WO2001096825A1

WO2001096825A1 - Pyrometre

Info

Publication number: WO2001096825A1
Application number: PCT/JP2001/005034
Authority: WO
Inventors: Makoto Tabata; Hiroyuki Ota; Yoshihide Onishi; Toshihiko Ogura; Tetsuya Sato; Taiga Sato
Original assignee: Omron Corporation
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2001-12-20
Also published as: US20040022297A1; EP1302761B1; US20040228386A1; US20040233968A1; US7036978B2; EP1302761A4; US7380981B2; EP1302761A1; JPWO2001096825A1; JP3690387B2; US7434992B2

Description

明細書放射温度計技術分野

本発明は、対象物から放射される赤外線を測定することにより対象物の温度を測定する放射温度計に関する。背景技術

従来、この種の放射温度計は

E = L (T_x ⁴-T_a ⁴)

E ：サーモパイルチップが受けるエネルギー（サーモパイルの出力） L ：係数

T_x：測定対象温度

T_a ：サーモパイルチップ温度

という原理式に従って、対象物の温度を、サーモパイルの出力とサーモパイルチップの温度に基づいて算出している。

また、赤外線放射量を測定するセンサとしてサーモパイルセンサがあり、その構造は金属製のステムにサーモパイルチップが接着され、天面には赤外線が通過できるシリコンガラス製のウィンドウがあり、全体が金属製のケースで密封されているのが一般的である。

このようなサーモパイルセンサを用いた体温計では、特開平 5 - 20 349 9号に開示されているように、サーモパイルチップの温度を測定する目的でサーモパイルケース内部のサーモパイルチップのすぐ横ゃサーモパイルケースを挟んでサーモパイルチップの裏側にあたる部分にサ一ミスタを接着し、サーミスタ温度 =サーモパイルチップ温度としている。

また、サーモパイルチップは、その前方にあってサーモパイルチップと温度差がある物体すベてから赤外線によるエネルギーの授受を行っており、それを電圧に変換して出力している。

従って、サーモパイルセンサは等温化されており、サーモパイルケ一スには温度差がないものとして上述の例と同様に 1個のサーミスタの測定値を用いてサーモパイルセンサの代表値としていた。特開平 2— 3 5 3 2 2号記載のように、サーモパイルセンサの前方にある導波管の温度を測定している例もあるが、これにおいてもサーモパイルケース自体には温度差が無いことが前提となっている。

しかしながら、耳の中にプローブを揷入し、鼓膜から放射される赤外線により体温を測定する放射体温計にあっては、体温測定時に耳の中へプローブを揷入した際に、熱が外耳道等からプローブを構成する各部材に伝わり、サーモパイルセンサ自体に温度分布ができてしまう。このような外部からの熱の影響は、長時間プローブを耳に挿入した場合や、プローブを繰り返し耳に挿入した場合には、特に顕著に現れる。サーモパィルセンサ自体に温度差が発生し、サーモパイルチップの前方にあるサーモパイルケースとサーモパイルチップに温度差ができると、サーモパィルチップは測定対象（鼓膜）からの赤外線に加えてサーモパイルケ一スからも赤外線を受けることにより、実際の測定対象物の温度よりも高い温度として測定されてしまう等の誤差が生じる。

また、外部からの熱の伝わり方については、同じ人体を測定対象とする場合でも、大人と子供とでは耳孔の大きさや深さが異なり、プローブと外耳の接触位置や接触面積が異なるので、プローブへの熱の伝わり方が異なる。従って、測定対象が大人か子供か等によって発生する誤差量も異なる。さらに、体温計の精度確認のために、人体以外の黒体炉等の装置を使用して温度を測定する場合の体温計の熱の影響の受け方は、人体を測定対象とする場合とも全く異なっており、発生する誤差量も当然人体を測定対象とする場合と異なっている。従って、幅広い範囲の人を対象とする体温計においては、測定対象の相違を無視し、外部からの熱の影響による測定誤差を一律に補正を行ったのでは、正確な測定値は得られなレ、。 - 本願発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、外部からの熱の影響による測定誤差を抑制し、温度測定の精度向上を図ることにある。発明の開示

上記目的を達成するために、本発明は、測定対象物から放射される赤外線量を測定する赤外線センサと、前記赤外線センサの温度を測定するセンサ温度測定手段と、前記測定対象物から放射された赤外線量と前記赤外線センサの温度とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する温度算出手段とを備えた放射温度計において、少なくとも複数のセンサ温度測定手段を備える。

このようにすれば、赤外線センサの温度をより正確に測定することができるので、温度測定の精度を向上させることができる。ここで、赤外線センサには、サーモパイルチップ又はサーモパイルセンサの他に赤外線焦電センサゃサーミスタボロメータ等が含まれるが、これらに限られない。

また、前記複数のセンサ温度測定手段を、前記赤外線センサを挟む位置に配置することが好ましい。

また、前記複数のセンサ温度測定手段を結ぶ延長線上又はその近傍に前記赤外線センサを配置してもよい。また、本発明は、測定対象物から放射される赤外線量を測定する赤外線センサと、前記赤外線センサの温度を測定するセンサ温度測定手段と、前記測定対象物から放射された赤外線量と前記赤外線センサの温度とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する温度算出手段とを備えた放射温度計において、前記赤外線センサを収容する赤外線センサ収容部材を備え、前記赤外線センサ収容部材は前記赤外線センサに対して測定対象物側に位置する測定対象側部を含み、前記温度算出手段は、前記測定対象物から放射される赤外線量と前記測定対象側部から放射される赤外線量と赤外線センサの温度とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する機能を有する。

このようにすれば、赤外線センサより前方にある測定対象部から放出される赤外線の影響を抑制して、温度の測定精度を向上させることができる。

また、前記測定対象側部の温度分布を測定する温度分布測定手段を備え、前記温度算出手段は、前記温度分布測定手段によって測定された温度分布に基づいて前記測定対象側部から放射される赤外線量を算出し、該算出された赤外線量と前記測定対象物から放射される赤外線量と前記赤外線センサの温度とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する機能を有する。 '

また、前記温度分布測定手段は、前記赤外線センサに対して測定対象物側に位置するようにしてもよい。

また、前記温度分布測定手段は、前記センサ温度の単位時間当たりの変化量に基づいて前記測定対象側部の温度分布を測定するようにしてもよい。

また、前記測定対象側部の温度を均一化する等温化手段を備えることが好ましい。このようにすれば、測定対象側部を均一化し、測定対象側部の 1点の温度を測定することで測定対象側部の温度を予測することができる。また、前記等温化手段は、熱伝導率の高い物質からなり、前記測定対象側部に接して、その少なくとも一部を覆うようにしてもよレ、。

また、前記赤外線センサ収容部材の測定対象側部は測定対象物から放射される赤外線を透過させる赤外線透過部を有し、前記等温化手段は、放射される赤外線が前記赤外線透過部を通って前記赤外線センサに入射可能な領域外に位置することが好ましい。

また、前記等温化手段は、前記測定対象側部が装着される装着部を備えるようにしてもよレ、。

また、本発明は、測定対象物から放射される赤外線量を測定する赤外線センサと、前記赤外線センサの温度を測定するセンサ温度測定手段と、前記測定対象物から放射された赤外線量と前記赤外線センサの温度とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する温度算出手段とを備えた放射温度計において、前記温度算出手段は、前記測定対象物の態様に応じて前記測定対象物の温度を算出する機能を有する放射温度計である。このようにすれば、測定対象物の態様に応じて温度算出が行われるので測定誤差を抑制してより高精度の温度測定が可能となる。

ここで、測定対象物の態様とは、測定対象物の種類や、放射温度計によって測定される測定対象物の部位を含み、測定対象物の放射温度計に対する位置関係等も含む。

また、前記測定対象物の態様を特定する態様特定手段を備え、前記態様特定手段によつて特定された態様に応じて、前記温度算出手段は前記測定対象物の温度を算出するようにしてもよい。

