TW201617022A - 紅外線體溫計 - Google Patents

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TW201617022A TW105103574A TW105103574A TW201617022A TW 201617022 A TW201617022 A TW 201617022A TW 105103574 A TW105103574 A TW 105103574A TW 105103574 A TW105103574 A TW 105103574A TW 201617022 A TW201617022 A TW 201617022A
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Abstract

紅外線體溫計(1),是具備:將紅外線感測器(3)內藏的本體部(1R)、及檢出本體部(1R)接近人體用的接近感測器(100)、及依據藉由接近感測器(100)檢出本體部(1R)接近人體時的來自紅外線感測器(3)的紅外線的量算出體溫的控制部(83)。接近感測器(100),是具備:接地電極(5)、及被配置於接地電極(5)的周圍的複數分割電極(7、7B、7C、7D)。控制部(83),是藉由在接近人體時測量接地電極(5)及各分割電極(7、7B、7C、7D)之間的靜電容量,測量本體部(1R)及人體之間的距離來檢出對於本體部(1R)的人體的傾斜。

Description

紅外線體溫計
本發明,是有關於使用紅外線感測器將體溫由非接觸測量的紅外線體溫計。
將體溫測量用的體溫計是使用紅外線感測器的理由,是因為可以將體溫迅速地測量,所以對於容易哭、熟睡中、坐不住的幼兒和嬰兒等的體溫測量時非常地有效。
紅外線感測器,是測量從人體的皮膚等的測量對象部被放射的紅外線的量,將測量對象部的溫度,即體溫測量者。但是,紅外線,因為是與距離的二次方(平方)反比例衰減,所以要求:紅外線感測器及測量對象部之間的距離正確地測量,或是將與測量對象部之間的距離一定地,將紅外線的量測量。
在此,在習知例的紅外線體溫計中,紅外線感測器及測量對象部之間的距離的設定或是測量,是測量者因為由「配合大致多少公分」,或「配合光的標識」等進行,所以需要依賴測量者的本領。因此,在紅外線感測器 及測量對象部之間的距離誤差多發生,使正確地體溫測量困難。
將這種距離的誤差的問題消解的紅外線體溫計,是如專利文獻2。在專利文獻2的紅外線體溫計中,將紅外線感測器內藏的本體部,是當與人體的皮膚,例如嬰兒的皮膚直接接觸的狀況,藉由接觸判別手段判別到時,測量來自紅外線感測器的紅外線的量,依據其測量的紅外線的量算出體溫。
〔習知技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2005-342376號公報(JP 2005-342376 A)
[專利文獻2]日本特開2012-217563號公報(JP 2012-217563 A)
但是專利文獻2的紅外線體溫計,因為是與人體的皮膚,例如嬰兒的皮膚直接接觸的構造,所以此嬰兒的體溫會朝紅外線體溫計的殼側移動,而在體溫測量具有誤差發生的可能性。
本發明,是有鑑於上述者,其目的是雖為簡單的構造,但是因為不會觸摸如被檢體也就是例如嬰兒的人體的皮膚,由非接觸體溫測量時沒有體溫的移動,而可以提供正確地將體溫測量的紅外線體溫計。
為了達成上述課題,本發明的第1態樣的紅外線體溫計,是對於人體可由非接觸測量體溫的紅外線體溫計,具備:將紅外線感測器內藏的本體部、及檢出本體部接近人體用的接近感測器、及依據藉由接近感測器檢出本體部接近人體時的來自紅外線感測器的紅外線的量算出人體的體溫控制部,接近感測器,是具有:接地電極、及被配置於接地電極的周圍的複數分割電極,控制部,是在接近人體時測量接地電極及各分割電極之間的靜電容量,藉由依據靜電容量將本體部及人體之間的距離測量,檢出對於本體部的人體的傾斜角度。
藉由這種構成,可以檢出對於本體部的人體的傾斜角度。因此,因為不會觸摸如被檢體也就是例如嬰兒的人體的皮膚,所以由非接觸體溫測量時沒有體溫的移動,對於人體可以正確地朝向本體部的姿勢,就可以正確地將體溫測量。
控制部,是具有修正被測量的體溫用的參照目錄表,藉由從獲得的傾斜角度參照參照目錄表,將已經被測量的體溫修正也可以。
藉由這種構成,控制部,是參照參照目錄表。藉此,本體部即使對於人體傾斜,因為對應其傾斜角度,可以修正所測量到的體溫,所以可以更正確地測量體溫。
接地電極是形成環狀,複數分割電極,是在接地電極的外側中藉由將環狀的電極分斷而形成也可以。
藉由這種構成,靜電容量型式的接近感測器, 是成為具有接地電極及複數分割電極的構造。因此,具有設計的自由度,容易組裝在紅外線體溫計內。
對於人體的本體部的傾斜角度,是具有通知部,其是在超過預先決定的傾斜角度時,通知該指令,且在體溫的測量終了時通知也可以。
藉由這種構成,測量者,對於人體未將本體部由正確姿勢朝向地傾斜的狀態,可以通過通知部知道,且,體溫的測量終了,可以由通知部的通知更確實地知道。
本發明的第2態樣的紅外線體溫計,是對於人體可由非接觸測量體溫的紅外線體溫計,具備:設有紅外線感測器的本體部、及檢出本體部接近人體時的本體部及人體的距離用的距離感測器、及藉由距離感測器檢出本體部對於人體成為預先決定的距離時依據來自紅外線感測器的紅外線的量算出人體的體溫控制部。距離感測器,是具備:將光發出的光源、及將光源的光朝人體側投射的投射透鏡、及受光感測器、及本體部是位於預先決定的距離的話使從人體反射而得的光的返回光在受光感測器受光的受光透鏡。
藉由這種構成,本體部是位於預先決定的距離的話,將由人體反射而得的被投射的光的返回光在受光感測器受光,在預先決定的距離中依據來自紅外線感測器的紅外線的量,算出人體的體溫。因此,雖是簡單的構造,但是因為不會觸摸如被檢體也就是例如嬰兒的人體的皮 膚,所以由非接觸體溫測量時沒有體溫的移動,可以正確地將體溫測量。
投射透鏡及受光透鏡,皆是半圓弧狀的透鏡也可以。
將投射透鏡及受光透鏡,藉由皆採用半圓弧狀的透鏡,在投射透鏡及受光透鏡之間,就可以將紅外線感測器配置。因此,本體部中的紅外線感測器的佈局配置容易,可謀求本體部的小型化。
具備搭載了投射透鏡及受光透鏡及紅外線感測器的電路基板,紅外線感測器是被配置在投射透鏡及受光透鏡之間,投射透鏡及受光透鏡是被配置於以通過紅外線感測器的中心軸為中心對稱的位置也可以。
藉由這種構成,紅外線感測器,是可以通過投射透鏡及受光透鏡之間,收到來自人體的紅外線。
搭載了投射透鏡及受光透鏡及紅外線感測器的電路基板,是被配置於本體部的先端部分也可以。
藉由這種構成,藉由將本體部的先端部接近人體,就可以測量體溫。
將投射透鏡的光投射的先端部及受到受光透鏡的返回光的先端部,是具有1個焦點距離的方式由一定的角度傾斜地形成也可以。
藉由這種構成,藉由由先端部的角度決定的1個焦點距離,就可以將返回光由受光透鏡側受光。
將投射透鏡的光投射的先端部及受到受光透鏡 的返回光的先端部,是從中央位置橫跨端部使具有不同的複數焦點距離地連續變化也可以。
藉由這種構成,藉由由先端部的角度決定的複數焦點距離,就可以將返回光由受光透鏡側受光。
將投射透鏡的光投射的先端部及受到受光透鏡的返回光的先端部,是藉由從中央位置橫跨端部具有不同的複數焦點距離的方式形成複數階段部地呈段狀變化也可以。
藉由這種構成,藉由由先端部的角度決定的複數焦點距離,就可以將返回光由受光透鏡側受光。
依據本發明的態樣的話,雖是簡單的構造,但是因為不會觸摸如被檢體也就是例如嬰兒的人體的皮膚,所以由非接觸體溫測量時沒有體溫的移動,可以提供可以正確地將體溫測量的紅外線體溫計。
1‧‧‧紅外線體溫計
1A‧‧‧凹部分
1B‧‧‧先端部分
1C‧‧‧研缽狀部分
1R‧‧‧本體部
3‧‧‧紅外線感測器
5‧‧‧接地接地電極
7‧‧‧電極
7a‧‧‧電極外部裝備品
7A,7B,7C,7D‧‧‧分割電極
11‧‧‧液晶顯示器
13‧‧‧電源開關
15‧‧‧電池收納部
21‧‧‧電池
71‧‧‧接近感測器電路
77‧‧‧類比開關
79‧‧‧OP擴大器
81‧‧‧AD轉換電路
83‧‧‧控制部
89‧‧‧電阻
98‧‧‧計數器
99‧‧‧自激振盪器
100‧‧‧接近感測器
150‧‧‧控制部
180‧‧‧蜂鳴器
