JPH11281484A - 耳式体温計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、耳式体温計において、温度
増幅回路の簡素化による低コスト化を図ることができ、
また、測定誤差の少ない耳式体温計を提供することであ
る。 【解決手段】 非接触型センサ２と導波管４とを間隔Ｌ
ｂを有して配置する。この構成とすることで、導波管４
の入り口面１０に対する入射角θが大であるノズル３先
端周辺の外耳道５から放射される赤外線は導波管４内に
て反射を繰り返した後、導波管４の出口より角度θで非
接触型温度センサと導波管４との間隔Ｌｂによって生じ
る空間を介して非接触型温度センサ２入射領域外に発散
されるため、外耳道５から放射される赤外線のうち非接
触型温度センサ２に検出される赤外線を減少させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耳式体温計に関する
ものである。さらに詳しくは鼓膜から放射される赤外線
を感知する非接触型温度センサと、前記赤外線を伝搬さ
せる導波管とを有する耳式体温計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、体温計は従来から使用されている
電子体温計や硝子体温計にとってかわり、鼓膜や周辺組
織から放射される赤外線を耳孔に挿入した温度センサで
測定する耳式体温計が主流になりつつある。特に予防接
種や深夜の急な発熱など体温計を使う機会が多い乳幼児
を持つ家庭においては、腋窩若しくは舌下にて計測時間
１〜３分を要する電子体温計や硝子体温計では計測時間
中乳幼児をじっとさせておかなければならないため、計
測時間が１〜３秒の耳式体温計の需要が増加する傾向に
ある。

【０００３】以下、従来の耳式体温計について図５を用
いて説明する。図５は耳孔に挿入された従来の耳式体温
計の赤外線検出部を示す断面図である。この赤外線検出
部は図５に示すように、鼓膜１から放射される赤外線を
検出する非接触型温度センサ２と、ノズル３内部に設置
され鼓膜１からの微弱な赤外線を効率よく伝搬させるた
めの導波管４を有している。非接触型温度センサ２と導
波管４は接続されており、導波管４に入射した赤外線は
導波管４で反射を繰り返しながら非接触型温度センサ２
に到達する。

【０００４】ここで、鼓膜１から放射される赤外線は耳
孔に挿入するノズル３の角度を変えることにより非接触
型温度センサ２に直接受光されることが理想的である
が、一般に人間の外耳道５は軟骨の影響で湾曲している
ため、鼓膜１から放射される赤外線が非接触型温度セン
サ２に直接受光される角度を確保することは困難であ
る。従って、耳孔に挿入されたノズル３が外耳道軟骨に
より鼓膜１との直接的角度を得られなくても鼓膜１から
放射される赤外線を受光することができるよう、赤外線
を反射させて伝搬する役割を果たす導波管４をノズル３
内部に設けている。

【０００５】またノズル３の形状は、使用者が安全に使
用することができるよう、耳孔に深く挿入されない形状
になっている。このため鼓膜１とノズル３の先端とは一
定距離が保たれる。一方、鼓膜１から放射される赤外線
エネルギーは距離の二乗に比例して減少するので、鼓膜
１から非接触型温度センサ２までの赤外線到達距離が大
きくなるほど赤外線エネルギーの検出結果である温度表
示は低くなる。従って、図示しない体温計内部の回路に
おいて非接触型温度センサ２の出力を増幅し適正に鼓膜
温度を表示するよう調整している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上の従来の
耳式体温計においては次のような問題点があった。従来
の耳式体温計では図５に示すように、耳孔に挿入された
ノズル３先端の周辺部、すなわち鼓膜１から離れた外耳
道５から放射される赤外線も鼓膜１から放射される赤外
線同様ノズル内の導波管４に入射するため、非接触型温
度センサ２は鼓膜１のみならず外耳道５から放射される
赤外線も検知する。このため、以下に示すような不都合
が生じていた。