また、赤外線センサ及びセンサ温度測定手段を収容し、開口部に揷入されるプローブと、前記プローブの挿入方向に沿って配置された前記態様特定手段としての複数の温度センサと、を備えるようにしてもよい。また、赤外線センサ及びセンサ温度測定手段を収容し、開口部に挿入されるプローブと、前記プローブの前記挿入方向とは反対の基端部側に設けられた前記態様特定手段としての温度センサと、を備えるようにしてもよい。

また、前記態様特定手段は、前記センサ温度測定手段の変化情報に基づいて、前記測定対象物の態様を特定する機能を有するようにしてもよレ、。

また、前記態様特定手段は、前記センサ温度測定手段の測定結果の位相進み成分に基づいて、前記測定対象物の態様を特定する機能を有するようにしてもよい。

また、前記態様特定手段は、予め設定された複数の測定対象物の態様の中からいずれかの態様であるかを特定する機能を有するようにしてもよい。

また、前記特定される測定対象物として、前記放射温度計の調整及び精度確認の少なくともいずれかのための装置を含むことが好適である。

ここで、放射温度計の調整及び精度確認の少なくともいずれかのための装置とは、黒体炉等のように、放射体温計の出荷時や修理等のために使用される装置を含む。

また、前記態様特定手段は、電源投入後、所定の放射温度変化を検出した場合に、当該測定対象物を、前記放射温度計の調整及び精度確認の少なくともいずれかのための装置であると特定する機能を有することが好適である。

また、前記測定対象物が前記放射温度計の調整及び精度確認の少なくともいずれかのための装置であると特定された場合に、所定の条件が成立する場合に該条件の成立を報知する報知手段を備えるようにしてもよレ、。

また、所定の精度で測定温度を表示する表示手段を備え、前記測定対象物が前記放射温度計の調整及び精度確認の少なくともいずれかのための装置であると特定された場合には、前記表示手段は、前記測定温度を表示する精度を前記所定の精度より高めて表示する機能を有するようにしてもよい。

ここで、測定温度を表示する精度とは、測定温度の桁数等を含む。また、前記表示手段は、所定の精度で測定温度を表示する場合に温度単位を表示する領域に、前記高められた精度の測定温度を表示する機能を有することが好適である。

また、本発明は、測定対象物から放射される赤外線量を測定する赤外皞センサと、前記赤外線センサの温度を測定するセンサ温度測定手段と、前記赤外線センサと前記センサ温度測定手段とを収容し、開口部に挿入されるプローブと、前記測定対象物から放射された赤外線量と前記赤外線センサの温度とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する温度算出手段とを備えた放射温度計において、前記プローブ外郭近傍の熱源によって前記赤外線センサ及び前記プローブを構成する部材に伝えられる熱から、前記各部材固有の熱時定数に合わせて前記赤外線センサの温度又は前記いずれかの部材を代表する温度の情報を推定する代表温度推定手段を備えた放射温度計である。

また、前記センサ温度測定手段を通る熱の伝達経路上に存する前記部材の熱時定数に合わせて該センサ温度測定手段の測定結果の位相進み成分及び位相遅れ成分の少なくともいずれかを算出し、該センサ温度測定手段と、前記赤外線センサ及び前記部材の少なくともいずれかとの温度差情報を推定する温度差情報推定手段を備えるようにしてもよい。

また、前記位相進み成分としての前記センサ温度測定手段の測定結果の差分を含む情報、及び、前記位相遅れ成分としての前記センサ温度測定手段の測定結果の加重平均を含む情報の少なくともいずれかを算出するようにしてもよレ、。

また、前記代表温度推定手段によって推定された温度に基づいて、赤外線センサによる測定結果を電源投入時から連続的に補正する赤外線出力補正手段を備えるようにしてもよい。

また、前記温度差情報推定手段によって推定された温度差情報に基づいて、赤外線センサによる測定結果を電源投入時から連続的に補正する赤外線出力補正手段を備えるようにしてもよい。

また、前記赤外線出力補正手段は、前記代表温度推定手段によって推定された温度の、前記測定対象物の放射温度の測定開始時からの変化に基づいて、前記赤外線センサによる測定結果を補正する機能を有することが好適である。

また、前記赤外線出力補正手段は、前記温度差情報推定手段によって推定された温度差情報の、前記測定対象物の放射温度の測定開始時からの変化に基づいて、前記赤外線センサによる測定結果を補正する機能を有することが好適である。

また、前記プローブの開口部への挿入を検出する挿入検出手段を備え、前記赤外線出力補正手段は、前記代表温度推定手段によって推定された温度の、前記挿入検出手段による挿入検出時からの変化に基づいて、前記赤外線センサによる測定結果を補正する機能を有することが好適である。

また、前記プローブの開口部への挿入を検出する挿入検出手段を備え、·前記赤外線出力補正手段は、前記温度差情報推定手段によって推定された温度差情報の、前記挿入検出手段による挿入検出時からの変化に基づいて、前記赤外線センサによる測定結果を補正する機能を有することが好適である。図面の簡単な説明

図 1は第 1の実施形態に係る体温計の全体を示す図である。

図 2はプローブの構造を示す断面図である。

図 3はプローブ内部の構造を示す分解斜視図である。

図 4 ( a ) , ( b ) はそれぞれサーモパイルセンサの構成を示す平面図及び断面図である。

図 5はセンサ力パーの構造を示す図である。

図 6は体温計の内部構成を示すプロック図である。

図 7は体温計を用いた体温測定手順を示すフローチヤ一トである。図 8は第 2の実施形態に係る耳式体温計の内部構造の概略を示すプロック図である。

•図 9は内蔵サーミスタの 1秒間の温度変化量と、サーモパイルケースの力ン部先端部とサーミスタとの温度差とをサンプリングしたグラフである。図 9 ( b ) は、サーミスタの 1秒間の温度変化量とサーモパイルケースの力ン部の先端部とサーミスタとの温度差との関係を示すグラフである。

図 1 0はサーモパイルセンサ周辺の熱の流れを説明する図である。図 1 1はプローブ挿入直後の T _cの変化を示すグラフである。

図 1 2は第 3の実施形態に係る耳式体温計の体温測定処理手順を示すフローチヤ一トである。図 1 3は体温計における熱の流れを模式的に示す図である。

図 1 4はサーモパイルケース周辺の熱の伝達経路を模式的に示した図である。

図 1 5は従来の体温計と第 3の実施形態に係る体温計との測定値の変化を示すグラフである。

図 1 6 (a ) は体温計の第 3の実施形態に係る黒体炉での検温データを示すグラフである。図 1 6 (b ) は人体を対象として測定したデータを示すグラフである。図 1 6 (c) は熱補正係数最適化の効果を示すグラフである。

図 1 7は第 4の実施形態に係る耳式体温計の体温測定処理手順を示すフローチャートである。

図 1 8はサーミスタの配置を示す図である。

図 1 9は第 5の実施形態に係る耳式体温計の特徴量検出等処理の手順を示すフローチャートである。

図 20 (a ) ， (b ) はサーミスタの他の配置例を示す図である。図 2 1は第 5の実施形態に係る他の耳式体温計の特徴量検出等処理の手順を示すフローチヤ一トである。

図 2 2は黒体炉使用状態を説明する図である。

'図 2 3は黒体炉測定モードの測定手順を示すフローチヤ一トである。図 24 (a ) ， (b) は黒体炉測定モードにおける表示部の表示例を説明する図である。

図 2 5は黒体炉測定モード移行のための放射温度変化パターン例を示すグラフである。

図 2 6は黒体炉測定モードのアラーム表示例を示す図である。

図 2 7は黒体炉測定モードにおける他のアラーム表示例である。

図 2 8 (a ) ， (b) はそれぞれ 0. 1桁用、 0. 0 1桁用の表示例を示す図である。

図 2 9は 0. 0 1桁表示の場合の黒体炉測定モードにおける測定手順を示すフローチャートである。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。

図 1は本実施形態に係る体温計の一部を破断して示した全体図である。図 2はプローブ内部の構造を示す断面図である。図 3はプローブ内部め構造を示す分解斜視図である。図 4 ( a ) ， ( b ) はサーモパイルセンサの構成を示す平面図及び断面図である（図では力ン部は省略している。）。図 5はセンサカバーの構造を示す図である。