200‧‧‧蓋
221‧‧‧電池
240‧‧‧內部構造體
241‧‧‧先端部
250‧‧‧電路基板
250A‧‧‧面
300‧‧‧距離感測器
301‧‧‧光源
302‧‧‧受光感測器
311‧‧‧投射透鏡
311A,312A‧‧‧先端部
311B,312B‧‧‧先端部
311C‧‧‧後端部
311D‧‧‧第1凹透鏡部分
311L‧‧‧投射透鏡
311LA,312LA‧‧‧先端部
311LB,312LB‧‧‧先端部
311P‧‧‧投射透鏡
311PA,312PA‧‧‧先端部
311PB,312PB‧‧‧先端部
312‧‧‧受光透鏡
312A‧‧‧先端部
312B‧‧‧先端部
312C‧‧‧後端部
312D‧‧‧第2凹透鏡部分
312L‧‧‧受光透鏡
312P‧‧‧受光透鏡
[第1圖]顯示第1實施例的紅外線體溫計的立體圖。
[第2圖]顯示將第1圖的紅外線體溫計的蓋取下的狀態的立體圖。
[第3圖](a)是第1實施例的紅外線體溫計的後面圖,(b)是同側面圖,(c)是同前面圖。
[第4圖]顯示第1實施例的紅外線體溫計的電路的 一部分的電路圖。
[第5圖]顯示對於第1實施例的紅外線體溫計所使用的接近感測器及測量對象部之間的距離的靜電容量的關係的靜電容量變化曲線的圖表。
[第6圖]顯示流動於第1實施例的紅外線體溫計所使用的發光二極管(LED)的電流及調光狀態的圖。
[第7圖]第1實施例的紅外線體溫計的整體的電路圖。
[第8圖](a)、(b),是顯示與第1實施例的紅外線體溫計的接地電極不同的電極等的概念圖。
[第9圖]顯示與第1實施例的紅外線體溫計的接地電極不同的電極的形狀例的圖。
[第10圖]顯示第1實施例的紅外線體溫計中較佳的接地電極及電極的形狀例的圖。
[第11圖]顯示第1實施例的紅外線體溫計中的別的較佳的接地電極及電極的形狀例的圖。
[第12圖]顯示第1實施例的紅外線體溫計的4個分割電極及MCU的一般的連接例的圖。
[第13圖]顯示第2實施例的紅外線體溫計的立體圖。
[第14圖]顯示將第2實施例的紅外線體溫計的蓋取下的狀態的立體圖。
[第15圖](a)是第2實施例的紅外線體溫計的後面圖,(b)是同側面圖,(c)是同前面圖。
[第16圖]顯示搭載了第2實施例的紅外線體溫計的距離感測器及紅外線感測器之電路基板的前視圖。
[第17圖]第16圖的A-A線中的剖面圖。
[第18圖]第16圖的B-B線中的剖面圖。
[第19圖]顯示搭載了第2實施例的紅外線體溫計的距離感測器及紅外線感測器之電路基板及對象的立體圖。
[第20圖]顯示第2實施例的紅外線體溫計的距離感測器及電路基板的立體圖。
[第21圖]顯示在第2實施例的紅外線體溫計中,光源的光被投射在對象並作為返回光,在受光感測器被受光的樣子的圖。
[第22圖]在第2實施例的紅外線體溫計中,投射透鏡的先端部及受光透鏡的先端部中的焦點距離,是50mm的情況的例的圖。
[第23圖]顯示在第2實施例的紅外線體溫計中,投射透鏡的先端部及受光透鏡的先端部中的焦點距離,是100mm的情況的例的圖。
[第24圖]顯示在第2實施例的紅外線體溫計中,投射透鏡及受光透鏡的先端部的形狀是成為一定的樣子的立體圖。
[第25圖]顯示在第2實施例的紅外線體溫計中,投射透鏡及受光透鏡的先端部的形狀是平滑地連續變化的樣子的立體圖。
[第26圖]顯示在第2實施例的紅外線體溫計中,投 射透鏡及受光透鏡的先端部的形狀是呈段狀變化的樣子的立體圖。
[第27圖](a)是第26圖所示的投射透鏡及受光透鏡的先端部的形狀的V1-V1線的剖面圖,(b)是同V2-V2線的剖面圖,(c)是同V3-V3線的剖面圖。
以下,使用圖面,說明實施例。
(第1實施例)
使用第1~12圖,說明第1實施例的紅外線體溫計1。
如第1圖所示,第1實施例的紅外線體溫計1,是具備蓋200。蓋200,是構成若干縱型的桶狀的形狀。從此可知,測量者,是成為容易由指將蓋200的中央的稍為凹陷的凹部分1A等旋鈕。且,測量者,是成為將紅外線體溫計1的蓋200的凹部分1A捏住,由接近如體溫的測量對象部也就是例如嬰兒的人體的額的中央部的皮膚等的位置,由非接觸將體溫測量。
因此,紅外線體溫計1,因為是對於人體的皮膚非接觸,即不會觸摸如被檢體也就是嬰兒的人體的皮膚,所以在體溫測量時溫度(體溫)不會從皮膚朝紅外線體溫計1側移動,可以更正確地測量體溫。
如第1圖所示,紅外線體溫計1,是具備:將 體溫測量用的紅外線感測器3、及測量人體的測量對象部及該紅外線體溫計1的先端部分1B之間的距離用的接近感測器100。紅外線體溫計1的本體部1R的前面側的幾乎中央部分,即在第1圖朝向蓋200的右下方的先端部分1B的幾乎中央部分,是呈研缽狀凹陷,作為研缽狀部分1C構成。在研缽狀部分1C的中心的深入的部分中,安裝有紅外線感測器3及接近感測器100。
在紅外線感測器3的周圍中,設有接近感測器100。接近感測器100,是由:接地電極5、及外側的對局的電極7所構成。在第1圖中,雖顯示電極7的保護部也就是電極外部裝備品7a,但是在第2圖中,電極外部裝備品7a被去除,使電極7露出。接近感測器100,是可由非接觸正確地感知紅外線感測器3朝人體等的測量對象部的接近。
從第1、2圖可了解,研缽狀部分1C是構成接近感測器100的接地電極5,接地電極5的周圍的環狀的部分是構成接近感測器100的電極7。
因此,測量者,是將例如嬰兒的體溫測量時,將紅外線體溫計1的紅外線感測器3和接近感測器100的接地電極5及電極7的某研缽狀部分1C(先端部分1B),接近人體的皮膚。由此,在研缽狀部分1C被設置的接近感測器100,是一邊測量與人體的皮膚之間的距離,一邊將紅外線體溫計1在不與人體的皮膚接觸的非接觸狀態下,由紅外線感測器3檢出來自人體的紅外線。 且,可以從此檢出的紅外線的量將體溫測量。
接地電極5,是設在紅外線感測器3的周圍,構成紅外線感測器3的溫度穩定及來自側面的放射反射用的感測器框架。此感測器框架可取代接地電極5使用,可確保充分的面積作為接地電極5。
如第3圖(a)所示,在紅外線體溫計1的後面中,設有將體溫顯示,或作為通知必要的警報的通知部用的液晶顯示器11。在液晶顯示器11的上側中,設有按壓面寬的電源開關13。將電源開關13導通(ON)操作的話,紅外線體溫計1會作動,對於人體的測量對象部由非接觸將體溫測量,將此測量的體溫的數值顯示於液晶顯示器11。
且如第3圖(b)所示,在紅外線體溫計1的蓋200的凹部分1A的側面中,設有電池收納部15。在電池收納部15將例如1.5~3伏特的鈕扣電池等的電池放入,將蓋藉由小螺釘緊固等,就可作為紅外線體溫計1的電源的功能地作動。
如第3圖(c)所示,在本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B)中,紅外線感測器3、及在此紅外線感測器3的周圍中,接近感測器100的接地電極5及電極7是被配置成同心圓狀。
第4圖所示的電路,是包含:依據由接近感測器100被檢出的靜電容量,將人體的測量對象部及接近感測器100的某紅外線體溫計1的先端部分1B(第3圖所 示的研缽狀部分1C)之間的距離測量的測量電路的一部分;及顯示紅外線體溫計1中的體溫測量完成的報知功能及液晶顯示器11的液晶用的背部光源用的電路的一部分。
接近感測器100是使用靜電容量型式的感測器,因為電極部分是導電性的素材的話,可以由:金屬製的端子、及設在基板上的配線圖型、及設在可撓性基板上的配線圖型等構築。且,接近感測器100的電極的形狀的自由度較高,在體溫計的形狀容易組裝,測量電路單純。
如第4圖所示,構成接近感測器100的接地電極5及電極7之間的靜電容量,是藉由接近感測器100接近的人體的測量對象部及接近感測器100之間的距離被影響而變化。將此變化的接地電極5及電極7之間的靜電容量,如第4圖所示輸入是供給至與電阻R1連接的施密特觸發器CMOS變頻器U1的輸入的話,此施密特觸發器CMOS變頻器U1,是由(1)式所示的振盪頻率F振盪。
F=1/(0.8×Cf× R1)...(1)
在此,Cf,是包含構成接近感測器100的接地電極5及電極7之間的靜電容量及配線的浮遊容量之靜電容量,藉由接近感測器100接近的人體的測量對象部及接近感測器100之間的距離被影響而變化的靜電容量。R1,是第4圖的電阻R1的電阻值。
