KR101903510B1 - 개선된 광학 시스템을 갖는 의료용 방사선 체온계 - Google Patents

개선된 광학 시스템을 갖는 의료용 방사선 체온계 Download PDF

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Abstract

곡면 거울 및 방사선 센서를 포함하는 의료용 체온계가 개시된다. 방사선 센서는 일 구성에서 거울에 대해 배치되며, 거울은, 방사선 입구를 통과하고 거울에 대한 각도 범위 외부로 방위설정된 방사선을 센서로부터 벗어나게 반사시키고, 방사선 입구를 통과하고 거울에 대한 각도 범위 내로 방위설정된 방사선을 센서를 향해 반사시킨다.

Description

개선된 광학 시스템을 갖는 의료용 방사선 체온계{MEDICAL RADIATION THERMOMETER HAVING AN IMPROVED OPTICS SYSTEM}
본 출원은 2012년 11월 19일에 출원된 미국 가출원 61/728,003에 대한 우선권을 주장하며, 이의 내용은 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
본 발명은 일반적으로 온도를 측정하는 디바이스에 관한 것으로, 더 상세하게는 표유 방사선(stray radiation)의 영향을 감소시키기 위해 거울들을 통합시킨(incorporating) 의료 용도의 비-접촉식 적외선 체온계에 관한 것이다.
열 방사선(thermal radiation) 또는 적외선(IR) 체온계는 측정의 대상물과 물리적으로 접촉하지 않고 온도를 측정할 수 있는 디바이스이다. 따라서, 이러한 체온계는 때때로 "비-접촉식" 또는 "원격" 체온계라고 칭해진다. IR 체온계에서는, 대상물의 표면으로부터 자연적으로 발산되는 IR 방사선의 세기를 검출함으로써 대상물의 온도가 얻어진다. 약 0 ℃에서 100 ℃ 사이의 대상물에 대하여, 이는 약 3 내지 40 마이크로미터의 파장을 갖는 방사선을 검출하는 IR 센서들의 사용을 필요로 한다. 통상적으로 이 범위의 IR 방사선은 열 방사선이라고 칭해진다.
IR 체온계의 일 예시는 "귀에서 즉각 측정가능한(instant ear)" 의료용 체온계이며, 이는 사람 또는 동물의 외이도(ear canal)의 주변 조직 및 고막의 비-접촉식 온도 측정을 수행할 수 있다. 귀체온계(instant ear thermometer)는 Fraden의 미국 특허 4,797,840에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다. 다른 예시들은 Kraus 외의 미국 특허 6,789,936에 개시된 바와 같은 표피 온도(예를 들어, 이마의 피부 표면 온도)를 측정하는 의료용 체온계를 포함하며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
대상물의 IR 방사선 방출에 기초하여 대상물의 표면 온도를 측정하기 위해, IR 방사선이 검출되고, 종래의 전자 회로들에 의해 처리하기 적합한 전기 신호로 변환된다. IR 방사선을 검출하는 작업은 IR 센서 또는 검출기에 의해 달성된다.
종래의 열 IR 센서들은 통상적으로 적외선 통과 윈도우(infrared transparent window) 또는 필터를 갖는 하우징(housing), 및 적어도 하나의 감지 요소를 포함하고, 적어도 하나의 감지 요소는 IR 센서의 IR 윈도우를 거쳐 감지 요소 상으로 통과하는 대상물의 표면으로부터 발산되는 열 방사선 에너지 플럭스(Φ)에 반응한다. IR 센서는, 감지 요소와 측정 대상물 사이에 존재하는 순(net) IR 플럭스(Φ)를 나타내는 전기 신호를 생성하도록 기능한다. 해당 기술 분야에 알려진 바와 같이, 전기 신호는 적절한 데이터 처리에 의해 대상물의 온도와 관련될 수 있다.
