアンプである。7はフィルター
アンプ6の出力と温度検出手段5の出力をアナログ値か
らデジタル値に変換するAD変換器であり、8はAD変
換器7の出力に基づき、体温情報に変換演算する演算手
段であり、9は演算手段8で算出された体温情報を表示
する表示手段である。赤外線センサー5として、焦電素
子が主に使用されるが、その材料として、PbTiO
3、TGSなどの単結晶あるいはPVDF等の有機フィルムが
あるが、一般に多く使用されているのは、セラミック材
料を用いたバルク型焦電センサーである。しかし、本実
施例で用いた赤外線センサーは、PbTiO3系を主成
分とする薄膜型の焦電センサーを用いている。バルク型
焦電センサーのチップ面積は2mm×2mm程度であるのに
対して、薄膜型の焦電センサーのチップ面積は0.2m
m×0.2mm程度であり、チップ面積を大変小さくす
ることができる。温度検出器5の位置は、赤外線センサ
ー4の温度が検出可能な位置であれば良く、赤外線セン
サー4と結合または隣接していることが望ましい。10
は赤外線を断続させるチョッパーであり、赤外線センサ
ー4の前に配置されている。11は電源であり、乾電池
より構成される。12は電源スイッチ、13は測定用の
スイッチであり、共にプッシュスイッチを用いている。
また、本実施例において、演算手段8はマイクロコンピ
ュータを用い、表示手段9は液晶表示デバイスを用いて
いる。また、本実施例では、プローブ手段2の中に集光
手段としてのレンズ3と、チョッパー10と、赤外線セ
ンサー4および温度検出器5を装入配置した構成として
いる。また、エッチング技術を用いて加工された回折型
の平板レンズは、波長程度のわずかな凹凸が周期的に表
面に作られており、各周期からの回折が焦点で位相が合
うように設計されている。そのため、レンズは薄く超小
型化が可能となる。本実施例では、耳孔部に挿入するプ
ローブ手段2の略先端に、このレンズを配置し赤外線セ
ンサー4もこの近傍に配置している。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a radiation thermometer main body, and 2 denotes a portion to be inserted into an ear hole, which is a probe means. Reference numeral 3 denotes a condensing means for condensing infrared rays radiated from the vicinity of the eardrum. In this embodiment, a flat lens utilizing a diffraction effect is used. Reference numeral 4 denotes an infrared sensor for detecting infrared light condensed by the lens 3 serving as a light condensing means, and reference numeral 5 denotes a temperature detector for detecting the temperature of the infrared sensor 4 itself, which is a thermistor. Reference numeral 6 denotes a filter amplifier that amplifies a voltage value output from the infrared sensor 4. Reference numeral 7 denotes an AD converter for converting the output of the filter amplifier 6 and the output of the temperature detecting means 5 from an analog value to a digital value, and 8 denotes an arithmetic means for converting and calculating body temperature information based on the output of the AD converter 7. And 9 are display means for displaying the body temperature information calculated by the calculation means 8. As the infrared sensor 5, a pyroelectric element is mainly used.
3. There is a single crystal such as TGS or an organic film such as PVDF, but a bulk type pyroelectric sensor using a ceramic material is generally widely used. However, the infrared sensor used in this embodiment uses a thin-film pyroelectric sensor mainly composed of PbTiO3. The chip area of a bulk pyroelectric sensor is about 2 mm x 2 mm, whereas the chip area of a thin-film pyroelectric sensor is 0.2 m
It is about mx 0.2 mm, and the chip area can be very small. The position of the temperature detector 5 may be any position at which the temperature of the infrared sensor 4 can be detected, and is desirably combined with or adjacent to the infrared sensor 4. 10
Is a chopper for intermittently transmitting infrared light, and is disposed in front of the infrared sensor 4. Reference numeral 11 denotes a power supply, which is composed of a dry battery. Reference numeral 12 denotes a power switch, and 13 denotes a measurement switch, both of which use a push switch.
In this embodiment, the arithmetic means 8 uses a microcomputer, and the display means 9 uses a liquid crystal display device. Further, in this embodiment, a configuration is adopted in which a lens 3 as a light condensing unit, a chopper 10, an infrared sensor 4, and a temperature detector 5 are mounted in the probe unit 2. In addition, the diffraction type flat lens processed using the etching technology is designed such that slight irregularities of about the wavelength are periodically formed on the surface, and the diffraction from each cycle is in phase with the focal point. I have. Therefore, the lens becomes thin and can be miniaturized. In the present embodiment, this lens is arranged at a substantially distal end of the probe means 2 to be inserted into the ear canal, and the infrared sensor 4 is also arranged near this.