如此由振盪頻率F振盪的施密特觸發器CMOS 變頻器U1的輸出訊號A,是被供給至使用後述的微處理器的微控制器(MCU)83。在MCU83中,振盪頻率F是藉由計數器被計數。依據振盪頻率F的計數值,使人體及紅外線體溫計1的先端部分1B的接近感測器100之間的距離被算出。
接近感測器100是測量對象部也就是人體的皮膚,接近例如額等時,接近例如約5mm以內時的靜電容量C,是與接近感測器100的電極7的面積成比例,與測量對象部也就是人體的皮膚等之間的距離反比例,成為接近(2)式的值。
C=ε0εrS/2t(F)...(2)
在此,S是接近感測器100的電極的面積,t是測量對象部也就是人體的皮膚等及接近感測器100之間的距離,ε0是真空中的介電常數,εr是比介電常數,在空氣中(空氣)中為1。
但是接近感測器100是遠離測量對象部也就是人體的皮膚等的話,無法期待作為接近感測器100的面的作動,靜電容量會極端地下降。此時的接近感測器100的靜電容量,只是與接近感測器100的電極的面積成比例,靜電容量,是成為配線的浮遊容量及接近感測器100的電極的表面積的和,測量對象部也就是人體的皮膚等之間的距離即使變化,靜電容量也不會變化。如此在靜電容量不變化的距離領域中,接近感測器100無法作為距離感測 器,可以說接近感測器100是解放狀態。
如第4圖所示,接近感測器100的外側的電極7,雖是如後參照第10圖詳細說明,但是藉由在圓周方向分斷,被分割成4個分割電極7A、7B、7C、7D。分割電極7A、7B、7C、7D,是各別與接近感測器電路71連接,4個接近感測器電路71是與MCU83連接。從4個接近感測器電路71,可以各別將施密特觸發器CMOS變頻器U1的輸出訊號A朝MCU83供給。
將外側的電極7,藉由複數分割電極7A、7B、7C、7D構成,是因為藉由各別測量各分割電極7A、7B、7C、7D及人體的皮膚之間的距離,可以藉由獲得傾斜角度來確認紅外線體溫計1是否對於測量面也就是人體的皮膚傾斜。即,本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B),是檢出對於人體的皮膚在傾斜的狀態下的傾斜角度。
在紅外線體溫計1中,如第4圖所示,液晶顯示器11及蜂鳴器180,是作為對於測量者通知資訊和警報用的通知部被設置。液晶顯示器11,是例如第3圖(c)所示的本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B),可以通知:對於人體的皮膚傾斜的傾斜角度的通知、和此傾斜角度超過預先決定的適切的角度的警告通知、和體溫測量的測量終了。
且蜂鳴器180,是藉由將聲音發出,就可以通知例如:此傾斜角度超過預先決定的適切的角度的警告通 知、和體溫測量的測量終了。
第5圖,是顯示對於接近感測器100及測量對象部之間的距離t的靜電容量C的關係的靜電容量變化曲線的圖表。如第5圖所示,接近感測器100及測量對象部之間的距離t是成為5mm以下時,如(2)式所示,靜電容量C,是與接近感測器100的電極的面積S成比例,與測量對象部之間的距離t反比例,但是接近感測器100是遠離測量對象部的話,無法期待作為接近感測器100的面的作動,靜電容量C會極端地下降。
返回至第4圖,由振盪頻率F振盪的施密特觸發器CMOS變頻器U1的輸出訊號A,是被供給至MCU83,使人體的測量對象部及接近感測器100之間的距離t被算出。而且,施密特觸發器CMOS變頻器U1的輸出訊號A,是被供給至從被收納於第3圖(b)所示的電池收納部15的電池的電壓也就是3伏特提高至將後述的體溫測量完成的報知用的例如藍色的發光二極管(LED)點燈用的6伏特的電壓用的昇壓電路。
即,在第4圖中,上述施密特觸發器CMOS變頻器U1的輸出訊號A,是在MCU83以外,被供給至CMOS變頻器U2並被反轉增幅,成為在電池的3伏特的電壓E的振幅及0伏特之間交互地反覆的矩形波訊號,被供給至電容器C1。電容器C1,是經由後段的肖特基二極管D1,被充電至電池21的電壓E的3伏特。
即,CMOS變頻器U2的輸出是0伏特時,電 容器C1的2側的端子是成為+(正)的極性,電容器C1的1側的端子是成為負的極性,電壓E的3伏特是朝電容器C1被充電。
且CMOS變頻器U2的輸出是在電壓E的3伏特時,朝電容器C1被充電的電壓因為是與CMOS變頻器U2的輸出串聯連接,在電容器C1的2側的端子中,3伏特的電壓E的2倍也就是6伏特的電壓2E(電壓E×2=2E)會發生,此6伏特的電壓2E是經由肖特基二極管D1,朝電容器C2被充電。
如此朝電容器C2被充電的電壓2E的6伏特,是被供給至體溫測量完成的報知用的例如藍色的發光二極管(LED)D2。在發光二極管D2中,電阻R2及調光用晶體管Q1是串聯地連接。藉由電阻R2,使流動於發光二極管D2的電流被決定。藉由來自被供給至調光用晶體管Q1的基座的MCU83的調光控制訊號B,使調光用晶體管Q1被導通(ON)斷開(OFF)控制,在導通(ON)時被控制成最大的亮度。
即,藉由由來自MCU83的調光控制訊號B所產生的調光用晶體管Q1的導通(ON)斷開(OFF)控制,使流動於發光二極管D2的電流,如第6圖所示地被控制。且,如第6圖所示,在發光二極管D2連續地電流流動時的調光是成為最大,被導通(ON)斷開(OFF)控制時的調光是成為1/3,電流被遮斷時,發光二極管D2是熄燈,調光是成為0。調光是成為1/3的導通(ON)斷 開(OFF)控制的反覆周期,是設定成人類眼睛不會感到閃爍的例如1.6毫米秒以下。又,發光二極管D2,也被使用作為液晶顯示器11的液晶用的背部光源。為了與背部光源的併用,發光二極管D2是可多階段調光。
第7圖,是第1實施例的紅外線體溫計1的整體的電路圖,詳細的話,包含:依據由上述的接近感測器100被檢出的靜電容量測量人體的測量對象部及接近感測器100的某紅外線體溫計1的先端部分之間的距離的測量電路的一部分、及顯示紅外線體溫計1中的體溫測量完成的報知功能及液晶顯示器11的液晶用的背部光源用的電路的一部分、及上述的MCU83的本實施例的紅外線體溫計1的整體的電路圖。
又,在第7圖中,依據由接近感測器100被檢出的靜電容量C測量人體的測量對象部及接近感測器100的某紅外線體溫計1的先端部分之間的距離t的測量電路的一部分,是作為接近感測器電路71,顯示紅外線體溫計1中的體溫測量完成的報知功能及液晶顯示器11的液晶用的背部光源用的電路的一部分用的昇壓電路是作為背部光源/照明昇壓電路73。
在第7圖中,將第4圖所示的4個接近感測器電路(振盪電路)71內的1個接近感測器電路71代表地圖示,3個接近感測器電路71的圖示,是為了圖面的簡單化而省略。
如第7圖所示,來自接近感測器電路71的施 密特觸發器CMOS變頻器U1的輸出訊號A是被供給至MCU83,藉由MCU83算出人體的測量對象部及接近感測器的某紅外線體溫計1的先端部分之間的距離。從MCU83,使調光控制訊號B被輸出,被供給至調光用晶體管Q1,藉由此調光用晶體管Q1透過電阻R2將發光二極管D2控制,進行構成調光控制及液晶顯示器11的液晶的背部光源控制。在發光二極管D2中,來自背部光源/照明昇壓電路73的被昇壓至6伏特的電壓是被供給。在MCU83中,連接有電源開關13及3伏特的電池21。
如第7圖所示,紅外線感測器3,是使用將複數熱電偶串聯連接地構成的熱電堆式者。由熱電堆式的紅外線感測器3所測量的紅外線量,是透過類比開關77由OP擴大器79被增幅之後,由AD轉換電路81被轉換成數位訊號,被供給至MCU83。MCU83,是依據來自紅外線感測器3的數位訊號將體溫,即人體的測量對象部的體溫算出,將此算出的體溫顯示於液晶顯示器11。
紅外線體溫計1,是作為顯示體溫測量完成的報知功能,除了藍色的發光二極管D2以外,具備蜂鳴器180。蜂鳴器180是透過電阻89與MCU83連接,藉由MCU83的控制使響動來通知體溫測量完成。
接著,對於如第4、7圖所示的接近感測器100的較佳構造例,參照第8圖~第10圖進行說明。接近感測器100,雖已經如第4、7圖所示,但是將接近感測器100的構造進一步詳細說明。
接近感測器100,是具有作為測量接近感測器100及人體的皮膚之間的距離t用的測距儀的角色。如第8圖(a)所示,接近感測器100,是具備設有某面積的一對的接地電極5及電極7。接地電極5及電極7,是非常接近地被配置於平面上。接地接地電極5及電極7之間,是具有與面積S成比例的靜電容量C,電極的面積S愈大,靜電容量C愈大。