図 1に示すように、体温計 1は、主として、ユーザが握るグリップ部 2を有する本体部 3と本体部 3に対して略直交する方向に突出する円柱状のプローブ 4からなる。

プローブ 4内部には、サーモパイルセンサ 5とセンサカバー 6 とホノレダー 7と第 1サーミスタ 8と第 2サーミスタ 9とが設けられている。プローブ 4は略円筒形状をなし、主として本体部 3に嵌合する取付部 4 1 と、取付部 4 1から突出形成された円筒部 4 2からなる。円筒部 4 2は、小径の先端部 4 2 aと、拡径する斜面部 4 2 bと、大径の基部 4 2 cとを有する。円筒部 4 2の内部にセンサカバー（等温化手段） 6とサーモパイルセンサ 5とホルダー 7と第 1サーミスタ（センサ温度測定手段，温度分布測定手段） 8及び第 2サ"ミスタ（センサ温度測定手段 ) 9が収容されている。

サーモパイルセンサ 5は、扁平な円柱形状をなし、端面からリード線 5 1 〜 5 4が引き出されている。サーモパイルセンサ 5は、主として、サーモパイルチップ（赤外線センサ） 5 5と、これを収容するサーモパィルケース（赤外線センサ収容部材） 5 6及ぴ内蔵サーミスタ（センサ温度測定手段） 5 7とからなる。サーモパイルケース 5 6は、サーモパィルチップ 5 5が取り付けられる略円板状のステム部 5 8と、サーモパィルチップ 5 5の前面及び側面を覆う有底円筒形状のカン部（測定対象側部） 5 9とからなる。ステム部 5 8の上面には中央に略正方形のサーモパイルチップ 5 5が支持されており、サーモパイルチップの一辺に隣り合って内蔵サーミスタ 5 7が配置される。ステム部 5 8上面にはサーモパイルチップ 5 5を挟んで内蔵サーミスタ 5 7とは反対側の辺に隣合つて内蔵サーミスタ 5 7の出力を取り出すリード線 5 3の端部が露出し，他の二辺に隣り合ってサーモパイルチップ 5 5の出力を取り出すリード線 5 1， 5 2の端部がそれぞれ露出している。リード線 5 1〜 5 4はそれぞれステム部 5 8の内部を貫通して下面から引き出されている。また、ステム部 5 8の内蔵サーミスタ 5 7が載置されている位置の下面からは内蔵サーミスタ 5 7及ぴサーモパイルチップ 5 5の共通のグランド線 5 4が引き出されている。サーモパイルケース 5 6のカン部 5 9はサーモパイルチップ 5 5に対向する位置にシリコンガラスのウィンドウ（赤外線透過部） 5 9 aを有する。カン部 5 9の開口側の縁部とステム部 5 8の周縁部とが接合されることにより、サーモパイルケース 5 6内部は密封されている。

ホルダー 7は孔 Ί 0の内部に仕切り板 7 1が設けられた略円筒形状をなし、サーモパイルセンサ 5を支持する简部 7 2と筒部に隣接して拡径する斜面部 7 3と本体部 3に取り付けられる脚部 7 4とからなる。ホルダー 7の筒部 7 2及び斜面部 7 3は、それぞれプローブ 4の先端部 4 2 a及ぴ斜面部 4 2 bの内部に嵌合して取り付けられる。筒部 7 2の端部にサーモパイルセンサ 5を取り付けられる。このとき、サーモパイルセンサ 5から引き出されたリード線 5 ：!〜 5 4は仕切り板 7 1によって互いに隔てられている。また、仕切り板 7 1の一部には、第 2サーミスタ 9を収容するための切欠部 7 1 aが設けられている。切欠部 7 1 aに収容された第 2サーミスタ 9はリード線の間に配置され、サーモパイルケース 5 6のステム部 5 8の温度を測定する。センサカバー 6は、略円筒形状をなす。図 5 ( a ) ， ( b ) ，（ c ) , ( d ) , ( e ) はそれぞれ、正面図，右側面図， C一 C断面図、 B— B断面図， A— A断面図である。センサカバー 6の内部には、サーモパィルセンサ側に軸方向に一定の内径を有する大径部（装着部） 6 1が軸方向のほぼ中央まで形成されている。大径部 6 1に隣接して径方向の端面 6 2 aを有する段部 6 2が形成され、段部 6 2に続いて開口部 6 3に向けて内周部が拡径する拡径部 6 4が形成されている。また、外周面の一部に軸方向に長い凹状の第 1サーミスタ収容部 6 5が形成されている。第 1サーミスタ収容部 6 5の大径部側には内部に連通する開口部 6 5 aが形成されている。センサカバー 6は、プローブ 4 2の先端部 4 2 a の内周側に、センサカバー 6の拡径部側がプローブの開口部に接するように配置される。センサカバー 6の大径部の内周面にはサーモパイルセンサ 5の外周面が嵌合する。このとき、サーモパイルセンサカバー 6のカン部 5 9のウィンドウ側端面がセンサカバー 6の段部 6 2 bの端面 6 2 aに当接し、センサカバー 6の拡径部 6 4の段部側内周縁がウインドゥ 5 9 aの周囲を囲むようにして、ウィンドウ 5 9 aをプローブ 4の開口部 4 3に向けて露出させる。

ここで、第 1サーミスタ 8と第 2サーミスタ 9はプローブ 4の軸を中心とする周方向のほぼ同じ位置に配置される。また、内蔵サーミスタ 5 7は、第 1サーミスタ 8及び第 2サーミスタ 9とサーモパイルチップ 5 5を挟む位置に配置される。

図 6は体温計の内部構成の概略を示すプロック図である。

体温計は、主として、鼓膜から放射される赤外線を検出するサーモパィルチップ 5 5と、サーモパイルチップ 5 5からの出力信号を増幅する増幅器 1 0 2と、サーモパイルチップ 5 5の温度を検出する内蔵サーミスタ 5 7と、サーモパイルセンサ 5の前方に配置された第 1サーミスタ 8と、サーモパイルセンサ 5の後方に配置された第 2サーミスタ 9と、増幅器 1 02及び内蔵サーミスタ 5 7，第 1サーミスタ 8，第 2サーミスタ 9から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する AZDコンバータ 1 0 3と、 A/Dコンバータ 1 03から出力されるデジタル信号に対して所定の演算及び判断処理を行い体温等を算出する CPU (温度算出手段） 1 04と、 C PU 1 04における演算及び判断処理によつて得られた体温の測定値等の情報を表示する表示部（LCD) 1 0 5と、装置全体への電源供給を断続する電源スィッチ 1 06と、体温測定の開始を指示する測定開始スィツチ 1 0 7とからなる。

次に、体温計 1による体温測定の手順を図 7に従って説明する。

まず、電源スィッチ 1 06をオンすると（ステップ 1) 、体温計は測定準備状態となる（ステップ 2) 。この状態で、測定開始スィッチ 1 0 5を押すと（ステップ 3) 、サーモパイルセンサ 5によって赤外線量が測定され（ステップ 4) 、サーミスタ 5 7によって環境温度が測定される（ステップ 5) 。赤外線量及び環境温度に基づき C PU 1 04において体温を算出する (ステップ 6) 。算出された体温を表示部 1 05に表示し（ステップ 7) 、ステップ 2に戻る。

. ここで、ステップ 6における体温の算出方法について説明する。

サーモパイルセンサ 5の出力を E，対象物の温度を T_x，内蔵サーミスタ 5 7，第 1サーミスタ 8，第 2サーミスタ 9の温度をそれぞれ、 Τ _a， T！ , T ₂, 定数を L l， L 2， a , bとし、 T_d= ( a T _a + b T ₂ ) / (a + b) とすると、

E = L 1 (T_x ⁴-T_d ⁴) + L 2 (T\⁴一 T_d ⁴)