【0018】動作について述べる。検温する場合、使用
者が放射体温計1を手に持ち、電源スイッチ12を押
す。この状態で演算手段8はスタンバイ状態となる。次
にプローブ手段2を耳孔部に挿入し、操作スイッチ13
を押す。操作スイッチ13が押されれば、演算手段8
は、チョッパー10を駆動させる。そして耳孔部から放
射される赤外線は、赤外線センサー4で検出され、フィ
ルターアンプ6で増幅され、AD変換器7でデジタル値
に変換されてから演算手段8に入力される。この時、同
時に赤外線センサー4自身の温度も温度検出器5で検出
し、AD変換器7でデジタル値に変換され同様に演算手
段8に入力される。赤外線センサー4の出力は、耳孔部
の温度と赤外線センサー4自身の温度の4乗差に比例し
た値が出力される。また赤外線センサー4自身の温度は
温度検出器5で検出されているので、演算手段8は、所
定の演算をすることにより、耳孔部の温度を算出するこ
とが可能となる。操作スイッチ13を押してから測定終
了までは、約1.5秒である。鼓膜から放射される赤外
線を検出する放射体温計は、一般に測定時間が1〜2秒
と短いので繰り返し複数回測定されることが多い。測定
値の再現性を決める1つの要因として、プローブ手段2
から加えられる熱的要因があげられる。
The operation will be described. When measuring the temperature, the user holds the radiation thermometer 1 in his hand and presses the power switch 12. In this state, the calculating means 8 enters a standby state. Next, the probe means 2 is inserted into the ear hole, and the operation switch 13 is turned on.
push. When the operation switch 13 is pressed, the calculating means 8
Drives the chopper 10. The infrared radiation emitted from the ear canal is detected by the infrared sensor 4, amplified by the filter amplifier 6, converted to a digital value by the AD converter 7, and then input to the arithmetic unit 8. At this time, at the same time, the temperature of the infrared sensor 4 itself is also detected by the temperature detector 5, converted into a digital value by the AD converter 7, and similarly input to the calculating means 8. As the output of the infrared sensor 4, a value proportional to the fourth power difference between the temperature of the ear canal and the temperature of the infrared sensor 4 itself is output. Further, since the temperature of the infrared sensor 4 itself is detected by the temperature detector 5, the calculating means 8 can calculate the temperature of the ear canal by performing a predetermined calculation. It takes about 1.5 seconds from when the operation switch 13 is pressed until the measurement is completed. A radiation thermometer that detects infrared rays radiated from the eardrum is generally measured a plurality of times repeatedly because the measurement time is generally as short as 1 to 2 seconds. One of the factors that determine the reproducibility of the measurement value is the probe means 2
Thermal factors added by