MCU83,是藉由計算從接近感測器電路71得到的單位時間的振盪數,獲得靜電容量C的值。接近感測器電路71,是因為外來雜訊的電磁波干涉而使計算數誤差,所以為了將S/N比良好,而將接地電極5及外側的電極7(分割電極7A、7B、7C、7D)的面積儘可能地變大(降低頻率),併用雜訊的除去的軟體較佳。但是,因為在組入紅外線體溫計1的面積有限、及有必要在瞬間取樣,所以採用可以將高度的雜訊除去的軟體並不佳。
導電體也就是人體的皮膚若接近接近感測器100的話,接地電極5及電極7間的靜電容量會增加,單位時間的振盪數會減少。因為接地電極5及電極7的面積愈大,靜電容量愈大,所以只要在紅外線體溫計1可以使用的接地電極5及電極7的面積範圍的話,不影響靜電容量的大小,由從接近感測器100的解放狀態的變化比率,求得至人體的皮膚為止的距離。
接近感測器100的解放狀態,是指從將紅外線體溫計1的電源投入之後至紅外線體溫計1朝人體的皮膚 的接近為止之間,是稱為紅外線體溫計1太過遠離人體的皮膚而脫離預先決定的接近感測器100的設計測量距離範圍的狀態,振盪頻率F是成為一定值的情況。且,紅外線體溫計1接近人體的皮膚並進入預先決定的接近感測器100的設計測量距離範圍內,從此解放狀態的「振盪頻率F的開放值」出現振盪頻率F的變化的話,MCU83,是將此振盪頻率F的變化的施密特觸發器CMOS變頻器U1的輸出訊號A供給至MCU83地計數。且,MCU83,是依據此計數結果算出測量對象部及紅外線體溫計1的先端部分之間的距離。
MCU83,是具備參照目錄表RT。控制部也就是MCU83,是獲得:測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7A之間的第1距離、及測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7B之間的第2距離、及測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7C之間的第3距離、及測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7D之間的第4距離。
由此,MCU83,是將第1距離至第4距離比較,使用紅外線體溫計1將體溫測量時,紅外線體溫計1的本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B),是由研缽狀部分1C的傾斜角度判斷對於人體的皮膚是否由適切的姿勢朝向。且,本體部1R的研缽狀部分1C是對於人 體的皮膚由預先決定的適切的傾斜角度的範圍內傾斜的情況時,MCU83,是參照參照目錄表RT,本體部1R的研缽狀部分1C是藉由對應對於人體的皮膚傾斜的傾斜角度的大小,修正所測量到的體溫,就可以更正確地測量體溫。即,依據對於人體的皮膚的紅外線體溫計1的傾斜角度,接近感測器100的接地電極5及各分割電極57A、7B、7C、7D的測量面積會改變,對於體溫的測量值造成影響。因此,研缽狀部分1C有必要對應對於人體的皮膚傾斜的情況的傾斜角度的大小,修正所測量到的體溫。
如此,依據對於人體的皮膚的紅外線體溫計1的傾斜角度,接近感測器100的接地電極5及各分割電極57A、7B、7C、7D的測量面積會改變,對於體溫的測量值造成影響。因此,有必要藉由參照參照目錄表RT,進行體溫的測量值的修正。
如第10圖所示,接近感測器100的外側的電極7,是藉由在圓周方向分斷,分割成4個分割電極7A、7B、7C、7D,藉由把握各單位位置中的距離,可把握對於紅外線體溫計1的皮膚的傾斜角度(姿勢),是否適合體溫測量。
如第10圖所示,接近感測器100,是為了求得紅外線體溫計1的本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B)的紅外線感測器3及人體的皮膚之間的距離,接地電極5及電極7,是在紅外線感測器3的外周部(周圍部),呈同心圓狀2重配置較佳。位於內側者是接地電極 5,在其外側中電極7是被配置成同心圓狀。MCU83,是藉由使用接近感測器100,可以進行從人體的皮膚隔有某程度距離的非接觸狀態下的體溫的測量。
接著,說明如以上構成的紅外線體溫計1的作用。
首先,將紅外線體溫計1的電源開關13導通(ON)操作,從電池收納部15內的3伏特的電池21將動作電壓供給至紅外線體溫計1的話,紅外線體溫計1的紅外線感測器3及接近感測器100開始作動。
接著,測量者,是測量與人體的皮膚之間的距離時,將桶狀的紅外線體溫計1的凹部分1A由指等捏住,將此紅外線體溫計1的本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B),朝向人體的例如額的皮膚接近。
MCU83,是依據研缽狀部分1C(先端部分1B)中的接近感測器100的接地電極5及電極7的分割電極7A、7B、7C、7D之間的靜電容量,測量測量對象部及接近感測器100之間的第1距離至第4距離。詳細的話,在接近感測器100中,測量:測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7A之間的第1距離、及測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7B之間的第2距離、及測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7C之間的第3距離、及測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7D之間的 第4距離。
從將紅外線體溫計1的電源投入至紅外線體溫計1朝人體的皮膚的接近為止之間,紅外線體溫計1是從人體的皮膚太過遠離而位於預先決定的接近感測器100的設計測量距離範圍的外的話,振盪頻率F成為一定值的接近感測器100的解放狀態因為是必定存在,所以由振盪頻率F以相同值持續作為條件,MCU83,是作為「振盪頻率F的開放值」保持。
第1距離至第4距離的值,是在成為預先決定的接近感測器100的設計測量距離範圍內時,MCU83,判斷為可進行體溫的測量。且,MCU83,是在液晶顯示器11中,顯示可進行體溫的測量,朝測量者報知。
紅外線體溫計1接近人體的皮膚並進入預先決定的接近感測器100的設計測量距離範圍內,從此解放狀態的「振盪頻率F的開放值」出現振盪頻率F的變化的話,MCU83,是將此振盪頻率F的變化的施密特觸發器CMOS變頻器U1的輸出訊號A供給至MCU83地計數。且,依據此計數結果,MCU83,是算出測量對象部及紅外線體溫計1的先端部分之間的距離。
紅外線體溫計1接近人體的皮膚並進入預先決定的接近感測器100的設計測量距離範圍內,MCU83是在液晶顯示器11進行顯示,將「體溫測量狀態」報知。且,控制部也就是MCU83,是獲得:測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7A 之間的第1距離、及測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7B之間的第2距離、及測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7C之間的第3距離、及測量對象部也就是例如額的皮膚及接近感測器100的電極7的分割電極7D之間的第4距離,並比較這些的第1距離至第4距離。
由此,MCU83,是判斷紅外線體溫計1的本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B),是否對於人體的皮膚由適切的傾斜角度朝向。且,在使用紅外線體溫計1時,本體部1R是對於人體的皮膚由預先決定的適切的傾斜角度的範圍內傾斜的情況時,MCU83,是藉由參照參照目錄表RT,對應此傾斜的角度的大小,修正所測量到的體溫,就可以更正確地測量體溫。
但是紅外線體溫計1,因為是非接觸,何時體溫被測量或是尚未測量,因為對於測量者不明,所以正確地體溫測量成功時,MCU83,是使蜂鳴器180作動響動。由此,測量者,可以確實地辨認體溫測量成功。
如此,紅外線體溫計1,是使用接近感測器100,測量與被檢體也就是人體的距離,可以遠離最適距離地由非接觸進行檢溫。