の関係式が成立するので、

T_x= [ {E- L 2 (_{T l} ⁴-T_d ⁴) /L 1 +T_d ⁴} ] ^1/

により対象物の温度 T_xを算出することができる。すなわち、体温計 1では、サーモパイルチップ 5 5を挟む位置に内蔵サーミスタ 5 7及び第 1サーミスタ 8を配置しており、この内蔵サーミスタ 5 7の温度 T _aと第 1サーミスタ 8の温度とから、その中間位置に配置されるサーモパイルチップ 5 5の冷接点の温度 T _dを予測することができる。このようにすれば、内蔵サーミスタ 5 7のみによってサーモパイルチップ 5 5の冷接点温度を算出していた場合に比して、サーモパイルチップ 5 5の冷接点温度をより精度良く算出することができる。従って、対象物の温度、すなわち、体温をより精度良く測定することができる。また、開口部 6 3からウィンドウ 5 9 aに向けて次第に縮径するセンサカバー 6の形状により、ウィンドウ 5 9 aを通じた対象物以外からの赤外線の入射を抑制することができるが、サーモパイルチップ 5 5の温接点より前方に位置するサーモパイルケース 5 6のカン部 5 9から放射される赤外線の影響を除去することはできない。しかし、体温計 1では、サーモパイルケース 5 6のカン部 5 9の温度を第 1サーミスタ 8によって測定することができるので、サーモパイルケース 5 6のカン部 5 9からの赤外線の影響を正確に評価することができる。従って、対象物の温度をより正確に算出することができる。また、センサカバー 6 をサーモパイルケース 5 6の前面部に密着するように設けるとともに、金，銀，銅，アルミ等の熱伝導性の良い材質で形成することにより、サーモパイルケース 6の前面部の温度分布の発生を抑制することができる。従って、サーモパイルケース 6の前面部の 1点の温度を第 1サーミスタ 8によって測定することにより、サーモパイルケース 5 6の前面部の温度を精度良く測定することができる。また、センサカバー 6の温度を第 1サーミスタ 8で測定し、これによつてサーモパイルケース 5 6の温度を近似しても、サ一モパイルケース 5 6の前面部であるカン部 5 9からの赤外線放射量を精度良く推定できる。さらに、センサカバー 6は、ウィンドウ 5 9 aを通したサーモパイルチップ 5 5の視野に入らない形状に形成されているので、センサ力パー 6からの赤外線放射によって対象物の温度測定への影響を防止することができる。また、このため、センサカバーには金めつき等の特別な表面処理を行う必要が無い。

(第 2の実施形態）

以下、本発明の第 2の実施形態について説明する。

図 8に本発明の第 2の実施形態に係る耳式体温計 1 0 0の内部構造の概略を示す。

'耳式体温計 1 0 0は、第 1サーミスタ及ぴ第 2サーミスタを有さない点と、これに伴い対象物の温度の算出式が異なる点を除き、第 1の実施形態に係る温度計 1 と同一の構成を有するので、同様の構成については同様の符号を用いて説明を省略する。

まず、体温計 1 0 0の測定原理について説明する。

図 9 ( a ) は、横軸に時間、縦軸に温度をとり、サーモパイルセンサに内蔵された内蔵サーミスタ 5 7の 1秒間の温度変化量と、サーモパイルケース 5 6のカン部 5 9先端部と内蔵サーミスタ 5 7 との温度差とをサンプリングしたグラフである。図 9 ( b ) は、図 9 ( a ) に示すデータを、横軸に内蔵サーミスタ 5 7の 1秒間の温度変化量、縦軸にサーモパイルケース 5 6のカン部 5 9の前面部と内蔵サーミスタ 5 7との温度差をとつてプロットしたグラフである。

図 9 ( a ) に示すように、各時間における内蔵サーミスタ 5 7の温度変化量（T _a ( t ) — T _a ( t— 1 ) t ：時間）とカン部 5 9前面部と内蔵サーミスタ 5 7との温度差を比較するとほぼ同じような変化を示しており、図 9 ( b ) からも両者の相関関係が非常に高いことがわかる。これは、図 1 0に示すように、プローブ 4の外周面に接している外耳道の熱がプローブ 4→サーモパイルカバー 6→力ン部→ステム部 5 8→ 内蔵サーミスタ 5 7/サーモパイルチップ 55と伝導されるために、この熱の流れの経路中にあるカン部 59前面部と内蔵サーミスタ 5 7との温度差と、伝導された熱による内蔵サーミスタ 5 7の 1秒間の温度変化量との間に相関関係が生じるためである。

従って、内蔵サーミスタ 5 7の温度変化量から、カン部 5 9前面部と内蔵サーミスタ 5 7との温度差を予測することができ、さらに、カン部 5 9前面部から放射される赤外線量を算出することができる。

このような原理によれば、內蔵サ一ミスタ 57の現在の温度及ぴ t秒前の温度をそれぞれ、 T_a， T_{a t}，定数を L 3とすると、

E = L 1 (T_x ⁴ - T_a" +L 3 (T_a - T_{a t})

の関係式が成立するので、

T_x= [ {Ε- L 3 (1\一 T_d) /L 1 +T_d ⁴} ] ^1/4

により対象物の温度 T_xを算出することができる。

このようにすれば、サーモパイルセンサ 5に内蔵される内蔵サーミスタ 5 7のみでもサーモパイルケース 5 6のカン部 5 9前面部からの赤外線放射量を精度良く予測し、対象物の温度を精度良く算出することができる。

(第 3の実施形態）

以下、本発明の第 3の実施形態について説明する。

本実施形態に係る耳式体温計 1 1 1の内部構成は、図 8に示す体温計 1 00の内部構成と同様である。第 1及び第 2の実施形態と同様の構成については同様の符号を用いて説明を省略する。本実施形態では、サーモパイルセンサ 5に内蔵された内蔵サーミスタ 5 7によって測定対象の特徴量を検出する。

内蔵サーミスタ 5 7の出力を T_a、 1\の差分情報を1\、 T_bの差分情報を T„とすると、 1\の最大値は、図 1 1に示すように測定対象が大人か子供か黒体炉かによつて異なっている。ここで、図 1 1はプローブ 4 を耳に挿入した直後の T _eの挙動を示し、横軸に 3 6 0 m s間隔で行つたサンプリング回数をとり、縦軸に T _cをとつたものである。このような相違は測定対象によってプローブへの熱の入力点が異なることに起因する。すなわち、測定対象者が大人であれば、耳孔が大きく、プローブ 4もより深くまで挿入されるので、外耳からプローブに伝わる熱も大きく、一方、測定対象者が子供であれば、耳孔が小さく、プローブも浅くしか挿入されないので、外耳からプローブに伝わる熱も少ない。また、後述するように黒体炉を測定する場合には、プローブは黒体放射面には接触しない。従って、このような情報 T cによって測定対象を特徴づける、すなわち、測定対象を区別することができる。

本実施形態に係る体温計 1 1 0による体温測定処理手順を図 1 2に示す。

まず、電源を投入すると（ステップ 2 1 ) 、サーミスタ 5 7の信号及ぴサーモパイルセンサ 5の信号の A/ D変換が開始される（ステップ 2 2 ) 。次に、プローブ 4を耳に揷入する（ステップ 2 3 ) 。次に、 C P U 1 0 4において、サーミスタ 5 7の出力から上述の T cの挙動を検出することによって、耳からの熱影響及び測定対象を推定し（ステップ 2 4 ) 、測定対象に応じた熱捕正量を決定する（ステップ 2 5 ) 。決定された熱補正量に基づいて補正温度を算出し (ステップ 2 6 ) 、測定を終了し（ステップ 2 7 ) 、測定結果を表示部 1 0 5に表示する（ステップ 2 8 ) ₀

ここで、測定対象に応じた熱補正量の決定方法と、熱補正量に基づく補正温度の算出について説明する。

図 1 3は、体温計 1 1 0における熱の流れを模式的に示す。

まず、外耳道等の熱源からプローブ 4へと、放射又は伝導によって熱が流れる。次に、熱はプローブ 4からセンサカバー 6及びサーモパイルケース 5 6へと伝わる。サーモパイルケース 5 6に伝わった熱は内蔵サ一ミスタ 5 7を介してサーモパイルチップ 5 5へと流れる。