열 플럭스(Φ)는 두 온도: 감지 요소 표면 온도(T s ) 및 대상물의 표면 온도(T b )[켈빈(Kelvin)으로 측정됨]의 함수이다. 이론적으로, 플랑크의 법칙(Planck's law)은 열 평형(thermal equilibrium)에서 흑체(black body)에 의해 방사되는 특정 파장을 갖는 전자기 에너지의 양을 설명한다. IR 체온계의 광학 시스템에 의해 결정될 수 있는 광범위한 광학 스펙트럼 범위에 대해, 두 온도(T s , T b )와 플럭스(Φ) 간의 관계는 4차 포물선에 의해 근사화될 수 있다. 이 근사화는 스테판-볼츠만 법칙(Stefan-Boltzmann law)으로서 알려져 있다:
Figure 112015059152383-pct00001
(1)
여기서, ε b 및 ε s 는 각각 대상물 및 감지 요소의 표면 방사율(surface emissivities)이고, σ는 스테판-볼츠만 상수이며, κ는 IR 체온계의 캘리브레이션(calibration) 시 측정에 의해 결정될 수 있는 광학 상수이다.
대상물의 실제 온도(T b )와 센서의 온도(T s ) 간의 비교적 작은 차이에 대하여, 수학식 (1)은 다음과 같은 식으로 근사화될 수 있다:
Figure 112015059152383-pct00002
(2)
IR 체온계의 목적은 대상물의 표면 온도(T b )를 결정하는 것이며, 이는 수학식 (2)의 역(invert)으로부터 T bc 로서 계산될 수 있다:
Figure 112015059152383-pct00003
(3)
이상적으로, 연산된 온도(Tbc)는 실제 온도(T b )와 같아야 한다. 실제로, 이들 온도는, 예를 들어 측정 오차 또는 캘리브레이션 드리프트(calibration drift)의 결과로 상이할 수 있다. 수학식 (3)으로부터, 온도(T bc )를 계산하기 위해 2 개의 값들: IR 감지 요소의 표면 온도(T s ) 및 IR 플럭스(Φ)의 크기가 결정되어야 할 필요가 있다. 온도 연산의 정확성은 수학식 (3)의 우측의 모든 변수들에 대한 측정 정확성에 따라 달라진다. 제 1 덧수(summand: T s )는, 해당 기술 분야에 알려진 다수의 기술들에 의해, 예를 들어 서미스터(thermistor) 또는 RTD 온도 센서를 이용함으로써, 매우 정확하게 측정될 수 있다. 제 2 덧수는, 특히 대상물의 방사율(ε b )의 일반적으로 미지의 예측불가능한 값으로 인해 더 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 의료용 체온측정(medical thermometry)에서, 방사율(ε b )은 피부 특성 및 형상에 의해 정의되는 피부 방사율이다. 피부 방사율은, 예를 들어 0.93 내지 0.99 범위일 수 있다.
방사율이 정확성에 어떤 영향을 주는지를 결정하기 위해, 수학식 (2)의 편도함수(partial derivative)는 다음과 같은 식으로 계산될 수 있다:
Figure 112015059152383-pct00004
(4)
편도함수는 대상물의 미지의 방사율(ε b )로 인한 측정 오차를 나타낸다. 수학식 (4)는 T s 가 T b 에 다다름에 따라 오차가 0에 다다름을 나타낸다. 따라서, T b 가 T s 와 거의 같을 때, 오차가 작다. 따라서, 오차를 최소화하기 위해서는, IR 센서의 온도(T s )를 실제적으로 대상물의 온도(T b )에 가깝게 유지하는 것이 바람직하다. 귀체온계에 대해, 예를 들어 본 명세서에서 전문이 인용 참조되는 Fraden의 미국 특허 5,645,349는 온도(T s 및 T b )를 서로 근접하게 하는 가열 감지 요소를 개시한다. 대안적으로, 본 명세서에서 전문이 인용 참조되는 Kraus 외의 미국 특허 7,014,358은 IR 센서 하우징을 가온시키는(warming) 가열 요소를 개시한다. 추가적으로, Fraden의 미국 특허 출원 공보 2011/0228811은 온도(T b )로 또한 가열되는 차폐부(shield)를 이용하여 표유 방사선으로부터 센서를 차폐하는 것을 개시한다.