【０００７】ノズル３周辺の外耳道温度は鼓膜温度と体
表面の温度の中間的温度である。すなわち、外耳道温度
は鼓膜温度より低温である。従って、外耳道５から放射
される赤外線エネルギーは鼓膜１から放射される赤外線
エネルギーより小さい。ところが外耳道５は鼓膜１より
非接触型温度センサ２までの距離が近いため、外耳道５
から放射される赤外線は鼓膜１から放射される赤外線よ
りエネルギー減衰が少なくなる場合があり、かかる場合
には非接触型温度センサ２で検知される外耳道５からの
赤外線エネルギーが鼓膜１からの赤外線エネルギーより
大きくなる。従って、以上の場合には鼓膜温度を測定せ
ず、外耳道温度を測定していることになり、適正に鼓膜
温度を表示するためには外耳道温度の影響を考慮に入れ
て非接触型温度センサ２の増幅回路を決定する必要があ
るため、非接触型温度センサ２の増幅回路の複雑化は避
けられず、かかる回路の複雑化が耳式体温計におけるコ
スト高の原因の一つとなっていた。

【０００８】また、ノズル３の先端を耳孔に挿入した場
合、通常ノズル３の先端の温度は室温に限りなく近いた
め、外耳道５がノズル３の先端に熱を奪われて外耳道温
度が低下する。従来の耳式体温計においては前述のよう
に、非接触型温度センサ２が鼓膜１のみならず外耳道５
から放射される赤外線も検知するためこの外耳道温度の
変化により測定誤差が生じる場合があった。本発明は、
以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであ
って、増幅回路の簡素化による低コスト化を図ることが
でき、また、測定誤差の少ない耳式体温計を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め提供する本発明は、鼓膜から放射される赤外線を感知
する非接触型温度センサと、前記赤外線を伝搬させる導
波管とを有する耳式体温計において、前記非接触型温度
センサと前記導波管とを間隔Ｌｂを有して配置したこと
を特徴とする耳式体温計である。非接触型温度センサと
導波管とを間隔Ｌｂを有して配置することにより、導波
管の入り口面に対する入射角θが大であるノズル先端周
辺の外耳道から放射される赤外線は導波管内にて反射を
繰り返した後、導波管の出口より角度θで非接触型温度
センサと導波管との間隔Ｌｂによって生じる空間を介し
て非接触型温度センサ入射領域外に発散されるため、外
耳道から放射される赤外線のうち非接触型温度センサに
検出される赤外線を減少させることができる。従って、
ノズル先端の外耳道から放射される赤外線の影響を考慮
に入れることなく非接触型温度センサの増幅回路を決定
することができるため、耳式体温計の低コスト化を図る
ことができる。加えて、ノズル先端の外耳道温度の変化
による測定誤差を減少させることができる。

【００１０】また、以上の課題を解決するため提供する
本発明は、導波管の径ｄと、導波管と非接触型温度セン
サとの距離ＬｂとがＬｂ≧Ａ×ｄ+Ｂ（Ａ，Ｂは定数）
で設定されてなることを特徴とする請求項１に記載の耳
式体温計である。導波管の径ｄと、導波管と非接触型温
度センサとの距離ＬｂとをＬｂ≧Ａ×ｄ+Ｂ（Ａ，Ｂは
定数）で設定することにより、大部分のノズル先端周辺
の外耳道から放射される赤外線が、非接触型温度センサ
と導波管との間隔Ｌｂによって生じる空間を介して非接
触型温度センサ入射領域外に発散されるため、外耳道か
ら放射される赤外線のうち非接触型温度センサに検出さ
れる赤外線を大幅に減少させることができる。従って、
ほぼ鼓膜から放射される赤外線のみで非接触型温度セン
サの増幅回路を決定することができるため、耳式体温計
の低コスト化を図ることができる。加えて、外耳道温度
の変化による測定誤差を回避することができる。さら
に、外耳道から放射される赤外線のうち非接触型温度セ
ンサに検出される赤外線を大幅に減少させることができ
るという利点を保ちつつＬｂ≧Ａ×ｄ+Ｂ（Ａ，Ｂは定
数）を満たす範囲でＬｂとｄを変化させることができ
る。従って、例えば乳幼児用に導波管の径ｄを細くして
ノズルを細くするなど使用者の耳孔の大きさに応じ、か
つ、低コストで測定誤差の少ない耳式体温計を提供する
ことができる。