外部の熱源からのこのような熱の流れに対して、プローブ 4を構成する各部材の熱時定数は定まっているので、熱の伝達経路上の一つの構成部材の温度が分かれば他の部材の代表温度を算出することができる。この様子をサーモパイルケース 5 6周辺について模式的に示したものが図 1 4である。ここで、外耳温度を T l，カン部 5 9の温度を Τ 2，内蔵サーミスタ 5 7の温度を Τ 3 , サーモパイルチップ 5 5の冷接点温度を T_old, 外耳からカン部 5 9に至るまでの部材の熱時定数を τ 1，カン部 5 9から内蔵サーミスタ 5 7に至るまでの部材の熱時定数を τ 2，內蔵サーミスタ 5 7からサーモパイルチップ 5 5に至るまでの部材の熱時定数をて 3とする。ここで、内蔵サーミスタ 5 7の温度 Τ 3を既知とすると、上述のような熱の流れに従い、 Τ 1及び Τ 2は Τ 3に対して進み位相成分となり、 T_cldは Τ 3に対して遅れ位相成分となる。

従って、内蔵サーミスタ 5 7の各サンプリング温度を T 3 (n) とすると、 T 1は以下のように T 3との温度差情報に比例した成分として差分情報で演算することができる。

a (T 1一 T 3 ) = T 3 (η) _ Τ 3 (η— 2 )

一方、 Τ 2は差分情報で熱時定数が合わないときは差分情報を以下のように加重平均で遅らせる。

β (Τ 2 - Τ 3 ) = {Α - X (η) + Β · Χ (η - 1 ) } / (Α+ Β ) ここで、 a (T 1 - T 3 ) =Χとおいた。

また、 T_cldは Τ 3との温度差情報に比例した成分として加重平均で以下のように演算することができる。

(Τ 3一 T_cl ) = { A · T 3 ( n) + B · T 3 ( η - 1 ) } / (Α + B)

ここでは、プローブ 4の構成部材が内蔵サーミスタ 5 7に対してプローブ 4側（熱源側）にあるときは、位相進み情報を、サーモパイルチップ 5 5側にあるときは、位相遅れ情報を使用することにより、サーモパィルチップ 5 5の冷接点温度を推定している。このようにして、内蔵サ一ミスタ 5 7の温度を測定することにより、サーモパイルチップ 5 5の冷接点の温度 T_cldを算出することができる。

測定対象物から放射される赤外線に対する感度係数を L 1、カン部 5 9から放射される赤外線に対する感度係数を L 2とすると、サーモパイルチップ 5 5の出力電圧 Eは、

E = L 1 (T_x -T_cld ⁴) + L 2 ( (T 2) ⁴一 T_cld ⁴)

と表される。

上述したように、 T 2や T_cldの代表温度は内蔵サーミスタ 5 7の温度によって推定されるので、 L 1及び L 2を固有の調整データとして予め較正しておけば、サーモパイルチップ 5 5の出力電圧 Eから測定対象物の温度 T_xを演算することができる。

但し、上述のようにして Τ_χを演算する場合でも、 Τ 2を正確に測定し、あるいは、 4乗根を算出することは難しいので、例えば、

L 2 ( (Τ 2 ) ⁴ - T_cld ⁴) = a (T 1 - T 3 ) + β (Τ 2 - Τ 3 ) + γ (Τ 3 -T_cld) 十… '

のように、 Τ 3との温度差情報に比例する成分に展開して考えることができる。

. ここで、例えば、（T 1 —T 3 ) は熱の伝わり方を示しており、これは黒体炉と人体を測定している場合とでは異なるものである。従って、この熱補正係数 αを黒体炉測定時と人体測定時とで異なる値に設定すればよい。また、同じ人体を測定する場合でも、耳へのプローブの挿入の仕方が異なれば熱の伝わり方は異なるので、最適なひの値は個々人で異なる。このため、個別の特徴量から推定される熱の影響（換言すれば測定対象物）に基づいて熱補正係数 aを変更することにより、補正量を個々人で最適化することができ、体温測定値の最適な熱補正が可能となる図 1 5に、上述のようにして体温を算出する本実施形態の体温計 1 1 0と従来構造の体温計との耳挿入後 1分間での体温計内部での測定値の変化を示す。このように本実施形態の体温計では、長時間プローブを耳に挿入したり、繰り返し測定したりする場合でも誤差の極めて少ない安定した測定が可能である。

また、上述のようにして測定対象物の温度を算出する温度計を用いて黒体炉での検温を行ったデータを図 1 6 ( a ) に示す。上の曲線が人体に対する標準的な熱補正係数を用いて算出した温度であり、下の曲線が黒体炉用の熱補正係数を用いて算出した温度である。また、図 1 6 ( b

) は、人体を対象として測定したデータを示す。外耳からの熱の影響の受け方が標準的な人に対する熱補正係数を用いて算出した体温が中央の曲線であり、上下の曲線はそれぞれ熱の影響の小さい人と大きい人を標準的な熱補正係数を用いて測定した場合を示す。また、図 1 6 ( c ) は、特定の人に対して、上の曲線が人体に対する標準的な熱補正係数を用いて算出した体温を示し、下の曲線が個別特徴量に応じて最適化された熱補正係数を用いて算出した体温を示す。

本実施形態のように、内蔵サーミスタ 5 7の温度を電源投入時から連続的にサンプリングすれば、各部材の熱時定数に基づき、プローブ 4の各部材の温度を連続的に推定することができ、サーモパイルチップ 5 5 とプローブ 4を構成する各部材の温度差に応じた補正を実施して、プローブ 4を長時間耳に挿入したり、繰り返し測定したりしても誤差の極めて小さい体温計を提供することができる。プローブ 4を構成する部材のそれぞれの温度分布が推定できれば、より正確に体温を測定することができるが、外部の熱源からサーモパイルチップ 5 5への熱の流れを考慮し、サーモパイルチップ 5 5とプローブ 4の各部材との温度差を補正するのに最も適切な部位の温度を代表温度として演算することによって、十分正確で高速な体温測定が可能となる。

上述のように一つの内蔵サーミスタ 5 7の温度情報のみを用いることにより、複数のサーミスタの相対誤差の影響をなくすことができる。また、内蔵サーミスタ 5 7の A / D変換のサンプリング間隔をプロ一ブ 4を構成する各部材の熱時定数よりも短い時間とすることで、熱の流れをより的確に捉えることができる。また、内蔵サーミスタ 5 7の測定温度に対する進み位相成分を差分情報により、遅れ位相情報を加重平均を使用することによって、演算処理を複雑化させることなく、体温測定が可能となる。差分値に加重平均をかけることによって、より正規の熱時定数に即した各部材の温度情報を得ることができる。

耳式体温計を含む放射温度計は用途によってプローブの大きさが限定されプロ一ブ外郭部からの熱流情報を的確に得られる位置にサーミスタ等の温度センサを備えることが困難な場合が多く、そのようなスぺースを確保することができても温度センサの数が増え A / D変換のチヤネル数が増えることによりコストアップ要因となるが、このように内蔵サ一ミスタ 5 7の出力によって測定対象の特徴量を抽出すれば、位置の制約を回避することができ、さらにコストの増加を抑制することもできる本実施形態及び以下に説明する他の実施形態において、測定対象の特徴量に基づいて区別される測定対象の種類は、大人，子供あるいは黒体炉のように予め数種類に限定しておくことが望ましい。温度情報のみから、完全に想定外の測定対象を区別することは困難であるからである。但し、これらの種類に限られるものでないことは当然である。

(第 4の実施形態）

'以下、本発明の第 4の実施形態について説明する。

本実施形態に係る耳式体温計 1 1 1は第 3の実施形態に係る体温計 1 1 0とほぼ同様の構成を有する。体温計 1 1 0と同様の構成については同様の符号を用いて説明を省略する。

体温計 1 1 1は、プローブ 4が耳に挿入されたことを検出し、挿入が検出されたときの内蔵サーミスタ 57, プローブ 4の各構成部材及びサーモパイルチップ 55の温度情報を初期値とし、この初期値からの変化によってサーモパイルチップ 55の出力を連続的に補正する。