온도가 표면으로부터 측정될 때, 원치않는 소스들로부터 발산되는 IR 센서에 수용되는 방사선의 양을 최소화하는 것이 중요하다. 원치 않는 또는 표유하는 방사선을 얻을(picking up) 가능성을 최소화하는 한가지 방식은 IR 체온계의 광학 시야(optical field of view)를 좁히는 것이다. 한 가지 방법은, Nomura 외의 미국 특허 5,172,978[일 단부에 집광 렌즈를 장착하고 다른 단부에 IR 검출기를 장착한 렌즈 통(lens barrel)을 포함하는 방사선 체온계(radiant thermometer)], 및 Ridley 외의 미국 특허 5,655,838[(다중-요소 포커싱 렌즈, 접안경(eye piece), 빔 스플리터(beam splitter) 및 IR 검출기를 갖는 방사선 체온계]에 의해 기술된 바와 같이(이들은 각각 본 명세서에서 전문이 인용 참조됨), IR 렌즈들을 이용하여 광학 시야를 좁히는 것이다.
표유 대상물(stray object)들로부터 플럭스를 얻을 확률을 최소화하는 또 다른 방법은, IR 체온계의 시야를 가시화(visualize)할 때 IR 체온계의 사용자를 돕기 위해 거울들을 이용하는 것이다. 이 접근법은 Everest의 미국 특허 4,494,881에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
이러한 방법들은 센서의 시야로부터 원하지 않는 방사선의 소스들의 일부를 제거할 수 있지만, 시야 내의 원하는 타겟 영역 외부로부터 발산되나 IR 센서의 시야 내에 있는 방사선의 소스들을 제거하는 것이 더 바람직할 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 비-접촉식 IR 체온계는, 특히 원하는 파장 범위를 갖는 방사선만을 통과시킬 수 있는 센서의 시야에 위치된 필터에 커플링될 수 있는 센서 표면을 갖는 IR 방사선 센서; 포물선 또는 거의 포물선일 수 있고, 타원 포물면(elliptic paraboloid)에 기초한 곡률(curvature) 및 표면을 포함할 수 있는 거울 - 센서는 거울의 초점에 또는 초점 부근에 위치되고, 필터는 센서와 거울 사이에 위치됨 -; 및 센서의 직접 시야 외부에 있는 어퍼처(aperture)를 포함하고, 거울은 필터와 어퍼처 사이에 방사선 경로를 제공한다. 다양한 실시예들에서, 센서는 해당 기술 분야의 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이 다양한 부가 기능을 갖는 반도체 디바이스의 구성요소로서 포함될 수 있다. 추가적으로, 다양한 실시예들에서, 센서 표면의 중심은 거울의 초점에 또는 초점 부근에 위치될 수 있고, 센서의 표면은 거울의 기선(baseline)에 대해 다양한 각도로 방위설정(orient)될 수 있어, 센서에 도달하는 표유 방사선의 양을 더욱 최소화하며, 이는 전체 방사선의 비율로서 결정되거나 이해될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 거울의 표면에 대한 법선과 거울의 기선 사이의 각도는 약 25°내지 35°사이이다. 다른 실시예들에서, 이 각도는 약 31.5°이다. 다양한 실시예들에서, 어퍼처는 원하지 않는 특정 파장의 방사선이 이를 통과하는 것을 방지할 수 있는 보호 윈도우 및/또는 필터를 포함할 수 있거나, 이에 의해 덮일 수 있거나, 이에 인접하여 배치시킬 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 특징들은 본 발명의 예시적인 실시예들의 다음의 상세한 설명 및 도면으로부터 더 쉽게 이해될 수 있을 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 체온계에 따른 단면도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 체온계에 따른 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 체온계에 따른 단면도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 체온계에 따른 단면도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 체온계에 따른 단면도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 체온계에 따른 단면도; 및
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 체온계에 따른 단면도이다.