【0019】検温を同一人物で繰り返し行う場合がよく
あるが、耳孔部とプローブ手段2の間で熱流が生じ、長
時間、プローブ手段2と耳孔部が接触すればする程、そ
の影響は大きくなる。図2は、室温25℃の部屋で、体
温計のプローブ手段2を耳孔部に連続挿入した時のプロ
ーブ手段2の内面と赤外線センサー4の時間経過に対す
る温度変化を示している。図2中のaはプローブ手段2
の内面の温度変化であり、図2中のbは赤外線センサー
4の温度変化であり、図2中のcは集光手段であるレン
ズ3の温度変化である。30秒間にプローブ手段2の内
面と集光手段3および赤外線センサー4の温度は約0.
7℃程度上昇しているが、それぞれの温度ギャップは
0.1℃以内に収まっている。これは、赤外線センサー
4の温度変化は耳孔部からプローブ手段2を介しての熱
伝導で大きく変化するが、赤外線センサー4をプローブ
手段2の中の略先端部に配置しているので、プローブ手
段2の内面温度とほぼ同等の温度変化をするからであ
る。さらに、本実施例では集光手段3としてレンズ3を
用いているため、赤外線エネルギーの95%はレンズ3
を介して直接入射するようになっており、プローブ手段
2の内面からの輻射エネルギーは5%程度である。よっ
てプローブ手段2の内面と赤外線センサー4の温度ギャ
ップの0.1℃は検温誤差として、0.01℃以下とな
る。これは体温計に求められる精度の±0.1℃よりも
十分小さな値である。
In many cases, the temperature measurement is repeatedly performed by the same person, but a heat flow is generated between the ear means and the probe means 2, and the longer the contact between the probe means 2 and the ear means, the greater the effect. . FIG. 2 shows the temperature change with time of the inner surface of the probe means 2 and the infrared sensor 4 when the probe means 2 of the thermometer is continuously inserted into the ear canal in a room at room temperature of 25 ° C. "A" in FIG.
2 shows the temperature change of the infrared sensor 4 and b in FIG. 2 shows the temperature change of the lens 3 which is the light condensing means. In 30 seconds, the temperature of the inner surface of the probe means 2, the light collecting means 3 and the temperature of the infrared sensor 4 are about 0.
Although the temperature rises by about 7 ° C., each temperature gap is within 0.1 ° C. This is because the temperature change of the infrared sensor 4 greatly changes due to the heat conduction from the ear hole through the probe means 2, but since the infrared sensor 4 is arranged at a substantially distal end in the probe means 2, the probe means This is because the temperature changes substantially equal to the inner surface temperature of No. 2. Further, in this embodiment, since the lens 3 is used as the light collecting means 3, 95% of the infrared energy
And the radiation energy from the inner surface of the probe means 2 is about 5%. Therefore, the temperature gap of 0.1 ° C. between the inner surface of the probe means 2 and the infrared sensor 4 is 0.01 ° C. or less as a temperature detection error. This is a value sufficiently smaller than the accuracy required for the thermometer, ± 0.1 ° C.

【0020】また、図3は、赤外線センサー4の立体視
野角θを示している。チップ面積の大変小さい薄膜型の
焦電センサーを用いた赤外線センサー4と、回折効果を
利用した超小型の平板レンズ3を効果的に組み合わせた
構成にしているので、赤外線センサー4と集光手段とし
てのレンズ3をプローブ手段2の中に共に装入すること
ができる。この構成によれば、レンズ3をプローブ手段
2の先端に配置し、かつ赤外線センサー4を本体ケース
内に配置するよりも、赤外線センサー4の光学的な立体
視野角θを大きくすることができる。これは、赤外線の
入射光量が増大することになるので、温度精度向上にも
つながる。
FIG. 3 shows the three-dimensional viewing angle θ of the infrared sensor 4. Since the infrared sensor 4 using a thin-film pyroelectric sensor with a very small chip area and the ultra-small flat lens 3 utilizing the diffraction effect are effectively combined, the infrared sensor 4 and the light condensing means are used. Can be mounted together in the probe means 2. According to this configuration, the optical three-dimensional viewing angle θ of the infrared sensor 4 can be increased as compared with the case where the lens 3 is disposed at the tip of the probe means 2 and the infrared sensor 4 is disposed in the main body case. This leads to an increase in the amount of incident infrared light, which leads to an improvement in temperature accuracy.