【００１１】また、以上の課題を解決するため提供する
本発明は、非接触型温度センサと導波管との間隔Ｌｂが
鼓膜から導波管の入り口面までの距離Ｌａとほぼ等しい
間隔であることを特徴とする請求項１に記載の耳式体温
計である。非接触型温度センサと導波管との間隔Ｌｂ
が、Ｌｂ≧Ｌａを満たす場合には外耳道から放射される
赤外線の大部分をカットすることができるが、その中で
もＬｂ＝Ｌａの場合には導波管の入り口面に入射した鼓
膜から放射される赤外線のエネルギー減衰を最小にする
ことができる。従って、非接触型温度センサと導波管と
の間隔Ｌｂが鼓膜から導波管の入り口面までの距離Ｌａ
とほぼ等しい間隔とすることにより、最も効率よく外耳
道から放射される赤外線をカットすることができ、か
つ、最も効率よく導波管の入り口面に入射した鼓膜から
放射される赤外線を非接触型温度センサに検知させるこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にか
かる耳式体温計の部分切り欠き斜視図である。図２は、
本発明の一実施形態にかかる耳式体温計の赤外線検出部
を示す断面図である。図３は、本発明の一実施形態にか
かる耳式体温計の赤外線検出部を示す模式図である。図
４は、本発明の一実施形態にかかる耳式体温計の赤外線
検出部を示す断面図である。

【００１３】本発明の一実施の形態にかかる耳式体温計
は図１に示すように、本体ケース６と、本体ケース６に
収納された赤外線検出部７を含むセンサフレーム９及び
温度測定回路部８とから構成されている。耳孔に挿入さ
れる本体ケース６の先端のノズル３は、耳孔に深く挿入
されないように先端に行くほど細くなるように形成され
ているため、使用者は安全に使用することができる。ま
た、赤外線検出部７は本体ケース６内の先端に配置さ
れ、ノズル３の先端に設けられた孔より入射する赤外線
を検出する。

【００１４】赤外線検出部は図１及び図２に示すよう
に、鼓膜１から放射される赤外線を検出する非接触型温
度センサ２と、本体ケース６先端のノズル３内に設置さ
れ、鼓膜１から放射される微弱な赤外線を効率よく伝搬
させるための導波管４を有している。導波管４及び非接
触型温度センサ２はノズル３内のセンサフレーム９によ
って固定されている。センサフレーム９内にて非接触型
温度センサ２と導波管４は距離Ｌｂを有して配置されて
いる。導波管４は円筒形状であり、その内面は高反射処
理が施されている。従って、導波管４に入射角θで入射
した赤外線は導波管４内で反射を繰り返しながら導波管
４の出口より角度θで出射する。導波管４の出口より出
射した赤外線は、非接触型温度センサ２に到達するか、
または非接触型温度センサ２と導波管４との間隔Ｌｂに
よって生じる空間から出射する。

【００１５】以下、本実施の形態にかかる耳式体温計の
非接触型温度センサ２と導波管４との距離Ｌｂがどのよ
うに決定されるかを図３を参照して説明する。図３は耳
孔に挿入された本実施の形態にかかる耳式体温計の赤外
線検出部７の断面を模式的に表した図であり、点Ｐは外
耳道５表面上の任意の点、θは導波管４の入り口面１０
に対する赤外線の入射角である。また、ｄは導波管４の
径の大きさを、ｃは非接触型温度センサ２の径の大きさ
を、Ｌｂは導波管４の出口面１１から非接触型温度セン
サ２までの距離を表している。点Ｐから放射された赤外
線は図３（１）に示すように、導波管４の入り口面１０
に入射角θで入射した後、導波管４内で反射を繰り返し
て導波管４の出口面１１から角度θで出射する。