若,本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B),其傾斜角度,是比適切的傾斜角度的範圍更大時,MCU83,是讓蜂鳴器180鳴叫,對於測量者,修正對於紅 外線體溫計1的人體的皮膚的傾斜角度,使紅外線體溫計1對於人體的皮膚成為正確垂直的姿勢(方向)的方式,喚起注意較佳。且,MCU83,是將紅外線體溫計1的不適切的傾斜角度的狀況顯示於液晶顯示器11,並且可以將朝適切的傾斜角度改變的指示內容顯示在液晶顯示器11。
本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B)是由適切的傾斜角度對於人體的皮膚朝向的時點,MCU83,是獲得紅外線體溫計1及皮膚之間的距離及傾斜角度,使用預先準備的各傾斜角度的修正用的參照目錄表修正體溫,因此可以進行適切的體溫測量。使用紅外線感測器3所測量到的體溫,可以由液晶顯示器11顯示。此體溫測量的完成,可以將藍色的發光二極管D2點燈,進一步將蜂鳴器180響動,朝測量者報知。
又,此情況的使用紅外線感測器3測量的溫度是28度以上的情況,雖將此溫度考慮成人體的測量對象部的體溫,但是此28度未滿的情況時,視為觸摸到人體以外例如衣服或髪、或是被載置在桌上等而忽視。
且紅外線感測器3,雖與導電性的物質反應,但是對於木和樹脂等的桌等不反應。進一步,雖與金屬製的桌等反應,但是室溫不高的情況時,因為不會高至體溫程度,所以此時的溫度被忽視。
如上述,在第1實施例中,紅外線體溫計1的紅外線感測器3是可以不與人體的皮膚接觸的方式將體溫 測量,即可以在非接觸狀態下將體溫測量。因此,因為不會觸摸如被檢體也就是例如嬰兒的人體的皮膚,所以由非接觸體溫測量時沒有溫度的移動,可以更正確地測量體溫。
且在第1實施例中,紅外線體溫計1的紅外線感測器3是由與人體的皮膚非接觸狀態下測量體溫並由液晶顯示器11顯示。因此,在體溫測量時例如將臉轉開且不願意、或坐不住的幼兒和嬰兒等的體溫測量時非常地有效。即,物體接觸幼兒和嬰兒等的話,因為會反射地將臉動作,所以如第1實施例的紅外線體溫計1可以由非接觸將體溫測量,是非常地有效,可以確實且簡單且不會失敗地測量幼兒等的體溫。
且紅外線體溫計1,雖也具備從額表面的溫度朝腋下的溫度換算顯示的功能,但是此時,有必要由額的中央部等的特定的位置測量。這是為了測量來自於此部位附近中的動脈的溫度。
第1實施例的紅外線體溫計1,是使用紅外線感測器3,對於人體由非接觸將體溫測量的紅外線體溫計1,具備:檢出將紅外線感測器3內藏的本體部1R接近人體用的接近感測器100、及依據藉由接近感測器100檢出本體部1R接近人體時的來自紅外線感測器3的紅外線的量,算出人體的體溫控制部(MCU)83。接近感測器100,是具有:接地電極5、及被配置於接地電極5的周圍的複數分割電極7(7A、7B、7C、7D),控制部83, 是在接近人體時測量接地電極5及各分割電極7A、7B、7C、7D之間的靜電容量,藉由依據靜電容量測量本體部1R及人體之間的距離來檢出對於本體部1R的人體的傾斜的構成。
由此,因為可檢出對於本體部的人體的傾斜角度,且不會觸摸如被檢體也就是例如嬰兒的人體的皮膚,所以由非接觸體溫測量時沒有體溫的移動,對於人體正確地朝向本體部的姿勢,可以正確地將體溫測量。
控制部(MCU)83,是具備修正被測量的體溫用的參照目錄表RT,藉由從獲得的傾斜角度參照參照目錄表RT,修正已經被測量的體溫。控制部(MCU)83,是藉由參照參照目錄表RT,本體部即使對於人體傾斜,因為可以對應其傾斜角度,修正所測量到的體溫,所以可以更正確地測量體溫。
接近感測器100的接地電極5是形成環狀,複數分割電極7(7A、7B、7C、7D),是藉由在接地電極5的外側將環狀的電極分斷而形成。由此,靜電容量型式的接近感測器100,因為是具有接地電極及複數分割電極的構造,所以具有設計的自由度,容易組裝在紅外線體溫計內。
具有作為通知部的液晶顯示器11,其是對於人體的本體部的傾斜角度為超過預先決定的傾斜角度時,通知該指令,且在體溫的測量終了時通知。由此,可以將本體部未對於人體由正確姿勢朝向地傾斜的狀態,通過通 知部報知測量者。且,對於體溫的測量終了,可以由通知部的通知更確實地知道。
以上,雖顯示一例,但是本發明不用說當然也能以任何方式變形。
例如,第11圖,是顯示第1實施例的變形例的接地電極5及外側的電極7的形狀例,接近感測器100的外側的電極7,是藉由在圓周方向分斷,如第11圖所示分割成3個分割電極7A、7B、7C,藉由把握各單位位置中的距離,就可以檢出紅外線體溫計1的本體部對於皮膚的傾斜角度,可以進行體溫修正。
第12圖,是顯示:4個分割電極7A、7B、7C、7D、及MCU83的一般的連接例,分割電極7A、7B、7C、7D,是各別透過自激振盪器99,與MCU83內的計數器98連接。
通知部,不限定於液晶顯示器11和蜂鳴器180,有機EL顯示裝置和揚聲器等也可以。
(第2實施例)
使用第13~27圖,說明第2實施例的紅外線體溫計1。
如第13圖所示,第2實施例的紅外線體溫計1,是具備蓋200。蓋200,是構成若干縱型的桶狀的形狀。從此可知,測量者,是成為容易由指將蓋200的中央的稍為凹陷的凹部分1A等旋鈕。且,測量者,是將紅外 線體溫計1的蓋200的凹部分1A捏住,由接近如體溫的測量對象部也就是例如嬰兒的人體的額的中央部的皮膚的位置,由非接觸將體溫測量。
因此,紅外線體溫計1,是對於人體的皮膚非接觸,即,因為不會觸摸如被檢體也就是嬰兒的人體的皮膚,所以在體溫測量時溫度(體溫)不會從皮膚朝紅外線體溫計1側移動,可以更正確地測量體溫。
如第13圖所示,紅外線體溫計1的本體部1R的前面側的幾乎中央部分,即在第13圖中朝向蓋200的右下方的先端部分1B的幾乎中央部分,是呈研缽狀凹陷,作為研缽狀部分1C構成。在研缽狀部分1C的中心的深入的部分中,安裝有紅外線感測器3及距離感測器300。
如第14圖所示,在紅外線體溫計1的先端部分1B的內側中,被配置有電路基板250。電路基板250,是搭載有:將體溫測量用的紅外線感測器3、及測量人體的測量對象部及紅外線體溫計1的先端部分1B之間的距離用的距離感測器300。在電路基板250中,距離感測器300是被設在紅外線感測器3的周圍。
如第14圖所示,電路基板250,是被固定於內部構造體240的先端部241。即,電路基板250,是被配置於本體部1R的先端部分1B。由此,可以容易將電路基板250的距離感測器300及紅外線感測器3,朝向人體的測量對象部也就是例如嬰兒的額等的皮膚,不會被其他 的要素阻礙。因此,可以直接測量:內部構造體240的先端部241及額等的皮膚之間的距離的測量、及來自額等的皮膚的紅外線量。
電路基板250,是對於被配置於內部構造體240中的控制部(第17圖所示的控制部250),例如使用可撓性配線板242電連接。距離感測器300,可以將朝人體等的額等的皮膚的測量對象部的紅外線感測器3的接近距離,由非接觸正確地檢出。
距離感測器300也稱為距離測量感測器。測量者,是將例如嬰兒的體溫測量時,將紅外線體溫計1的紅外線感測器3和距離感測器300,接近人體的額等的皮膚。由此,被設在此研缽狀部分1C的距離感測器300,是在將與人體的皮膚之間的距離由正確地測量的位置,在將紅外線體溫計1不與人體的皮膚接觸的非接觸狀態下,藉由紅外線感測器3檢出來自人體的紅外線量。控制部,藉由從此檢出的紅外線的量計算體溫,就可以獲得體溫。
如第15圖(a)所示,在紅外線體溫計1的後面中,設有將體溫顯示、或作為通知必要的警報內容的通知手段的液晶顯示器11。在液晶顯示器11的上側中,設有按壓面寬的電源開關13。將電源開關13導通(ON)操作的話,紅外線體溫計1會作動,對於人體的測量對象部由非接觸將體溫測量,將此測量的體溫的數值顯示於液晶顯示器11。
如第15圖(b)所示,在紅外線體溫計1的蓋 200的凹部分1A的側面中,設有電池收納部15。因為在電池收納部15將例如1.5~3伏特的鈕扣電池等的電池(第17圖所示的電池221)放入,將蓋藉由小螺釘緊固等,作為紅外線體溫計1的電源的功能,所以紅外線體溫計1成為可作動。
如第15圖(c)所示,在本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B)中,紅外線感測器3、及在此紅外線感測器3的周圍的距離感測器300是被配置成同心圓狀。
接著,參照第16~21圖,將距離感測器300的較佳構造例,詳細說明。