【0021】以上のように本実施例によれば、耳孔部に
挿入するプローブ手段2の中に集光手段であるレンズ3
と赤外線センサー4を装入配置しているので、外部から
の熱的変化に対してプローブ手段2の内面と赤外線セン
サー4の温度変化は、ほぼ同等の変化を示すことなり熱
的バランスが保たれる。そのため、繰り返し検温して
も、検温誤差は小さくでき、繰り返し安定性を向上させ
ることができる。
As described above, according to this embodiment, the lens 3 serving as the light condensing means is provided in the probe means 2 inserted into the ear canal.
And the infrared sensor 4 are inserted and arranged, so that the temperature change between the inner surface of the probe means 2 and the infrared sensor 4 shows almost the same change with respect to a thermal change from the outside, and the thermal balance is maintained. It is. Therefore, even if the temperature is repeatedly measured, the error in the temperature measurement can be reduced, and the stability can be improved repeatedly.

【0022】(実施例2)図4は本発明の実施例2の放
射体温計の構成ブロック図である。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a configuration block diagram of a radiation thermometer according to Embodiment 2 of the present invention.

【0023】実施例1とほぼ同様の構成であるが、集光
手段であるレンズ3と赤外線センサー4と温度検出器5
を熱伝導の良い金属性の等温ブロック14でユニット化
した点が異なる。等温ブロック14が無い場合でも、集
光手段3と赤外線センサー4は、外部からの熱的変化に
対して、ほぼ同じ温度変化をすることは、実施例1で述
べたが、検温精度を上げるためには、熱的変化を抑える
ことが良いのは言うまでもない。等温ブロック14はプ
ローブ手段2の略先端部の中に装入配置しているので、
プローブ手段2の外部から熱的ストレスが加わっても、
等温ブロック14の内部は温度的に同一温度変化を示
し、赤外線センサー4と等温ブロック14との熱的バラ
ンスは保たれた状態であるので、耳孔部での繰り返し検
温を行ったとしても、実施例1よりも検温精度が、さら
に向上する。
The structure is substantially the same as that of the first embodiment, except that a lens 3 as a light condensing means, an infrared sensor 4, and a temperature detector 5
In that it is unitized by a metallic isothermal block 14 having good heat conduction. Even in the absence of the isothermal block 14, the light collecting means 3 and the infrared sensor 4 make almost the same temperature change with respect to an external thermal change, as described in the first embodiment. Needless to say, it is better to suppress thermal changes. Since the isothermal block 14 is inserted and disposed in the substantially distal end portion of the probe means 2,
Even if a thermal stress is applied from outside the probe means 2,
The inside of the isothermal block 14 shows the same temperature change in terms of temperature, and the thermal balance between the infrared sensor 4 and the isothermal block 14 is maintained. The accuracy of temperature detection is further improved as compared with 1.