図 1 7に体温計による体温測定処理手順を示す。

まず、電源を投入すると（ステップ 3 1) 、サーミスタ 57の信号及びサーモパイルチップ 5 5の信号の AD変換が開始される（ステップ 3 2) 。次に、プローブ 4の耳への挿入を待機する（ステップ 3 3) 。検温値が 34°C以上か否かによってプローブ 4が耳に挿入されているか否かを判定する（ステップ 34) 。検温値が 34°C以上になった場合には、プローブ 4が耳に挿入されたものとして、内蔵サーミスタ 5 7の出力に基づいて C PU 1 04において、，耳からの熱影響及び測定対象を推定し（ステップ 3 5) 、測定対象に応じた熱補正量を決定する（ステツプ 3 6) 。決定された熱補正量に基づいて補正温度を算出し（ステップ 3 7) 、測定を終了し（ステップ 38) 、測定結果を表示部 105に表示する（ステップ 39) 。

ここでは、第 3の実施形態において示した演算式の耳揷入検出時の値を T 1 0, T 20 , T 3 0とし、熱の補正分を（T 1一 T 1 0) ， (T 2— T 20) , (T 3— T 3 0) に比例した量として演算する。例えば a (T 1 -T 3) =T 3 (n) -T 3 (n— 2)

は、

a { (T 1 - T 1 0 ) 一 (T 3 - T 30 ) } =T 3 ( n ) _T 3 (n— 2)

となる。

実際には、使用者がプローブ 4を耳に挿入する以前にも、プローブ 4 に触れる、プローブ 4に風が当たる等の原因によりプローブ 4の温度変化が始まる。従って、加重平均によって熱時定数の長い温度情報の補正をする場合には、オフセット的な推定誤差が残ることになる。このオフセット誤差をキャンセルするためには、上述のようにプローブ 4の耳への挿入検出時や測定開始時の情報を初期値として、初期値からの変化のみを補正に使用するようにすればよい。

(第 5の実施形態）

以下、本発明の第 5の実施形態について説明する。

本実施形態に係る耳式体温計 1 1 2は、内蔵サーミスタ 5 7以外に 3 つのサーミスタ 1 2， 1 3， 14を備える。

体温計 1 1 2は内蔵サーミスタ 5 7に加えて 3つのサーミスタ 1 2， 1 3, 14を備える点を除いて第 2の実施形態に係る体温計 1 00と同様の構成を有するので同様の符号を用いて説明を省略する。

図 1 8に 3つのサーミスタの配置を模式的に示す。

サーミスタ 1 2， 1 3， 1 4はプローブ 4の根元（基部）側から順に配置されている。測定対象者が子供である場合のようにプローブ 4の先端側の短い部分のみが耳孔に挿入される場合と、測定対象者が大人である場合のようにプローブ 4のより基部側まで耳孔に挿入される場合では、.サーミスタ 1 2, 1 3， 1 4の出力は異なる。従って、この 3つのサ一ミスタ 1 2， 1 3 , 1 4の出力によって、測定対象の特徴量、すなわちプローブ 4がどの程度挿入されており、どの程度外部からの熱の影響が発生しているかを検出することができ、この検出結果に基づいて、測定対象が大人か子供か、耳孔が大きいか小さいあるいは深いか浅いか、等を区別することができる。 '

図 1 9に体温計 1 1 2における測定対象についての特徴量検出及び測定対象の区別処理の手順を示す。

まず、サーミスタ 1 2， 1 3， 14の出力をそれぞれ T _x， T_y， T _ζ とする。

d Τ_χ (T_xの単位時間当たりの変化分）が所定値よりも大きいか否かを判断する（ステップ 4 1 ) 。 d Τ_χが所定値以上であれば、プローブ 4が深くまで挿入されており、熱の影響が大きいと判断され、測定対象者は大人であろうと推定される（ステップ 42) 。一方、 d T_xが所定値よりも小さければ、 d T_yが所定値よりも大きいか否かを判断する（ステップ 4 3) 。ここで、 d T_y (T yの単位時間当たりの変化分）が所定値以上であれば、プローブ 4はふつうの深さまで挿入されており、熱の影響は普通であると判断され、測定対象者は大人であろうと推定される（ステップ 44) 。一方、 d T_yが所定値よりも小さければ、 d T_z (T_zの単位時間当たりの変化分）が所定値よりも大きいか否かを判断する（ステップ 4 5) 。ここで、 d Τ _ζが所定値以上であれば、プロ一ブ 4は浅くまでしか揷入されておらず、熱の影響は小さいと判断され、測定対象者は子供であろうと推定される（ステップ 46) 。一方、 d T _zが所定値よりも小さければ、プローブが熱源に触れていないと判断され、測定対象は黒体炉であろうと推定される（ステップ 47) 。

本実施形態に係る体温計 1 1 2を用いた体温計測定手順は図 1 2に示す第 3の実施形態に係る体温計 1 1 0と同様であるので説明を省略する。

ここでは、内蔵サーミスタ以外に測定対象についての特徴を識別するためのサーミスタを 3つ配置しているが、サーミスタの数は 3つに限られるものではない。

図 20に示すように、プローブ 4の先端部から離れた基部側の位置にサーミスタ 1 5を配置してもよい。このようにプローブ 4の先端部から遠い位置に配置されたサーミスタ 1 5の出力によっても、測定対象者が子供の場合のように、プローブ 4が耳孔に浅く挿入されているのか（図 20 (a) ) 、浅く挿入されているのか（図 20 (b ) ) を検出することができ、この検出結果に基づいて測定対象を区別することができる。このような構成の体温計 1 1 3の内部構成はサーミスタが 1つのみである点を除いて図 8と同様であるので説明は省略する。

サーミスタ 1 5を用いた、測定対象についての特徴量検出及び測定対象の区別処理の手順を図 2 1に示す。体温計 1 1 3による体温測定は図 1 2に示す手順と同様に行われるので説明を省略する。

ここでは、サーミスタ 1 4の出力を T_xとすると、その単位時間あたりの変化分 d T_xが所定値よりも大きいか否かを判断する（ステップ 5 1 ) 。 d Τ_χが所定値以下であれば、プローブ 4は浅くまでしか挿入されておらず熱の影響は少ないと判断される（ここで測定対象者が子供であると推定することもできる。）（ステップ 5 2) 。一方、 d T_xが所定値よりも大きければ、プローブ 4は深くまで挿入されており熱の影響は大きいと判断される（ここで測定対象者が大人であると推定することもできる。）（ステップ 53) 。

ここで、 d T_xに代えて、 T _aを耳挿入前のプローブ 4の温度として、ステップ 3 1の判定条件を

{ d T_XX (T_x-T_a) } > (所定値）とすることもできる。通常、環境温度と耳の温度差が大きいほど d T x はおおきくなるので、このように環境温度と耳の温度との温度差で正規化すれば環境温度による影響をなくすことができ好ましい。上述のステップ 1 1， 1 3， 1 5の判定条件も同様に設定することができる。

このようにして、 1つのサーミスタでも、測定対象の特徴量検出あるいは測定対象の区別が可能である。

' (第 6の実施形態）

以下、本発明の第 6の実施形態について説明する。

本実施形態に係る耳式体温計 1 1 4の内部構成は、基板ジヤンパスィツチ 1 5 0が設けられている点を除いて図 8に示す体温計 1 0 0と同様の構成を有する。同様の構成については、同様の符号を用いて説明を省略する。

ここで、黒体炉について説明する。図 2 2に黒体炉 1 2 0を使用する状態を模式的に示す。黒体炉 1 2 0は後述するように体温計の精度を検查または測定値の較正するために用いるものである。黒体炉 1 2 0は内壁面 1 2 1に表面黒体塗装を施された空洞部 1 2 2を有し、挿入孔 1 2 3から体温計 1 1 4のプローブ 4を挿入するとプローブ先端の開口が空涧内部に臨む。空洞部 1 2 2の周囲は恒温水槽 1 2 4に囲まれており、恒温水槽 1 2 4は図示しないヒータによって一定温度に維持される。揷入孔 1 2 3から空洞部 1 2 2に入射する熱放射線は完全に吸収され、空洞部 1 2 2内は黒体放射によって満たされている。