【００１６】ここで、点Ｐから入射角θで入射する赤外
線を非接触型温度センサ２に入射させないようにするＬ
ｂにおいて、Ｌｂの値が最小になる場合について考察す
る。図３（２）において、点ｅ及び点ｆはそれぞれ導波
管４の出口面１１と導波管４の内面との交線上の点であ
り、直線ｍは点ｆを通り導波管４の出口面１１の法線と
のなす角がθである直線であり、直線ｎは点ｅを通り導
波管４の出口面１１の法線とのなす角がθである直線で
ある。今、非接触型温度センサ２を図３（２）に示すよ
うに直線ｍ、ｎに接する位置まで近づけると、この位置
が点Ｐから入射角θで入射する赤外線を非接触型温度セ
ンサ２に入射させないようにするＬｂにおいて、Ｌｂの
値が最小になる場合の非接触型温度センサ２の位置であ
る。この位置より非接触型温度センサ２が導波管４に対
して遠くに位置すれば、導波管４の入り口面１０に入射
角θより大きな入射角で入射する赤外線は、非接触型温
度センサ２に入射することができない。

【００１７】また、点Ｐから入射角θで入射する赤外線
を非接触型温度センサ２に入射させないようにするＬｂ
において、最小になる場合のＬｂは図３（２）より以下
の式（ア）で表される。 Ｌｂ＝ｄ/（２ｔａｎθ）+ｃ/（２ｔａｎθ） （ア） ここで、１/（２ｔａｎθ）を定数Ａとし、ｃ/（２ｔａ
ｎθ）を定数Ｂとして、ｄをＬｂの関数として記述する
と上式は以下の式（イ）で表される。 Ｌｂ＝Ａ×ｄ+Ｂ（Ａ，Ｂは定数） （イ） 以上より、Ｌｂ≧Ａ×ｄ+Ｂ（Ａ，Ｂは定数）を満たす
Ｌｂであれば、導波管４の入り口面１０に入射角θより
大きな入射角で入射する赤外線は、非接触型温度センサ
２に入射することができない。

【００１８】ところで、鼓膜１は外耳道５より導波管４
の入り口面１０までの距離が遠いので、導波管４の入り
口面１０に入射する赤外線については、鼓膜１から放射
される赤外線の大部分が外耳道５から放射される赤外線
に比べ入射角が小である。従って、例えば式（ア）にお
いてｔａｎθを鼓膜１から放射される赤外線の入射角の
最大値に対応するｔａｎθと設定し、ｃを決定すれば、
式（イ）のＡ及びＢが定まる。以上のように決定された
Ａ及びＢをもとに、導波管４の径ｄと、導波管４と非接
触型温度センサ２との距離ＬｂとをＬｂ≧Ａ×ｄ+Ｂで
設定することにより、外耳道５から放射される赤外線の
大部分が、非接触型温度センサ２と導波管４との間隔Ｌ
ｂによって生じる空間を介して非接触型温度センサ入射
領域外に発散されるため、外耳道５から放射される赤外
線のうち非接触型温度センサ２に検出される赤外線を大
幅に減少させることができる。従って、ほぼ鼓膜１から
放射される赤外線のみで非接触型温度センサ２の増幅回
路を決定することができるため、耳式体温計の低コスト
化を図ることができる。加えて、外耳道温度の変化によ
る測定誤差を回避することができる。