【0024】(実施例3)図5は本発明の実施例3の放
射体温計の構成ブロック図である。実施例1または2と
ほぼ同様の構成であるが、集光手段をレンズ3ではなく
内面の反射率が大きい中空管状部材15とした点が異な
る。鼓膜近傍から放射された赤外線は中空管状部材15
の内面で反射しながら赤外線センサー4に集光される。
赤外線センサー4は中空管状部材15の内面温度の輻射
エネルギーを受けることになるが、反射率が極めて大き
くなるように鏡面仕上げにしているため、中空管状部材
15の内面温度の放射エネルギーを極力抑えることが可
能となる。中空管状部材15の内面の反射率が0.95
の場合、残りの5%が中空管状部材15の内面からの熱
輻射を赤外線センサー4が受けることになる。しかし、
本実施例では、中空管状部材15と赤外線センサー4は
プローブ手段2の中に装入配置しているので、プローブ
手段2に外部から熱的変化が加わっても、中空管状部材
15と赤外線センサー4の温度ギャップは、ほとんどな
く熱的にバランスされている。この構成で、中空管状部
材15と赤外線センサー4の温度ギャップが過渡的に
0.1℃生じても、中空管状部材15からの熱輻射誤差
が0.01℃以下になることを確認できた。つまり体温
計としての精度を±0.1℃以内にするには、回路系の
誤差も0.05℃〜0.07℃程度存在するので、中空
管状部材15からの熱輻射誤差を無視できる程度にまで
下げる必要がある。そのため、中空管状部材15内面の
反射率は、0.95より大きくことが好ましい。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a structural block diagram of a radiation thermometer according to Embodiment 3 of the present invention. The configuration is substantially the same as that of the first or second embodiment, except that the condensing means is not the lens 3 but a hollow tubular member 15 having a large inner surface reflectance. The infrared radiation emitted from the vicinity of the eardrum is
The light is condensed on the infrared sensor 4 while being reflected on the inner surface of the lens.
Although the infrared sensor 4 receives the radiant energy of the inner surface temperature of the hollow tubular member 15, the radiant energy of the inner surface temperature of the hollow tubular member 15 is minimized because the infrared sensor 4 is mirror-finished so that the reflectivity becomes extremely large. Becomes possible. The reflectance of the inner surface of the hollow tubular member 15 is 0.95
In this case, the remaining 5% receives the thermal radiation from the inner surface of the hollow tubular member 15 to the infrared sensor 4. But,
In this embodiment, since the hollow tubular member 15 and the infrared sensor 4 are disposed in the probe means 2, even if a thermal change is applied to the probe means 2 from the outside, the hollow tubular member 15 and the infrared sensor 4 The temperature gap is almost thermally balanced. With this configuration, it was confirmed that even if the temperature gap between the hollow tubular member 15 and the infrared sensor 4 transiently occurred at 0.1 ° C., the thermal radiation error from the hollow tubular member 15 was 0.01 ° C. or less. In other words, in order to make the accuracy as a thermometer within ± 0.1 ° C., errors in the circuit system also exist at about 0.05 ° C. to 0.07 ° C., so that the heat radiation error from the hollow tubular member 15 can be ignored. Need to be lowered to Therefore, the reflectivity of the inner surface of the hollow tubular member 15 is preferably greater than 0.95.

【0025】この構成によれば、実施例1または2と同
様の効果が得られる。 (実施例4)図6は本発明の実施例4の放射体温計の構
成ブロック図である。
According to this configuration, the same effect as that of the first or second embodiment can be obtained. (Embodiment 4) FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a radiation thermometer according to Embodiment 4 of the present invention.

【0026】実施例2とほぼ同様の構成であるが、集光
手段としてのレンズ3と赤外線センサー4および温度検
出器5を格納した等温ブロック14とプローブ手段2内
面との間に空気間隙層16を備えた点が異なる。この構
成により、プローブ手段2の外部から加えられる熱的変
動に対しては空気間隙層16があるために、等温ブロッ
ク14への熱的変動を抑えることができる。仮に熱的変
動が伝わったとしても、集光手段であるレンズ3と赤外
線センサー4が等温ブロック14の中に配置され、かつ
等温ブロック14はプローブ手段2の中に装入されてい
るので、赤外線センサー4と等温ブロック14は熱的バ
ランスが保たれた状態で変動するだけである。この構成
によれば、実施例2よりも検温精度が向上する。
The structure is substantially the same as that of the second embodiment, except that an air gap layer 16 is provided between the inner surface of the probe means 2 and the isothermal block 14 in which the lens 3 as the light condensing means, the infrared sensor 4 and the temperature detector 5 are stored. Is different. With this configuration, the thermal fluctuation applied to the isothermal block 14 can be suppressed due to the presence of the air gap layer 16 against the thermal fluctuation applied from outside the probe unit 2. Even if the thermal fluctuation is transmitted, since the lens 3 and the infrared sensor 4 as the light condensing means are arranged in the isothermal block 14 and the isothermal block 14 is inserted in the probe means 2, the infrared ray The sensor 4 and the isothermal block 14 only fluctuate while maintaining a thermal balance. According to this configuration, the temperature detection accuracy is improved as compared with the second embodiment.