특히, 포물선 또는 거의 포물선 거울, 및 필터 구성요소 및 센서 구성요소를 포함하는 IR 방사선 센서를 포함하는 원격 IR 체온계가 개시된다. 센서 구성요소는 거울의 초점 인근에 위치된 표면의 기하학적 중심점을 갖는 표면을 포함한다. 센서 구성요소는 다양한 각도에서 중심점에 대해 방위설정될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 원리들을 예시하기 위해, 다양한 실시예들의 몇몇 비-제한적인 예시들이 아래에 설명된다. 따라서, 본 발명의 범위는 예시적인 실시예들에 의해 제한되는 것이 아니라 오직 청구항들 및 그들의 등가물의 범위에 의해서만 제한됨을 이해하여야 한다.
도 1은 방사선 입구, 예를 들어 어퍼처(16) - 이는 보호 윈도우 및/또는 필터(55)를 포함할 수 있거나, 이에 의해 덮일 수 있거나, 이에 인접하여 보호 윈도우 및/또는 필터(55)를 배치시킬 수 있음 - 를 갖는 원격 IR 체온계(10) 내부의 거울(20) 및 센서 조립체(30)의 일 실시예의 개략적 단면도이다. 거울(20)은 포물선 또는 거의 포물선 형상일 수 있어, 거울의 포물선 또는 거의 포물선 곡률(58)에 의해 정의되는 바와 같이, 거울의 기선(54)에 수직인 대칭 축(52) 부근에 또는 대칭 축(52)을 따라 초점(50)을 정의하며, 기선은 거울의 기저점(base) 또는 꼭짓점(vertex)에서 거울(또는 이의 포물선 또는 거의 포물선 형상)에 대해 접선인(tangent) 선이다. 일반적인 포물선의 방정식은 y = ax 2 + bx + c이며, 여기서 a 및 b는 포물선의 형상을 정의하는 상수이고, c는 원점에 대한 포물선의 꼭짓점의 위치를 정의하는 상수이다. 다양한 실시예들에서, a는, 예를 들어 약 0.01 내지 2.0, 또는 약 0.07 내지 0.09, 및 더 특정적으로는 약 0.5, 0.08 또는 0.0799일 수 있다. 다양한 실시예들에서, b는, 예를 들어 -2.0 내지 2.0, 또는 약 -0.02 내지 -0.01, 및 더 특정적으로는 1.0, -0.02, 또는 -0.015일 수 있다. c의 정의는 원점에 대한 것이고, c는 포물선의 형상에 영향을 주지 않기 때문에, 해당 기술 분야의 당업자라면 본 명세서에 개시된 본 발명의 다양한 실시예들을 수행하는데 있어서 c가 정의될 필요가 없음을 이해할 것이다. 다양한 실시예들에서, a 및 b는 대응하는 초점이 대응하는 꼭짓점 위의 다양한 위치들에서 대칭 축 상에 위치될 수 있도록 선택된다. 다양한 실시예들에서, 대칭 축(52)은 어퍼처(16)에 공칭적으로(nominally) 수직이다. 다양한 실시예들에서, 대칭 축(52)은 어퍼처(16)의 더 낮은 부분을 통과할 수 있다. 다른 실시예들에서, 대칭 축(52)은 어퍼처(16) 아래를 지나갈 수 있다. 다양한 실시예들에서, 거울 표면은 이전에 설명된 포물선들 중 어느 하나를 대칭 축(52)에 대해 돌리거나(sweeping) 회전시킴으로써 정의된다. 또한, 다른 실시예들에서 거울은 타원 포물면에 대한 방정식, 즉
Figure 112015059152383-pct00005
에 의해 설명될 수 있는 표면 및 곡률을 포함할 수 있으며, 여기서 d 및 f는 x/z 및 y/z 평면에서의 곡률도(degree of curvature)를 나타내는 상수이며, g는 스케일링 상수(scaling constant)이다.