本実施形態に係る体温計 1 1 4は、上述の黒体炉 1 2 0を使用して測定精度を確認するモードを備える。図 2 3に、このような黒体炉測定モードにおける測定手順を示す。まず、検査担当者は、まず、体温計 1 1 4の銘板をはずす（ステップ 6 1 ) 。体温計 1 1 4の銘板下には基板ジャンパスィツチ 1 5 0が設けられており、検查担当者はこのスィツチ 1 50を短絡する (ステップ 6 2) 。検査担当者はこの状態で電源を入れる (ステップ 6 3) 。このとき、表示部 1 05には、通常の測定待機状態の表示（図 24 (a) ) とは異なる特別の黒体炉測定モードが選択時の測定待機状態の表示（図 24 (b) ) がなされる（ステップ 64) 。検査担当者は黒体炉測定モードが選択されていることを表示部 1 05の表示によって確認した後、黒体炉 1 20の挿入孔 1 23からプローブ 4 を挿入すると、所定の測定処理が行われる（ステップ 6 5) 。測定が終 Tすると測定結果が表示部 1 05に表示されて黒体炉測定モード処理を終了する（ステップ 6 6) 。ここで、ステップ 6 1〜 6 3は検查担当者の動作であり、ステップ 64以降が体温計 1 14における処理を示す。このように黒体炉 1 2 0を使用して精度の確認を行う測定モードを選択できるようにすれば、黒体炉使用時の熱の影響を考慮した補正等のデータ処理を行うことができるので、精度確認をより正確に行うことができる。

また、耳式体温計においては、黒体（放射率 = 1) と人体（放射率≠ 1 ) との相違に基づき、人体を測定する際に必要に応じて臨床的なオフセットを設定することがある。しかし、このような臨床的なオフセットが設定された状態で黒体炉を測定すると、厳密に管理された状態でない限り検温結果が正しいか否かを判断することが難しい。従って、本実施形態のように黒体炉測定モードを設けておけば、検温結果の確認を正確に行うことができる。

本実施形態では、黒体炉測定モードを選択するためのスィツチを設けているが、図 25に示すような通常では発生しにくい温度パターンを予め設定しておき、電源投入後、この温度パターンが検出された場合に、黒体炉測定モードに設定されるようにしてもよい。このようにすれば、黒体炉測定モードを選択するために体温計を分解する必要もなく、意図しないときに黒体測定モードに設定されてしまい体温測定が正確に行えないとレヽうこともなレ、。

(第 7の実施形態）

以下、本発明の第 7の実施形態について説明する。

本実施形態に係る耳式体温計 1 1 5は上述の黒体炉 1 2 0を用いて測定を行うことができる装置である。例えば、第 6の実施形態に係る体温計 1 1 4等のように黒体炉測定モードをスィツチ等によって選択できる体温計でもよいが、これに限られない。

'耳式体温計 1 1 5は、例えば、体温計 1 1 4に報知手段を備えることによって構成することができる。ここで、報知手段とは表示部 1 0 5や L E D等の視覚を介して報知する手段でもよいし、ブザー等のように聴覚を介して報知する手段でもよく、使用者に対して、その五官を通じて報知し得る手段であればよい。

放射体温計は、熱バランスが崩れた状態では原理上測定誤差が生じる。従って、本実施形態のような耳式体温計 1 1 5においても通常一定時間以上測定環境になじませて、体温計が熱的に安定した状態で測定する必要がある。黒体炉測定モードで調整や精度確認の作業を行う場合においても、体温計が熱的に安定する前に測定すると、誤差が発生するので、管理された条件下で行う必要がある。このため、体温計 1 1 5では、黒体炉測定時に、内蔵サーミスタ 5 7によって検出される T _bを用い、 T _bの絶対値が所定の値以上である場合には、表示部 1 0 5の L C Dに図 2 6に示すような「A A A」等のアラーム表示を行う。また、図 2 7 に示すように L E D 1 2 5を点灯又は点滅させるようにしてもよい。このようにすれば、検査担当者が熱的に不安定な状態での調整や検温を認識することができるので、このような状態での作業を避けることができる。 (第 8の実施形態）

以下、本発明の第 8の実施形態について説明する。

本実施形態に係る耳式体温計 1 1 6も第 6の実施形態と同様に黒体炉 1 20を用いて測定を行うことができるものである。表示部 1 05の構成を除いて、第 6の実施形態あるいは黒体炉を用いた測定が可能な他の実施形態と同様の構成とすることができる。

体温計 1 1 6は、黒体炉を用いて精度確認等の作業を行う場合には、表示部 1 05の表示分解能が一桁増えるようにしたものである。

一般的には、温度計においては保証温度桁と表示温度桁とは一致している場合が多く、耳式体温計においても、保証精度 ±0. 1°C、表示分解能 ±0. 1°C等となっている。しかし、黒体炉を用いて精度検査等を行う場合には、実力値や測定値のばらつき等を管理するために、より高い分解能で表示することが望ましい。この点に鑑み、体温計 1 1 6では、 L CDからなる表示部 1 0 5を図 28に示すように構成した。すなわち、通常又は黒体炉測定モード（0. 1桁用）時には、図 28 (a ) に示すように 0. 1桁表示を行い、右端のセグメントは温度単位「」を表示している。体温計 1 1 6では、右端のセグメントも左桁と同様に 7 セグメントで構成し、黒体炉測定モード（0. 0 1桁用）の黒体炉測定時には、図 28 (b ) に示すように 0. 0 1桁表示を行い、右端のセグメントも 0. 0 1桁目の数字を表示できるようにしている。

図 29に 0. 0 1桁表示で黒体炉測定を行う場合の手順を示す。処理手順は図 23に示す通常 0. 1桁用の黒体炉測定の場合とほぼ同様であるので、異なる部分についてのみ説明する。

ここでは、銘板をはずした後に、 0. 0 1桁用の基板ジヤンパスイツチを短絡させる（ステップ 72) 。また、電源投入後に、図 28 (a) に示すように 0. 1桁表示により黒体炉測定モ一ド選択表示がなされる (ステップ 7 4 ) 。この後、図 2 8 ( b ) に示すように温度単位表示が消えて 0 . 0 1桁用の黒体炉測定モード選択表示がなされ、測定後には 0 . 0 1桁の測定結果が表示される（ステップ 7 7 ) 。

このように、黒体炉測定時に表示分解能を一桁増やすことにより、厳密に検査を行うことができ、検査データの管理も可能となる。また、通常の温度単位の表示部分と増加桁の表示部分とを共用することにより、 L C Dのセグメントの数を増やすこともなく、また、温度表示の数字も小さくする必要がない。右端の数字は小さくなるが、一般ユーザが通常使用するものではないので、問題はない。また。温度単位と数字とを交互表示するようにしてもよい。さらに、黒体炉測定時の表示分解能を二桁以上増やしてもよい。また、ここでは、温度単位として「」を表示しているが、「° F」を表示する場合でも同様である。産業上の利用可能性

以上、説明したように、本発明によれば、外部からの熱の影響による測定誤差を抑制し、温度測定の精度向上を図ることができた。

Claims

請求の範囲

1 . 測定対象物から放射される赤外線量を測定する赤外線センサと、前記赤外線センサの温度を測定するセンサ温度測定手段と、

前記測定対象物から放射された赤外線量と前記赤外線センサの温度とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する温度算出手段とを備えた放射温度計において、

少なくとも複数のセンサ温度測定手段を備えた放射温度計。

2 . 前記複数のセンサ温度測定手段を、前記赤外線センサを挟む位置に配置した請求の範囲第 1項に記載の放射温度計。

3 . 前記複数のセンサ温度測定手段を結ぶ延長線上又はその近傍に前記赤外線センサを配置した請求の範囲第 1項に記載の放射温度計。

4 . 測定対象物から放射される赤外線量を測定する赤外線センサと、前記赤外線センサの温度を測定するセンサ温度測定手段と、

前記赤外線センサを収容する赤外線センサ収容部材を備え、前記赤外線センサ収容部材は前記赤外線センサに対して測定対象物側に位置する測定対象側部を含み、

前記温度算出手段は、前記測定対象物から放射される赤外線量と前記測定対象側部から放射される赤外線量と赤外線センサの温度とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する機能を有する放射温度計。