【0027】(実施例5)図7は本発明の実施例5の放
射体温計の構成ブロック図である。
(Embodiment 5) FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a radiation thermometer according to Embodiment 5 of the present invention.

【0028】実施例4とほぼ同様の構成であるが、空気
間隙層に接するプローブ手段2の内面または等温ブロッ
ク手段14の外面の反射率を大きくした点が異なる。本
実施例では、赤外線センサー4が検知する波長領域の赤
外線に対して反射率を大きくするために、プローブ手段
2の内面または等温ブロック手段14の外面に滑らかな
鏡面加工を施した上に金メッキ処理17を施している
が、その方法は問わない。この構成にすることにより、
さらに、プローブ手段2の外部から加えられる熱的変動
に対して、輻射による温度変動が抑えられるため、実施
例4よりも等温ブロック14への熱的変動は少なくな
り、かつ赤外線センサー4と等温ブロック14の間の熱
バランスが保たれることになる。
The structure is almost the same as that of the fourth embodiment, except that the reflectivity of the inner surface of the probe means 2 or the outer surface of the isothermal block means 14 which is in contact with the air gap layer is increased. In this embodiment, the inner surface of the probe means 2 or the outer surface of the isothermal block means 14 is smooth-mirror-finished and then plated with gold in order to increase the reflectance with respect to infrared light in the wavelength range detected by the infrared sensor 4. 17 is given, but there is no limitation on the method. With this configuration,
Further, since the temperature fluctuation due to radiation is suppressed with respect to the thermal fluctuation applied from the outside of the probe means 2, the thermal fluctuation to the isothermal block 14 is smaller than in the fourth embodiment, and the infrared sensor 4 and the isothermal block The heat balance between 14 will be maintained.

【0029】なお、プローブ手段2の内面と等温ブロッ
ク手段14の外面の両者の反射率を大きくすること、さ
らに赤外線センサー4が検知する波長領域の赤外線に対
して反射率を0.95よりも大きくすることによって前
記効果を増すことができる。
The reflectivity of both the inner surface of the probe means 2 and the outer surface of the isothermal block means 14 is increased, and the reflectivity for infrared rays in the wavelength range detected by the infrared sensor 4 is made greater than 0.95. By doing so, the above effect can be increased.

【0030】この構成によれば、実施例4よりも検温精
度がさらに向上する。
According to this configuration, the temperature detection accuracy is further improved as compared with the fourth embodiment.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明から明かなように本発明の放
射体温計によれば、次の効果が得られる。
As apparent from the above description, the radiation thermometer of the present invention has the following advantages.

【0032】耳孔部に挿入するプローブ手段の中に集光
手段と赤外線センサーを装入配置しているので、外部か
らの熱的変化に対してプローブ手段の内面と集光手段お
よび赤外線センサーの温度変化は、ほぼ同等の変化を示
すことなり温度ギャップが生じない。そのため、繰り返
し検温しても、検温誤差を小さくでき、繰り返し安定性
を向上させることができる。
Since the light-collecting means and the infrared sensor are inserted and arranged in the probe means inserted into the ear canal, the inner surface of the probe means and the temperature of the light-collecting means and the infrared sensor are protected against external thermal changes. The change shows almost the same change and no temperature gap occurs. Therefore, even if the temperature is repeatedly measured, the temperature measurement error can be reduced, and the repetition stability can be improved.

【0033】また、集光手段であるレンズは、プローブ
手段の略先端に配置しているので、防塵用としての効果
もある。
Further, since the lens serving as the light condensing means is disposed substantially at the front end of the probe means, there is also an effect for dust prevention.