센서 조립체(30)는 적어도 거울의 초점(50) 인근에 위치된 기하학적 중심점(44)을 갖는 검출 표면(42)을 포함하는 센서 구성요소(32)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 중심점(44)은 초점(50)에 배치된다. 표면(42)은 [표면(42)에 대한 법선과 거울의 기선(54) 사이에 형성되는] 다양한 각도로 방위설정될 수 있다. 또한, 다양한 실시예들에서 센서 조립체(30)는 센서 구성요소(32)에 인접하거나 맞닿은(abutting) 필터 구성요소(40)를 포함할 수 있다. 필터 구성요소(40)를 포함하는 센서 조립체(30)가 IR 체온계(10)에 사용될 때, 필터 구성요소(40)는 센서 구성요소(32)와 거울(20) 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 거울(20)은 어퍼처(16)가 거울(20)의 조준선(line of sight)에 있도록 체온계(10) 내부에 배치된다. 이렇게 배치되면, 거울(20)은, 어퍼처(16)의 시야에서 대상물(14)의 일부분으로부터 방출되고 어퍼처(16) 및 보호 윈도우 및/또는 필터(55)를 통과한 방사선을, 센서 조립체(30)를 향해 반사시킬 수 있다.
표면(42) 상으로 지향되는, 즉 센서가 검출할 수 있는 거울(20)에 입사하는 방사선의 양은 각도(
Figure 112015059152383-pct00006
)의 함수이다. 거울이 포물선 형상, 곡률 또는 표면을 갖는 이러한 실시예들을 포함하는 다양한 실시예들에서, 표면(42)은
Figure 112015059152383-pct00007
가 약 25°내지 약 35°이도록 방위설정될 수 있다. 예를 들어, 거울이 a가 약 .0799이고 b가 약 -0.015로 정의되는 포물선 형상을 갖는 다양한 실시예들에서,
Figure 112015059152383-pct00008
는 약 31.5°로 설정될 수 있다. 이러한 실시예들에 대해, 센서 구성요소(32)는 대칭 축(52)에 평행한 선 위 또는 아래에서 약 5°미만의 각도로 거울(20)에 다다르는 방사선을 우선적으로 수용한다. 이러한 각도 범위는 방사선 각도 범위라고도 칭해질 수 있다. 반대로, 센서 구성요소(32)는 대칭 축(52)에 평행한 선 위 또는 아래에서 약 6°보다 큰 방사선 각도 범위로 거울(20)에 다다르는 방사선을 최소의 또는 무시할 수 있는 일부(negligible portion)로만 수용하는데, 이는 거울의 형상 및 표면(42)의 크기가 주어지면, 이러한 더 큰 각도로 방위설정된 방사선은 표면(42)과 만나거나(intersect) 표면(42)에 도달하는 경로를 따라 거울에 의해 반사되지 않기 때문이다. 예시를 위해, 도 2는 대칭 축(52)에 평행한 방향으로 거울(20)을 향해 지향되는 방사선을 도시한다. 거울은 이러한 방사선의 대부분 또는 전부를 반사시키며, 이후 방사선은 필터 구성요소(40)를 통과하여 중심점(44) 부근에서 센서 표면(42)에 부딪힌다. 도 3은 대칭 축(52)에 평행한 선에 대해 약 5°위로 지향된 방사선을 도시한다. 거울은 이 방사선을 반사시키며, 이후 방사선은 필터 구성요소(40)를 통과하여 센서 구성요소(32)의 우측 에지 부근에서 표면(42)에 부딪힌다. 도 4는 대칭 축(52)에 평행한 선에 대해 약 5°아래로 지향된 방사선을 도시한다. 