如第16圖所示,距離測量用的距離感測器300及溫度測量用的紅外線感測器3,是被搭載於電路基板250的一方的面250A。電路基板250,是如第17圖所示,對於控制部150,例如使用可撓性配線板242電連接。電路基板250雖是例如正方形的基板,但是電路基板250的形狀是圓形也可以。紅外線感測器3,是在電路基板250的中央的位置沿著中心軸CL被固定。距離感測器300,是在紅外線感測器3的周圍以中心軸CL為中心,被固定成與紅外線感測器3成為同心圓狀。
但是與皮膚直接接觸將體溫測量的習知例的體溫計,是藉由與皮膚接觸使測量距離可以一定,但是在體溫計本體及皮膚之間會引起熱的移動,而成為在原本欲測量的值產生誤差的原因。
在此,第2實施例的紅外線體溫計1,有必要藉由從皮膚隔有某距離由非接觸將體溫測量,將至皮膚為止的距離由非接觸測量的距離感測器300。若將測量距離委託測量者的手工作業測量體溫時,會成為體溫測量值產生誤差的要因,為了排除此誤差產生的要因,如第21圖所示,在紅外線體溫計1中,使用距離感測器300,就可以將本體部1R及人體的皮膚(對象TG)的距離正確地測量。
如第21圖所示,距離感測器300,是光學感測器,藉由將光L對於對象TG也就是皮膚投射,受光感測器302是收到該光L的返回光LR(反射光)的光量(強度)將受光訊號RS朝控制部150送出。由此,控制部150,是從依據其返回光LR的光量的大小的受光訊號RS的訊號值的大小,求得測量距離。
如第16圖所示,距離感測器300,是具備:光源301、及受光感測器302、及投射透鏡311、及受光透鏡312。如第17圖所示,光源301及受光感測器302,是將紅外線感測器3挾持地固定於彼此相反側的對稱位置。光源301及紅外線感測器3的距離D、及受光感測器302及紅外線感測器3的距離D(=S/2),是設定成相同。在第21圖中,光源301及受光感測器302的配置間隔是由S顯示。配置間隔S,雖是例如12mm,但是無特別限定。
光源301,是例如,可以使用發光二極管 (LED)。光源301發出的光,為了與外亂光也就是外光的區別容易進行,使用可視光以外的近紅外光的較佳。受光感測器302,是可以使用例如光二極管,可以將近紅外光受光者。光源301,較佳不是時常點燈而由一定間隔點滅,由點燈時及熄燈時的差作為受光量(返回量),此受光量,被換算紅外線體溫計1及人體的皮膚之間的距離。
如第16、17圖所示,投射透鏡311及受光透鏡312,皆是半圓弧狀的透鏡。如第19、20圖所示,投射透鏡311及受光透鏡312是隔有間隔G相面向的方式,被固定於電路基板250上。投射透鏡311及受光透鏡312,較佳是塑膠製的透鏡,使用例如丙烯製的透鏡。將空氣的曲折率設成1.0的情況時,丙烯的曲折率,是1.49。
如第17圖所示,在由第16圖的A-A線顯示的剖面的位置中,投射透鏡311的正中的位置的先端部311A,是由角度Pθ朝外側下降的方式傾斜形成。同樣地,受光透鏡312的正中的位置的先端部312A,是由角度Pθ朝外側下降的方式傾斜形成。
且如第18圖所示,在第16圖的B-B線中的剖面位置中,投射透鏡311的左右的端部的先端部311B,是由角度Qθ朝外側下降的方式傾斜形成。同樣地,受光透鏡312的左右的端部的先端部312B,是由角度Qθ朝外側下降的方式傾斜形成。角度Pθ,是比角度Qθ更大。
如第17圖所示,光源301,是在投射透鏡311 的正中的位置(中央位置)的先端部311A的後端部311C被相面對對配置。在此後端面311C中,形成有接受光源301的發光用的第1凹透鏡部分311D,光源301的發光,可以由第1凹透鏡部分311D接收並通過投射透鏡311從投射透鏡311的先端部投射。第1凹透鏡部分311D,是相面對於光源301。
如第17圖所示,受光感測器302,是在受光透鏡312的正中的位置(中央位置)的後端部312C被相面對地配置。在後端面312C中,形成有第2凹透鏡部分312D。第2凹透鏡部分312D,是通過受光透鏡312將通過受光透鏡312而來的返回光LR在受光感測器302受光。第2凹透鏡部分312D,是相面對於受光感測器302。
如第16、19圖所示,投射透鏡311及受光透鏡312,是以紅外線感測器3的中心線CL為中心,隔有間隔由同心圓狀包圍的方式,被固定於電路基板250。
在此,將投射透鏡311及受光透鏡312的形狀,進一步詳細說明。
如第20圖所示,投射透鏡311的正中的位置的先端部311A,是被附加規定的角度(第17圖所示的角度Pθ),隨著從正中的位置的先端部311A沿著半圓弧各別至左右的端部的先端部311B,此角度會漸漸地變化,在投射透鏡311的左右端部的先端部311B中,也如第18圖所示朝角度Qθ減少。
同樣地,受光透鏡312的正中的位置的先端部 312A的先端部312A,是被附加規定的角度(第17圖所示的角度Pθ),隨著各別從正中的位置的先端部311A沿著半圓弧至左右端部的先端部312B,此角度會漸漸地變化,在受光透鏡312的左右端部的先端部312A中,也如第18圖所示朝角度Qθ減少。
因此,在投射透鏡311中因為從此角度Pθ藉由角度Qθ將投射角度(射出角度)連續地沿著半圓弧形狀變化,所以通過投射透鏡311的光L,可以在第21圖所示的中心軸CL及對象TG交叉的位置PP將焦點連結。
且藉由在受光透鏡312中從此角度Pθ藉由角度Qθ將受光角度(入射角度)連續地沿著半圓弧形狀變化,使來自對象TG的返回光LR,在第21圖所示的中心軸CL及對象TG交叉的位置PP(皮膚)上反射時即使擴散,受光透鏡312,也可以將擴散的返回光LR有效入射。
如此,在投射透鏡311的先端部311A的形狀中,通過投射透鏡311的其中任一的光L,也通過中心軸CL及對象TG交叉的位置PP。光L雖由從投射透鏡311的中央位置(正中位置)311A至左右的先端部311B為止的先端部的範圍被投射,但是通過投射透鏡311的中央位置(正中位置)311A的光L,是通過最中心軸L的位置PP,隨著朝投射透鏡311的左右的先端部311B進行使至位置PP為止的距離變長。
且由對象TG反射的返回光LR雖擴散,但是 擴散的返回光LR,是被入射至受光透鏡312的正中的先端部312A及左右端部的先端部312B的範圍,透過第2凹透鏡部分312D,在受光感測器302被受光。
由此,將光源301的發出的光L由皮膚反射將返回光LR由受光感測器302受光時,控制部150,可以將受光量的變化,作為距離的變化精度佳地檢出。
如第21圖所示,顯示來自光源301的光L是由對象TG也就是例如嬰兒的皮膚的表面被反射,作為返回光LR在受光感測器302被受光的樣子。如第21圖所示,來自光源301的光L,是通過投射透鏡311,經過焦點距離FC由對象面也就是例如嬰兒的皮膚的表面,即中心軸CL及對象TG交叉的位置PP集光地反射。反射的返回光LR,是經過焦點距離FC通過受光透鏡312在受光感測器302被受光。
第22圖,是顯示投射透鏡311的正中位置的先端部311A及受光透鏡312的正中位置的先端部312A中的焦點距離FC為50mm的情況的例。對於此情況的光L及返回光LR的曲折角θ1,是例如20.313度,當時的入射角θ2,是13.47度。
且第23圖,是顯示投射透鏡311的正中位置的先端部311A及受光透鏡312的正中位置的先端部312A中的焦點距離FC為100mm的情況的例。對於此情況的光L及返回光LR的曲折角θ1,是例如10.344度,當時的入射角θ2,是6.91度。
在第22、23圖中,示意地顯示:投射透鏡311及受光透鏡312的曲折角θ1、及當時在對象TG出現的光L及返回光LR的位置。
在第22、23圖的例中,投射透鏡311及受光透鏡312的焦點距離FC,雖是顯示例如50mm及100mm,但是不限定於此,投射透鏡311及受光透鏡312的焦點距離FC,是可以設定在較佳是最小1mm至最大200mm的範圍。
此焦點距離FC是比1mm更小的話,紅外線體溫計1因為會與皮膚接觸所以不佳。且,焦點距離FC是比200mm更大的話,來自皮膚的紅外線量過少而使體溫測量困難。即,第21圖所示的可以測長的預先決定的焦點距離FC的最大長度,雖與投射透鏡311及受光透鏡312的外徑(半徑)成比例,但是考慮在紅外線體溫計1內可以設置的距離感測器300的大小、及可以確保光量的話,焦點距離FC,最大可以設定至200mm。