【００１９】また、以上のように決定されたＡ及びＢを
もとに、外耳道５から放射される赤外線のうち非接触型
温度センサ２に検出される赤外線を大幅に減少させるこ
とができるという利点を保ちつつＬｂ≧Ａ×ｄ+Ｂを満
たす範囲でＬｂとｄを変化させることができる。従っ
て、例えば図３（３）に示すように、乳幼児用に導波管
４の径ｄを細くしてノズルを細くするなど使用者の耳孔
の大きさに応じ、かつ、低コストで測定誤差の少ない耳
式体温計を製作することも可能である。

【００２０】また、例えば式（ア）においてｔａｎθを
鼓膜１から放射される赤外線の入射角の最大値に対応す
るｔａｎθと設定し、ｃがｄと等しくなるようｃを設定
すると、式（ア）は Ｌｂ＝ｄ/ｔａｎθ （ウ） となる。さらに、鼓膜１と導波管４の入り口面１０との
距離をＬａとし、ｄを鼓膜１の径の大きさと等しくなる
ように設定すると、Ｌａ＝ｄ/ｔａｎθであるから、式
（ウ）より、 Ｌｂ＝Ｌａ となる。すなわち、以上のようにθ、ｃ、ｄを設定した
場合はＬｂ≧Ｌａを満たす場合に外耳道５から放射され
る赤外線の大部分をカットすることができるが、その中
でも図４に示すようにＬｂ＝Ｌａの場合は導波管４の入
り口面１０に入射した鼓膜１から放射される赤外線のエ
ネルギー減衰を最小にすることができる。従って、非接
触型温度センサ２と導波管４との間隔Ｌｂが鼓膜１から
導波管４の入り口面１０までの距離Ｌａとほぼ等しい間
隔とすることにより、最も効率よく外耳道５から放射さ
れる赤外線をカットすることができ、かつ、最も効率よ
く導波管４の入り口面１０に入射した鼓膜１から放射さ
れる赤外線を非接触型温度センサ２に検知させることが
できる。以上述べたように非接触型温度センサ２と導波
管４との距離Ｌｂは決定される。

【００２１】温度測定回路部８は図１に示すように、温
度測定回路が組み込まれている基板１２と、基板１２に
直接取り付けられたスイッチ１３及びコネクターを介し
て取り付けられた液晶表示部１４とを有している。基板
１２は非接触型温度センサ２と接続されている。また、
スイッチ１３及び液晶表示部１４は本体ケース６に設け
られた孔よりそれぞれ本体ケース６の外部に露呈してい
る。スイッチ１３を押すと体温測定が開始され、液晶表
示部１４は測定された体温をデジタル表示する。

【００２２】本実施の形態にかかる耳式体温計にて体温
を計測する際には、本体先端のノズル３を耳孔に挿入し
た後スイッチ１３を押す。スイッチ１３を押すと、非接
触型温度センサ２にて検出された赤外線が基板に組み込
まれた温度測定回路にて処理され、液晶表示部１４に測
定された体温が表示される。