거울은 이 방사선을 반사시키며, 이후 방사선은 필터 구성요소(40)를 통과하여 센서 구성요소(32)의 좌측 에지 부근에서 센서 표면(42)에 부딪힌다. 도 5는 대칭 축(52)에 평행한 선에 대해 약 6°위로 지향된 방사선을 도시하고, 도 6은 대칭 축(52)에 평행한 선에 대해 약 6°아래로 지향된 방사선을 도시한다. 이 후자의 두 가지 경우에서, 거울은 방사선을 반사시키며, 이후 방사선은 필터 구성요소(40)를 통과한다; 하지만, 반사된 방사선은 센서 구성요소(32)에 부딪히지 않으며, 더 우측으로(도 5) 또는 더 좌측으로(도 6) 떨어진다(falling). 도 7은 대칭 축(52)에 평행한 선에 대해 약 12°아래로 지향된 방사선을 도시하며, 이는 반사된 방사선이 센서 구성요소(32)에 부딪히지 않음을 더 명백히 나타낸다. 따라서, 이들 및 다른 실시예들에서 거울을 선택적으로 위치시킴으로써, 어퍼처(16) 앞에 배치된 표면의 일부분으로부터 발산되지 않는 원하지 않는 방사선은, 이러한 방사선이 원하는 방사선 각도 범위 외부로 방위설정되도록, 센서 구성요소(32)로부터 벗어나 전향될 수 있다. 대응적으로, 센서 구성요소(32)는 이러한 원하지 않는 방사선을 검출하지 않는다. 하지만, 센서 구성요소(32)는 어퍼처(16) 앞에 배치된 표면의 일부분으로부터 발산되는 원하는 방사선을 검출할 수 있는데, 이는 이 방사선이 원하는 방사선 각도 범위 내로 방위설정되고, 센서 구성요소(32)에 도달하기 때문이다. 이러한 방식으로, 의도된 대상물 이외의 대상물로부터 발산되는 표유 방사선이 센서에 도달하고 검출되는 것이 방지될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 필터 구성요소(40)는, 예를 들어 약 7.5 ㎛ 내지 약 13.5 ㎛의 파장을 갖는 방사선이 표면(44)에 도달하게 하는 실리콘으로 만들어진 적외선 대역-통과 타입 필터(infrared band-pass type filter)일 수 있다. 이러한 필터는, 예를 들어 가시광 및 원적외선이 센서에 도달하고 센서의 출력에 영향을 주는 것을 방지한다. 추가적으로, 이러한 필터는 센서에 도달하는 원하는 파장 범위의 방사선, 예를 들어 IR 방사선의 세기를 감소시키는데 사용될 수 있으며, 이는 센서의 정확성 및 반복성(repeatability)을 개선시킬 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 필터를 통과하고 센서에 도달하는 방사선의 세기는 거울로부터 반사되고 필터에 도달하는 방사선의 1/7이다. 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 사용될 수 있는 센서의 비-제한적인 예시는 Excelitas Technologies Corp에 의해 제조되는 Part No. TPiS 1T 1252이다.
본 발명의 다양한 실시예들은 특정적으로 도시되고 설명되었지만, 해당 기술 분야의 당업자라면, 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부사항들의 다양한 변경들이 행해질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 이러한 실시예들은 본 발명의 비-제한적인 예시들이며, 본 발명은 청구항들 및 그들의 등가물의 범위에 의해서만 한정되어야 함을 이해하여야 한다.