焦點距離FC,雖是與返回光LR的光量比例地測量,但是焦點距離FC過長的話,光會衰減擴散,返回光LR的光量會減少,所以在大的焦點距離FC中,返回光LR的光量的衰減過大,返回光LR及外光的不同變小。因此,採用:在電路基板250使用相面對配置的投射透鏡311及受光透鏡312,從投射透鏡311投射的光L,是由對象TG反射之後,來自對象TG的位置PP的返回光LR,是使用受光透鏡312由受光感測器302受光的構 造。
距離感測器300的構造,因為在小型的紅外線體溫計1內可以搭載的電池221的容量有限,所以考慮可由省電力且精度佳地非接觸進行體溫測量。小型的紅外線體溫計1的距離感測器300,若電力可以充分地確保的話,對於外光可以確保充分的亮度。
接著,說明紅外線體溫計1的作用。
首先,將紅外線體溫計1的電源開關13導通(ON)操作,從被配置於電池收納部15內的3伏特的電池221將動作電壓供給至紅外線體溫計1的話,藉由控制部150的指令,紅外線體溫計1的紅外線感測器3及距離感測器300開始動作。
接著,測量者,是將人體的例如額的皮膚的溫度測量時,為了測量與人體的皮膚之間的距離,將桶狀的紅外線體溫計1的凹部分1A由指等捏住,將紅外線體溫計1的本體部1R的研缽狀部分1C(先端部分1B),朝向人體的例如額的皮膚接近。如第21圖所示,來自光源301的光L,是通過投射透鏡311,朝向人體的例如額的皮膚也就是對象TG被投射。
且如第21圖所示,距離感測器300是接近對象TG。
來自光源301的光L,是通過投射透鏡311由對象TG將焦點連結的話,在此對象TG中此光L反射作為返回光LR,通過受光透鏡312朝受光感測器302被受 光。
如第21圖所示,來自光源301的光L,是通過投射透鏡311由對象TG由預先決定的焦點距離FC將焦點(例如50mm)連結的話,與紅外線體溫計1的距離感測器300及對象TG的距離的值不是預先決定的焦點距離FC(例如50mm)的情況相比,受光感測器302受光的光量是成為最大。因此,控制部150,其從受光感測器302朝控制部150被送出的受光訊號RS的訊號值是成為最大。此不是預先決定的焦點距離FC的情況,是指紅外線體溫計1的距離感測器300及對象TG的距離的值,不是例如50mm,紅外線體溫計1是從皮膚遠離超過50mm,或接近超過50mm的情況。
控制部150,是將受光訊號RS的訊號值檢出的話,控制部150,是在液晶顯示器11,顯示可進行體溫的測量,朝測量者報知。即,紅外線體溫計1對於人體的皮膚位於適切的測量位置的話,就對於測量者將「體溫測量狀態」報知。且,控制部150,其從受光感測器302朝控制部150被送出的受光訊號RS的訊號值是成為最大的時點,從來自紅外線感測器3的體溫測量訊號TK,依據來自紅外線感測器3的紅外線量,將人體的體溫算出就可以獲得體溫的測量值。
又,如此是否將體溫的測量正確測量因為不明,所以正確地體溫測量成功時,控制部150,是將通知手段也就是例如蜂鳴器180作動響動,並且在液晶顯示器 11,顯示體溫測量成功的指令。由此,測量者,對於體溫測量成功,可以由視覺且聽覺地確實地辨認。
如此,紅外線體溫計1,是使用距離感測器300,將被檢體也就是人體的距離正確測量,可以將紅外線感測器3對於人體由最適距離遠離由非接觸進行檢溫。
又,此情況的使用紅外線感測器3測量的溫度是28度以上的情況,雖將此溫度考慮成人體的測量對象部的體溫,但是28度未滿的情況時,控制部150,是視為紅外線體溫計1觸摸人體以外,例如衣服和髪,或是被載置在桌上等而忽視。
且紅外線感測器3,雖與導電性的物質反應,但是對於木和樹脂等的桌等不反應。進一步,雖與金屬製的桌等反應,但是室溫不高的情況時,因為不會高至體溫程度,所以此時的溫度被忽視。
如上述,在第2實施例中,可以使紅外線體溫計1的紅外線感測器3不與人體的皮膚接觸的方式將體溫測量,即可以在非接觸狀態下將體溫測量。因此,因為不會觸摸如被檢體也就是例如嬰兒的人體的皮膚,所以由非接觸在體溫測量時沒有從皮膚朝紅外線體溫計1側的溫度移動,可以更正確地測量體溫。
且在第2實施例中,紅外線體溫計1的紅外線感測器3是由與人體的皮膚非接觸狀態下測量體溫並由液晶顯示器11顯示。因此,在體溫測量時例如將臉轉開且不願意、或坐不住的幼兒和嬰兒等的體溫測量時非常地有 效。即,物體接觸幼兒和嬰兒等的話,因為反射地將臉動作,所以如第2實施例的紅外線體溫計1可以由非接觸將體溫測量,是非常地有效,可以確實且簡單且不會失敗地測量幼兒等的體溫。
且紅外線體溫計1,雖也具備從額表面的溫度朝腋下的溫度換算顯示的功能,但是此時,有必要由額的中央部等的特定的位置測量。這是因為測量來自此部位附近中的動脈的溫度。
接著,參照第24~27圖,說明第2實施例的紅外線體溫計1的距離感測器300的較佳形狀例。
第24圖,是顯示距離感測器300的較佳形狀例。距離感測器300的投射透鏡311L及受光透鏡312L的先端部的形狀,是使焦點距離可以各別固定在50mm的方式,從中央的位置橫跨左右的位置為止由一定的角度傾斜形成。在第24圖中,顯示:來自投射透鏡311L側的光L、及由50mm位置中的對象TG被反射的返回光LR的光路的例。
投射透鏡311L及受光透鏡312L,是各別具有可以測量焦點距離為50mm的固定長的透鏡上面形狀(先端部形狀)。投射透鏡311L的先端部及受光透鏡312L的先端部,是各別從正中的位置至左右的位置為止由相同角度傾斜連續地形成。因此,投射透鏡311L及受光透鏡312L的正中的位置的先端部311LA、312LA,是由角度P1朝外側下降的方式傾斜形成。且,投射透鏡311L及受 光透鏡312L的左右的端部的先端部311LB、312LB,是由角度Q1朝外側下降的方式傾斜形成。此角度P1及角度Q1,是設定成P1=Q1。
此情況時,投射透鏡311L及受光透鏡312L,是焦點距離雖各別被固定成50mm,但是為了光的擴散和亂反射,50mm以外也具有返回光,但是可由光的強弱辨認50mm前後的距離。
接著,第25圖,是顯示距離感測器300的別的較佳形狀例。距離感測器300的投射透鏡311及受光透鏡312的先端部的形狀,是使焦點距離(焦點)各別成為50mm~100mm的方式平滑地連續變化。在第25圖中,顯示:來自投射透鏡311側的光L、及由50mm及100mm位置中的對象TG被反射的返回光LR的光路的例。
投射透鏡311及受光透鏡312,是各別具有焦點距離可以在50mm~100mm的範圍測量的透鏡上面形狀(先端部形狀)。投射透鏡311的先端部及受光透鏡312的先端部,是各別從正中的位置的先端部311A、312A至左右的位置311B、312B為止平滑地連續變化的方式傾斜形成。因此,投射透鏡311及受光透鏡312的正中的位置的先端部311A、312A,是由角度Pθ朝外側下降的方式傾斜形成。且,投射透鏡311及受光透鏡312的左右的端部的先端部311B、312B,是由角度Qθ朝外側下降的方式傾斜形成。此角度Pθ及角度Qθ,是設定成Pθ>Qθ。
如此,投射透鏡311及受光透鏡312的先端部 形狀,是使焦點距離可以由50mm~100mm的範圍測量的方式,從中央的位置的先端部橫跨左右的端部的位置平滑地連續變化。又,第24圖所示的角度P1及第25圖所示的角度Pθ的關係,是角度P1=角度Pθ。第24圖所示的角度Q1及第25圖所示的角度Qθ的關係,是角度Q1>角度Qθ。
此情況,在投射透鏡311及受光透鏡312的先端部形狀中,使焦點距離各別成為50mm的方式設定角度Pθ,使焦點距離成為100mm的方式設定角度Qθ,從角度Pθ至角度Qθ為止之間,使角度平滑地連續地變化。此焦點距離的設定範圍,是將焦點距離的最短(50mm)作為投射透鏡311及受光透鏡312的先端部形狀的中央的1點的位置,使超過焦點距離50mm到達100mm的方式,在投射透鏡311及受光透鏡312的先端部形狀的左右位置將角度分開。這是因為焦點距離長的話,到達距離延伸使光L衰減,所以藉由從投射透鏡311投射的光L是由對象TG反射,返回光LR是從2方向返回至受光透鏡312的先端部側,來確保受光光量。又,光L是充分強的話,就不必要將返回光LR從2方向返回至受光透鏡312的先端部。
第26圖,是顯示距離感測器300的進一步別的較佳形狀的例。距離感測器300的投射透鏡311P及受光透鏡312P的先端部的形狀,是使焦點距離(焦點)各別成為50mm~100mm的方式呈段狀變化。在第26圖 中,顯示:來自投射透鏡311P側的光L、及由50mm及100mm位置中的對象TG被反射的返回光LR的光路的例。