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる耳式体温
計は、非接触型温度センサと導波管とを間隔Ｌｂを有し
て配置することにより、導波管の入り口面に対する入射
角θが大であるノズル先端周辺の外耳道から放射される
赤外線は導波管内にて反射を繰り返した後、導波管の出
口より角度θで非接触型温度センサと導波管との間隔Ｌ
ｂによって生じる空間を介して非接触型温度センサ入射
領域外に発散されるため、外耳道から放射される赤外線
のうち非接触型温度センサに検出される赤外線を減少さ
せることができる。従って、ノズル先端の外耳道から放
射される赤外線の影響を考慮に入れることなく非接触型
温度センサの増幅回路を決定することができるため、耳
式体温計の低コスト化を図ることができる。加えて、ノ
ズル先端の外耳道温度の変化による測定誤差を減少させ
ることができる。また、本発明にかかる耳式体温計は、
導波管の径ｄと、導波管と非接触型温度センサとの距離
ＬｂとをＬｂ≧Ａ×ｄ+Ｂ（Ａ，Ｂは定数）で設定する
ことにより、大部分のノズル先端周辺の外耳道から放射
される赤外線が、非接触型温度センサと導波管との間隔
Ｌｂによって生じる空間を介して非接触型温度センサ入
射領域外に発散されるため、外耳道から放射される赤外
線のうち非接触型温度センサに検出される赤外線を大幅
に減少させることができる。従って、ほぼ鼓膜から放射
される赤外線のみで非接触型温度センサの増幅回路を決
定することができるため、耳式体温計の低コスト化を図
ることができる。加えて、外耳道温度の変化による測定
誤差を回避することができる。さらに、外耳道から放射
される赤外線のうち非接触型温度センサに検出される赤
外線を大幅に減少させることができるという利点を保ち
つつＬｂ≧Ａ×ｄ+Ｂ（Ａ，Ｂは定数）を満たす範囲で
Ｌｂとｄを変化させることができる。従って、例えば乳
幼児用に導波管の径ｄを細くしてノズルを細くするなど
使用者の耳孔の大きさに応じ、かつ、低コストで測定誤
差の少ない耳式体温計を提供することができる。。ま
た、本発明にかかる耳式体温計は、非接触型温度センサ
と導波管との間隔Ｌｂが鼓膜から導波管の入り口面まで
の距離Ｌａとほぼ等しい間隔であることにより、外耳道
から放射される赤外線の大部分をカットすることがで
き、かつ、導波管の入り口面に入射した鼓膜から放射さ
れる赤外線のエネルギー減衰を最小にすることができ
る。従って、非接触型温度センサと導波管との間隔Ｌｂ
が鼓膜から導波管の入り口面までの距離Ｌａとほぼ等し
い間隔とすることにより、最も効率よく外耳道から放射
される赤外線をカットすることができ、かつ、最も効率
よく導波管の入り口面に入射した鼓膜から放射される赤
外線を非接触型温度センサに検知させることができるた
め、外耳道から放射される赤外線の影響を考慮に入れる
ことなく非接触型温度センサの増幅回路を決定すること
ができることで耳式体温計の低コスト化を図ることがで
きる。加えて、ノズル先端の外耳道温度の変化による測
定誤差を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態にかかる耳式体温計の部
分切り欠き斜視図である。

【図２】 本発明の一実施形態にかかる耳式体温計の赤
外線検出部を示す断面図である。

【図３】 本発明の一実施形態にかかる耳式体温計の赤
外線検出部を示す模式図である。

【図４】 本発明の一実施形態にかかる耳式体温計の赤
外線検出部を示す断面図である。

【図５】 従来の耳式体温計の赤外線検出部を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 鼓膜 ２ 非接触型温度センサ ３ ノズル ４ 導波管 ５ 外耳道 ６ 本体ケース ７ 赤外線検出部 ８ 温度測定回路部 ９ センサフレーム １０ 入り口面 １１ 出口面 １２ 基板 １３ スイッチ １４ 液晶表示部 - 1 -

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鼓膜から放射される赤外線を感知する非
   接触型温度センサと、前記赤外線を伝搬させる導波管と
   を有する耳式体温計において、前記非接触型温度センサ
   と前記導波管とを間隔Ｌｂを有して配置したことを特徴
   とする耳式体温計。
2. 【請求項２】 導波管の径ｄと、導波管と非接触型温度
   センサとの距離ＬｂとがＬｂ≧Ａ×ｄ+Ｂ（Ａ，Ｂは定
   数）で設定されてなることを特徴とする請求項１に記載
   の耳式体温計。
3. 【請求項３】 非接触型温度センサと導波管との間隔Ｌ
   ｂが鼓膜から導波管の入り口面までの距離Ｌａとほぼ等
   しい間隔であることを特徴とする請求項１に記載の耳式
   体温計。