Claims (32)

  1. 의료용 체온계에 있어서,
    IR 방사선 입구를 갖는 하우징(housing);
    상기 하우징에 배치된 거울 - 상기 거울의 반사 표면은 꼭짓점(vertex), 상기 꼭짓점에서 포물선 형상에 대해 접선인(tangent) 기선(baseline), 상기 IR 방사선 입구 및 상기 기선 모두에 대하여 수직인 대칭 축, 및 초점을 정의하는 상기 포물선 형상을 가짐 - ; 및
    검출 표면을 포함하는 IR 방사선 센서 - 상기 IR 방사선 센서는 상기 초점에서 상기 하우징에 배치되어 상기 검출 표면에 대한 법선은 상기 반사 표면의 상기 기선으로부터 25°내지 35°의 각도로 설정됨 - 를 포함하고,
    상기 IR 방사선 입구, 상기 거울, 및 상기 IR 방사선 센서는 상기 검출 표면이 상기 대칭 축에 평행한 선의 5°에서 -5° 사이로 상기 IR 방사선 입구를 통과하는 IR 방사선을 수용하도록 구성되며, 상기 거울이 상기 대칭 축에 평행인 선의 6°및 -6°이내가 아닌 각도로 IR 방사선 입구를 통과하는 IR 방사선을 상기 검출 표면으로부터 벗어나게 반사시키도록 구성되는 의료용 체온계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포물선 형상은, 방정식 y = ax2 + bx + c에 의해 정의되고, 여기서 a는 0이 아닌 의료용 체온계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    a는 0.01 내지 2.0이고, b는 -2.0 내지 2.0인 의료용 체온계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 표면은 그 위에 중심점을 갖고, 상기 중심점은 상기 초점에 배치되는 의료용 체온계.
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서,
    a는 0.07 내지 0.09이고, b는 -0.02 내지 -0.01인 의료용 체온계.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 검출 표면은 그 위에 중심점을 갖고, 상기 중심점은 상기 초점에 배치되는 의료용 체온계.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 검출 표면에 대한 법선은 상기 기선으로부터 31°내지 32°의 각도로 설정된 의료용 체온계.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 IR 방사선 센서의 시야에 그리고 상기 거울과 상기 IR 방사선 센서 사이에 위치된 필터를 더 포함하고, 상기 필터는 사전설정된 파장 범위를 갖는 IR 방사선만을 통과시킬 수 있는 의료용 체온계.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 필터는 7.5 ㎛ 내지 13.5 ㎛의 파장을 갖는 IR 방사선만을 통과시킬 수 있는 의료용 체온계.
  13. 의료용 체온계에 있어서,
    IR 방사선 입구를 갖는 하우징(housing);
    포물선 거울 - 상기 거울은 꼭짓점, 초점 영역, 상기 꼭짓점에서 상기 거울에 대해 접선인 기선, 및 상기 IR 방사선 입구 및 상기 기선 모두에 대하여 수직인 대칭 축을 가짐 -; 및
    검출 표면에 중심점을 갖는 IR 방사선 센서를 포함하고, 상기 중심점은 적어도 상기 초점 영역에 배치되고, 상기 검출 표면에 대한 법선은 상기 기선에 대한 검출 각도로 방위설정되며, 상기 검출 각도는 25°내지 35°이며
    상기 IR 방사선 입구, 상기 거울, 및 상기 IR 방사선 센서는 상기 검출 표면이 상기 대칭 축에 평행한 선의 5°에서 -5° 사이로 상기 IR 방사선 입구를 통과하는 IR 방사선을 수용하도록 구성되며, 상기 거울이 상기 대칭 축에 평행인 선의 6°및 -6°이내가 아닌 각도로 IR 방사선 입구를 통과하는 IR 방사선을 상기 검출 표면으로부터 벗어나게 반사시키도록 구성되는 의료용 체온계.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 포물선 거울은, 방정식 y = ax2 + bx + c에 의해 정의되는 형상이고, 여기서 a는 0이 아니며, 또한 상기 초점 영역은 초점이고, 포물선 형상은 상기 거울의 꼭짓점과 일치하는 포물선 꼭짓점을 포함하는 의료용 체온계.