【0034】また、集光手段であるレンズと赤外線セン
サーは、熱伝導の良い金属性の等温ブロックでユニット
化してプローブ手段の略先端部の中に装入配置している
ので、プローブ手段の外部から熱的変化が加わっても、
等温ブロックの内部は温度的に同一温度変化を示し、赤
外線センサーと等温ブロックとの熱的バランスは保たれ
た状態であるので、耳孔部での繰り返し検温を行ったと
しても、検温精度をさらに向上させることができる。
The lens and the infrared sensor, which are the light condensing means, are unitized by a metallic isothermal block having good heat conductivity and are arranged in the substantially distal end portion of the probe means. Even if thermal change is added from
The inside of the isothermal block shows the same temperature change in terms of temperature, and the thermal balance between the infrared sensor and the isothermal block is maintained, so even if the temperature is repeatedly measured in the ear canal, the accuracy of temperature measurement is further improved Can be done.

【0035】また、集光手段をレンズではなく内面の反
射率が大きい中空管状部材としても、鼓膜近傍から放射
された赤外線は中空管状部材の内面で反射しながら赤外
線センサーに集光される。しかし、内面の反射率を0.
95より大きくしているため、中空管状部材の内面温度
の放射エネルギーを極力抑えることができるとともに、
さらに、中空管状部材と赤外線センサーはプローブ手段
の中に装入配置しているので、プローブ手段に外部から
熱的変化が加わっても、中空管状部材と赤外線センサー
の温度ギャップは、ほとんどなく熱的にバランスされて
いる。そのため、耳孔部での繰り返し検温を行ったとし
ても、検温精度をさらに向上させることができる。
Further, even if the light collecting means is a hollow tubular member having a large internal surface reflectance instead of a lens, infrared rays radiated from the vicinity of the eardrum are collected on the infrared sensor while being reflected by the inner surface of the hollow tubular member. However, the reflectivity of the inner surface is set to 0.
Since it is larger than 95, the radiant energy of the inner surface temperature of the hollow tubular member can be suppressed as much as possible,
Further, since the hollow tubular member and the infrared sensor are inserted and arranged in the probe means, even if a thermal change is applied to the probe means from the outside, the temperature gap between the hollow tubular member and the infrared sensor is almost negligible. Is balanced. Therefore, even if the temperature is repeatedly measured at the ear hole, the accuracy of the temperature measurement can be further improved.

【0036】また、集光手段と赤外線センサーを格納し
た等温ブロックとプローブ手段内面との間に空気間隙層
を備えてりるため、プローブ手段の外部から加えられる
熱的変動に対しては空気間隙層があるために、等温ブロ
ックへの熱的変動を抑えることができる。
Also, since an air gap layer is provided between the inner surface of the probe means and the isothermal block in which the light collecting means and the infrared sensor are stored, the air gap is prevented from being applied to thermal fluctuations applied from outside the probe means. Due to the layer, thermal fluctuations to the isothermal block can be suppressed.

【0037】また、空気間隙層に接するプローブ手段の
内面と等温ブロックの外面の反射率の0.95より大き
くしたため、プローブ手段の外部から加えられる熱的変
動に対して、輻射による温度変動が抑えることができる
ので、等温ブロックへの熱的変動はさらに少なくなり、
かつ赤外線センサーと等温ブロックの間の熱バランスが
保たれることになるので、検温精度がさらに向上する。
Further, since the reflectivity of the inner surface of the probe means in contact with the air gap layer and the outer surface of the isothermal block is set to be larger than 0.95, temperature fluctuation due to radiation is suppressed with respect to thermal fluctuation applied from outside the probe means. Thermal fluctuations to the isothermal block are further reduced,
In addition, since the heat balance between the infrared sensor and the isothermal block is maintained, the accuracy of the temperature detection is further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1の放射体温計の構成ブロック
FIG. 1 is a configuration block diagram of a radiation thermometer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同放射温度計の温度変化図FIG. 2 is a temperature change diagram of the radiation thermometer.

【図3】同放射温度計の赤外線センサーの立体視野角を
示す図
FIG. 3 is a diagram showing a stereoscopic viewing angle of an infrared sensor of the radiation thermometer.