5 . 前記測定対象側部の温度分布を測定する温度分布測定手段を備え前記温度算出手段は、前記温度分布測定手段によって測定された温度分布に基づいて前記測定対象側部から放射される赤外線量を算出し、該算出された赤外線量と前記測定対象物から放射される赤外線量と前記赤外線センサの温度とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する機能を有する請求の範囲第 4項に記載の放射温度計。

6 . 前記温度分布測定手段は、前記赤外線センサに対して測定対象物側に位置する請求の範囲第 5項に記載の放射温度計。

7 . 前記温度分布測定手段は、前記センサ温度の単位時間当たりの変化量に基づいて前記測定対象側部の温度分布を測定する請求の範囲第 5 項に記載の放射体温計。

8 . 前記測定対象側部の温度を均一化する等温化手段を備えた請求の範囲第 5乃至 7項のいずれかに記載の放射温度計。

9 . 前記等温化手段は、熱伝導率の高い物質からなり、前記測定対象側部に接して、その少なくとも一部を覆う請求の範囲第 8項に記載の放射温度計。

1 0 . 前記赤外線センサ収容部材の測定対象側部は測定対象物から放射される赤外線を透過させる赤外線透過部を有し、

前記等温化手段は、放射される赤外線が前記赤外線透過部を通って前記赤外線センサに入射可能な領域外に位置する請求の範囲第 8又は 9項に記載の放射温度計。

1 1 . 前記等温化手段は、前記測定対象側部が装着される装着部を備えた請求の範囲第 8乃至 1 0項のいずれかに記載の放射温度計。

1 2 . 測定対象物から放射される赤外線量を測定する赤外線センサと、前記赤外線センサの温度を測定するセンサ温度測定手段と、

•前記測定対象物から放射された赤外線量と前記赤外線センサの温度とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する温度算出手段とを備えた放射温度計において、

前記温度算出手段は、前記測定対象物の態様に応じて前記測定対象物の温度を算出する機能を有する放射温度計。

1 3 . 前記測定対象物の態様を特定する態様特定手段を備え、

前記態様特定手段によって特定された靡様に応じて、前記温度算出手段は前記測定対象物の温度を算出する請求の範囲第 1 2項に記載の放射 f

1 4 . 赤外線センサ及びセンサ温度測定手段を収容し、開口部に揷入されるプローブと、

前記プローブの挿入方向に沿って配置された前記態様特定手段としての複数の温度センサと、

を備えた請求の範囲第 1 2項に記載の放射温度計。

1 5 . 赤外線センサ及びセンサ温度測定手段を収容し、開口部に挿入されるプローブと、

'前記プローブの前記挿入方向とは反対の基端部側に設けられた前記態様特定手段としての温度センサと、

を備えた請求の範囲第 1 2項に記載の放射温度計。

1 6 . 前記態様特定手段は、前記センサ温度測定手段の変化情報に基づいて、前記測定対象物の態様を特定する機能を有する請求の範囲第 1 2 項に記載の放射温度計。

1 7 . 前記態様特定手段は、前記センサ温度測定手段の測定結果の位相進み成分に基づいて、前記測定対象物の態様を特定する機能を有する請求の範囲第 1 6項に記載の放射温度計。

1 8 . 前記態様特定手段は、予め設定された複数の測定対象物の態様の中からいずれかの態様であるかを特定する機能を有する請求の範囲第 1 2項に記載の放射温度計。

1 9 . 前記特定される測定対象物として、前記放射温度計の調整及び精度確認の少なくともいずれかのための装置を含む請求の範囲第 1 2項に記載の放射温度計。

2 0 . 前記態様特定手段は、電源投入後、所定の放射温度変化を検出した場合に、当該測定対象物を、前記放射温度計の調整及び精度確認の少なくともいずれかのための装置であると特定する機能を有する請求の範囲第 1 9項に記載の放射温度計。

2 1 . 前記測定対象物が前記放射温度計の調整及び精度確認の少なくともいずれかのための装置であると特定された場合に、所定の条件が成立する場合に該条件の成立を報知する報知手段を備えた請求の範囲第 1 9 項に記載の放射温度計。

2 2 . 所定の精度で測定温度を表示する表示手段を備え、

前記測定対象物が前記放射温度計の調整及び精度確認の少なくともいずれかのための装置であると特定された場合には、前記表示手段は、前記測定温度を表示する精度を前記所定の精度より高めて表示する機能を有する請求の範囲第 1 9項に記載の放射温度計。

2 3 . 前記表示手段は、所定の精度で測定温度を表示する場合に温度単位を表示する領域に、前記高められた精度の測定温度を表示する機能を有する請求の範囲第 2 2項に記載の放射温度計。

2 4 . 測定対象物から放射される赤外線量を測定する赤外線センサと、前記赤外線センサの温度を測定するセンサ温度測定手段と、前記赤外線センサと前記センサ温度測定手段とを収容し、開口部に挿入されるプローブと、

'前記プローブ外郭近傍の熱源によつて前記赤外線センサ及び前記プローブを構成する部材に伝えられる熱から、前記各部材固有の熱時定数に合わせて前記赤外線センサの温度又は前記いずれかの部材を代表する温度の情報を推定する代表温度推定手段を備えた放射温度計。

2 5 . 前記センサ温度測定手段を通る熱の伝達経路上に存する前記部材の熱時定数に合わせて該センサ温度測定手段の測定結果の位相進み成分及び位相遅れ成分の少なくともいずれかを算出し、該センサ温度測定手段と、前記赤外線センサ及び前記部材の少なくともいずれかとの温度差情報を推定する温度差情報推定手段を備えた請求の範囲第 2 4項に記載の放射温度計。

2 6 . 前記位相進み成分としての前記センサ温度測定手段の測定結果の差分を含む情報、及び、前記位相遅れ成分としての前記センサ温度測定手段の測定結果の加重平均を含む情報の少なくともいずれかを算出する請求の範囲第 2 5項に記載の放射温度計。

2 7 . 前記代表温度推定手段によって推定された温度に基づいて、赤外線センサによる測定結果を電源投入時から連続的に補正する赤外線出力補正手段を備えた請求の範囲第 2 4乃至 2 6項のいずれかに記載の放射

2 8 . 前記温度差情報推定手段によって推定された温度差情報に基づいて、赤外線センサによる測定結果を電源投入時から連続的に補正する赤外線出力補正手段を備えた請求の範囲第 2 5又は 2 6項に記載の放射温度計。

2 9 . 前記赤外線出力補正手段は、前記代表温度推定手段によって推定された温度の、前記測定対象物の放射温度の測定開始時からの変化に基づいて、前記赤外線センサによる測定結果を補正する機能を有する請求の範囲第 2 7項に記載の放射温度計。

3 0 . 前記赤外線出力補正手段は、前記温度差情報推定手段によって推定された温度差情報の、前記測定対象物放射温度の測定開始時からの変化に基づいて、前記赤外線センサによる測定結果を補正する機能を有する請求の範囲第 2 8項に記載の放射温度計。

3 1 . 前記プローブの開口部への挿入を検出する挿入検出手段を備え、前記赤外線出力補正手段は、前記代表温度推定手段によって推定された温度の、前記挿入検出手段による挿入検出時からの変化に基づいて、前記赤外線センサによる測定結果を補正する機能を有する請求の範囲第 2 7項に記載の放射温度計。

3 2 . 前記プローブの開口部への挿入を検出する揷入検出手段を備え、前記赤外線出力補正手段は、前記温度差情報推定手段によって推定された温度差情報の、前記挿入検出手段による挿入検出時からの変化に基づいて、前記赤外線センサによる測定結果を補正する機能を有する請求の範囲第 2 8項に記載の放射温度計。