  17. 제 16 항에 있어서,
    a는 0.01 내지 2.0이고, b는 -2.0 내지 2.0인 의료용 체온계.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제 16 항에 있어서,
    a는 0.07 내지 0.09이고, b는 -0.02 내지 -0.01인 의료용 체온계.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 검출 각도는 31°내지 32°인 의료용 체온계.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 13 항에 있어서,
    상기 IR 방사선 센서의 시야에 그리고 상기 거울과 상기 IR 방사선 센서 사이에 위치된 필터를 더 포함하고, 상기 필터는 사전설정된 파장 범위를 갖는 IR 방사선만을 통과시킬 수 있는 의료용 체온계.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 필터는 7.5 ㎛ 내지 13.5 ㎛의 파장을 갖는 IR 방사선만을 통과시킬 수 있는 의료용 체온계.
  26. 의료용 체온계에 있어서,
    IR 방사선 입구를 갖는 하우징(housing);
    방정식 y = ax2 + bx + c에 의해 정의되는 포물선 거울 - 여기서, a는 0.07 내지 0.09이고, b는 -0.02 내지 -0.01이며, 상기 포물선 거울은 대칭 축, 꼭짓점, 상기 꼭짓점에서 상기 거울에 대한 접선인 기선, 초점, 및 상기 IR 방사선 입구 및 상기 기선 모두에 대하여 수직인 대칭 축을 가짐 -; 및
    검출 표면에 중심점을 갖는 IR 방사선 센서를 포함하고, 상기 중심점은 상기 초점에 배치되고, 상기 검출 표면에 대한 법선은 상기 기선으로부터 30°내지 33°사이로 방위설정되며,
    상기 거울, 및 상기 IR 방사선 센서는 상기 검출 표면이 상기 대칭 축에 평행한 선의 5°에서 -5° 사이로 상기 IR 방사선 입구를 통과하는 IR 방사선을 수용하도록 구성되며, 상기 거울이 상기 대칭 축에 평행인 선의 6°및 -6°이내가 아닌 각도로 IR 방사선 입구를 통과하는 IR 방사선을 상기 검출 표면으로부터 벗어나게 반사시키도록 구성되는 의료용 체온계.
  27. 삭제
  28. IR 방사선 입구를 갖는 하우징,
    상기 하우징에 배치되며 초점을 갖는 포물선 거울 - 상기 포물선 거울은 꼭짓점, 상기 꼭짓점에서 상기 거울에 대해 접선인 기선, 및 상기 IR 방사선 입구 및 상기 기선 모두에 대하여 수직인 대칭 축을 가짐 - 및
    검출 표면을 갖는 IR 방사선 센서 - 상기 검출 표면에 대한 법선은 상기 기선으로부터 30°내지 33°사이로 방위설정됨 - 를 포함하는 의료용 체온계를 이용하는 방법에 있어서,
    타겟에 대해 상기 체온계를 배치시키는 단계;
    상기 타겟을 향해 상기 IR 방사선 입구를 지향시키는 단계; 및
    상기 검출 표면에 의해 수용되는 상기 대칭 축에 평행한 선의 5°에서 -5°사이로 상기 IR 방사선 입구를 통과하는 IR 방사선으로부터 결정되는 온도 값을 수신하는 단계 - 반면 상기 대칭 축에 평행인 선의 6°및 -6°이내가 아닌 각도로 IR 방사선 입구를 통과하는 IR 방사선은 상기 거울에 의해 상기 검출 표면으로부터 벗어나게 반사됨 - 를 포함하는 체온계 이용 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 거울은, 방정식 y = ax 2 + bx + c에 의해 정의되는 바와 같은 포물선 형상이고, 여기서 a는 0이 아니며, 상기 포물선 형상은 초점, 꼭짓점, 상기 거울의 축과 공선인 대칭 축을 갖는 체온계 이용 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    a는 0.07 내지 0.09이고, b는 -0.02 내지 -0.01인 체온계 이용 방법.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 검출 표면은 중심점을 포함하고, 상기 중심점은 상기 초점에 배치되는 체온계 이용 방법.
  32. 삭제
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