【図4】本発明の実施例2の放射体温計の構成ブロック
FIG. 4 is a configuration block diagram of a radiation thermometer according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例3の放射体温計の構成ブロック
FIG. 5 is a configuration block diagram of a radiation thermometer according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例4の放射体温計の構成ブロック
FIG. 6 is a configuration block diagram of a radiation thermometer according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例5の放射体温計の構成ブロック
FIG. 7 is a configuration block diagram of a radiation thermometer according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】従来の放射体温計の外観図FIG. 8 is an external view of a conventional radiation thermometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 プローブ手段 3 レンズ(集光手段) 4 赤外線センサー 14 等温ブロック 15 中空管状部材(集光手段) 16 空気間隙層 2 Probe means 3 Lens (light collecting means) 4 Infrared sensor 14 Isothermal block 15 Hollow tubular member (light collecting means) 16 Air gap layer

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】人体の耳孔部に挿入するプローブ手段と、
前記プローブ手段を介して鼓膜近傍から放射される赤外
線を集光する集光手段と、前記集光手段により集光され
た赤外線を検知する赤外線センサーとを備え、前記集光
手段と前記赤外線センサーを前記プローブ手段の中に装
入した放射体温計。
1. A probe means inserted into an ear canal of a human body;
A light collecting means for collecting infrared light radiated from the vicinity of the eardrum through the probe means, and an infrared sensor for detecting infrared light collected by the light collecting means, wherein the light collecting means and the infrared sensor A radiation thermometer mounted in the probe means.
【請求項2】集光手段はレンズからなり、プローブ手段
の略先端に配置したことを特徴とする請求項1記載の放
射体温計。
2. A radiation thermometer according to claim 1, wherein said light condensing means comprises a lens and is disposed substantially at a tip of said probe means.
【請求項3】集光手段は、赤外線センサーが検知する波
長領域の赤外線に対して反射率が0.95より大きい内
面を有する中空管状部材としたことを特徴とする請求項
1記載の放射体温計。
3. The radiation thermometer according to claim 1, wherein the light condensing means is a hollow tubular member having an inner surface having a reflectivity greater than 0.95 for infrared rays in a wavelength region detected by the infrared sensor. .
【請求項4】集光手段であるレンズと赤外線センサー
は、それぞれの温度を均一にさせる等温ブロック手段に
より包囲してプローブ手段に装入したことを特徴とする
請求項1記載の放射体温計。
4. The radiation thermometer according to claim 1, wherein the lens and the infrared sensor, which are the light condensing means, are enclosed in the isothermal block means for making their temperatures uniform, and are mounted on the probe means.
【請求項5】プローブ手段と等温ブロック手段の間に空
気間隙層を備えた請求項4記載の放射体温計。
5. The radiation thermometer according to claim 4, further comprising an air gap layer between the probe means and the isothermal block means.
【請求項6】空気間隙層に接するプローブ手段の内面ま
たは等温ブロック手段の外面の反射率を0.95より大
きくしたことを特徴とする請求項5記載の放射体温計。
6. The radiation thermometer according to claim 5, wherein the reflectance of the inner surface of the probe means or the outer surface of the isothermal block means which is in contact with the air gap layer is larger than 0.95.
【請求項7】レンズは回折効果を利用した平板レンズと
したことを特徴とする請求項2または4ないし6のいず
れか1項に記載の放射体温計。
7. The radiation thermometer according to claim 2, wherein the lens is a flat lens utilizing a diffraction effect.
【請求項8】赤外線センサーは薄膜型の焦電センサーで
あることを特徴とする請求項1記載の放射体温計。
8. The radiation thermometer according to claim 1, wherein the infrared sensor is a thin-film pyroelectric sensor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000066988A1 (en) * 1999-04-28 2000-11-09 Kazuhito Sakano Radiation thermometer and temperature measuring method with this thermometer
JP2006026209A (en) * 2004-07-20 2006-02-02 Sharp Corp Robot
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