投射透鏡311P及受光透鏡312P,是各別具有焦點距離可以在50mm~100mm的範圍測量的透鏡上面形狀(先端部形狀)。投射透鏡311P的先端部及受光透鏡312P的先端部,是各別從正中的位置朝左右的位置為止段狀變化的方式傾斜形成。因此,投射透鏡311P及受光透鏡312P的正中的位置的先端部311PA、312PA,是由角度P3朝外側下降的方式傾斜形成。且,投射透鏡311P及受光透鏡312P的左右的端部的先端部311PB、312PB,是由角度Q3朝外側下降的方式傾斜形成。
角度P3及角度Q3的關係,是設定成P3>Q3。如此,投射透鏡311P及受光透鏡312P的先端部形狀,是使焦點距離可以由50mm~100mm的範圍測量的方式,藉由從中央的位置的先端部朝左右的位置的先端部橫跨地設置複數階段部,而呈段狀變化。又,第24圖所示的角度P1及第25圖所示的角度Pθ及第26圖所示的角度P3的關係,是角度P1=角度Pθ=角度P3。且,第25圖所示的角度Qθ及第26圖所示的角度Q3的關係,是角度Qθ=角度Q3。
此情況時,第26圖所示的投射透鏡311P及受光透鏡312P的先端部形狀,是各別使焦點距離是角度P3為50mm,朝向角度Q3使焦點距離成為100mm的方式呈 段狀變化。此焦點距離的設定範圍,是將焦點距離的最短(50mm)作為投射透鏡311P及受光透鏡312P的先端部形狀的中央的1點的位置,在投射透鏡311P及受光透鏡312P的先端部形狀的左右位置將角度分開。
在第27圖(a)中,顯示先端部的中央的階段部DA的傾斜,在第27圖(b)中,顯示先端部的中央的階段部DA的外側的階段部DB的傾斜,在第27圖(c)中,顯示先端部的左右的階段部DC的傾斜。先端部的中央的階段部DA的角度P3及階段部DB的角度R3及左右的階段部DC的角度Q3的關係,是角度P3>角度R3>角度Q3。採用這種構造,是因為焦點距離長的話,到達距離延伸使光L衰減,所以藉由從投射透鏡311P投射的光L是由對象TG反射,返回光LR是從2方向返回至受光透鏡312P的先端部,來確保受光光量。
在第26圖所示的投射透鏡311P及受光透鏡312P的段狀的先端部形狀中,例如與焦點距離10mm一起具有階段部,這些的階段部的面積,是藉由隨著從中央的位置朝左右的端部位置漸廣,就可以確保返回光LR的受光光量。返回光LR的受光光量,是藉由階段部的面積的設計,可以控制。但是,返回光LR的受光光量是充分強的話,沒有必要將返回光LR從2方向返回至受光透鏡312P的先端部,也沒有必要進行階段部的面積的設計。
在第25、26圖所示的距離感測器300中,參照受光透鏡側的受光感測器302(第16圖)因為是1 個,所以距離的變化必需作為光量的變化捕捉。在此,將返回光LR的光量,藉由投射透鏡及受光透鏡的先端部形狀的設計使控制成為重要。
且距離感測器300可以採用將第24~26圖所示的投射透鏡及受光透鏡組合的構造者。即,第24圖的情況時,光是由擴散和亂反射等辨認設計值前後,但是其辨認寬度較窄,藉由將第24~26圖所示的投射透鏡及受光透鏡組合,就可以獲得具有某焦點距離的範圍的投射透鏡及受光透鏡。
第2實施例的紅外線體溫計1,是具備:在人體可由非接觸測量體溫的紅外線體溫計1,將紅外線感測器3內藏的本體部1R;及檢出本體部1R接近人體時的本體部1R及人體的距離用的距離感測器300;及藉由距離感測器300檢出本體部1R對於人體成為預先決定的距離(投射透鏡311及受光透鏡312的焦點距離FC)時,依據來自紅外線感測器3的紅外線的量,算出人體的體溫之控制部150。距離感測器300,是具備:將光L發出的光源301;及將光源301的光L投射在人體側的投射透鏡311;及受光感測器302;及本體部1R位在預先決定的距離(FC)的話,將從人體反射而得的投射的光L的返回光LR,在受光感測器302受光的受光透鏡312。
由此,在紅外線體溫計1中,本體部是位於預先決定的距離的話,將由人體反射而得的被投射的光的返回光在受光感測器受光,在預先決定的距離依據來自紅外 線感測器3的紅外線的量,算出人體的體溫。因此,雖是簡單的構造,但是因為不會觸摸如被檢體也就是例如嬰兒的人體的皮膚,所以由非接觸體溫測量時沒有體溫的移動,可以正確地將體溫測量。
在此紅外線體溫計1中,投射透鏡311及受光透鏡312,皆是半圓弧狀的透鏡。由此,投射透鏡311及受光透鏡312,藉由皆採用半圓弧狀的透鏡,投射透鏡及受光透鏡之間,就可以配置紅外線感測器3。因此,本體部1R中的紅外線感測器3的佈局配置容易,可謀求本體部1R的小型化。
紅外線體溫計1,是具備搭載了投射透鏡311及受光透鏡312及紅外線感測器3的電路基板250,紅外線感測器3是被配置於投射透鏡311及受光透鏡312之間,以通過紅外線感測器3的中心軸CL為中心,使投射透鏡311及受光透鏡312是被配置於對稱位置。由此,紅外線感測器3,可以通過投射透鏡311及受光透鏡312之間,不被投射透鏡311及受光透鏡312阻礙地收到來自人體的紅外線。
在紅外線體溫計1中,搭載了投射透鏡311及受光透鏡312及紅外線感測器3的電路基板250,是被配置於本體部1R的先端部分1B。由此,電路基板250的距離感測器300及紅外線感測器3,可以容易朝向人體的測量對象部也就是例如嬰兒的額等的皮膚,不會被其他的要素阻礙,可以直接測量:內部構造體240的先端部241及 額等的皮膚之間的距離的測量、及來自額等的皮膚的紅外線量。藉由將本體部的先端部分接近人體,就可以測量體溫。
使用受光量及距離的關係,消除紅外線體溫計製造時的個體差,就可以確保紅外線體溫計的體溫測量的精度。
以上,雖顯示一例,但是本發明不用說當然也能以任何方式變形。
通知手段,不限定於液晶顯示器11和蜂鳴器180,有機EL顯示裝置和揚聲器等也可以。
〔產業上的可利用性〕
依據本發明的話,雖簡單的構造,因為不會觸摸如被檢體也就是例如嬰兒的人體的皮膚,由非接觸而沒有體溫測量時體溫的移動,所以可以提供可以正確地將體溫測量的紅外線體溫計。
1‧‧‧紅外線體溫計
1A‧‧‧凹部分
1B‧‧‧先端部分
1C‧‧‧研缽狀部分
1R‧‧‧本體部
3‧‧‧紅外線感測器
5‧‧‧接地接地電極
7‧‧‧電極
7a‧‧‧電極外部裝備品
100‧‧‧接近感測器
200‧‧‧蓋

Claims (6)

  1. 一種紅外線體溫計,是對於人體可由非接觸測量體溫的紅外線體溫計,其特徵為,具備:將紅外線感測器內藏的本體部、及檢出前述本體部接近前述人體時的前述本體部及前述人體的距離用的距離感測器、及藉由前述距離感測器檢出前述本體部對於前述人體成為預先決定的距離時依據來自前述紅外線感測器的紅外線的量算出前述人體的體溫的控制部,前述距離感測器,是具備:將光發出的光源、及將前述光源的前述光朝前述人體側投射的投射透鏡、及受光感測器、及前述本體部是位於前述預先決定的距離的話,使從前述人體反射而得的前述光的返回光,在前述受光感測器受光的受光透鏡,前述投射透鏡及前述受光透鏡,皆是半圓弧狀的透鏡。
  2. 如申請專利範圍第1項的紅外線體溫計,其中,具備搭載了前述投射透鏡及前述受光透鏡及前述紅外線感測器的電路基板,前述紅外線感測器是被配置於前述投射透鏡及前述受光透鏡之間,前述投射透鏡及前述受光 透鏡是被配置於以通過前述紅外線感測器的中心軸為中心對稱的位置。
  3. 如申請專利範圍第2項的紅外線體溫計,其中,搭載了前述投射透鏡及前述受光透鏡及前述紅外線感測器的電路基板,是被配置於前述本體部的先端部分。
  4. 如申請專利範圍第1或2項的紅外線體溫計,其中,將前述投射透鏡的前述光投射的先端部及受到前述受光透鏡的前述返回光的先端部,是使具有1個焦點距離的方式由一定的角度傾斜地形成。
  5. 如申請專利範圍第1或2項的紅外線體溫計,其中,將前述投射透鏡的前述光投射的先端部及受到前述受光透鏡的前述返回光的先端部,是從中央位置橫跨端部使具有不同的複數焦點距離地連續變化。
  6. 如申請專利範圍第1或2項的紅外線體溫計,其中,將前述投射透鏡的前述光投射的先端部及受到前述受光透鏡的前述返回光的先端部,是藉由從中央位置橫跨端部使具有不同的複數焦點距離的方式形成複數階段部而呈段狀變化。
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