【発明の詳細な説明】
赤外線温度計用の保護カバー
発明の技術分野
この発明は概括的には赤外線センサシステム用の保護カバーに関する。より詳
しくいうと、この発明は、臨床用赤外線温度計の衛生上の保護を確保する一方、
赤外線を最小の歪で透過させる改良型保護カバー構成に関する。
発明の背景
正確な温度測定は種々の分野において長年にわたり研究者の目標になっている
。医療分野では、患者の容態と体温との相関が高いので患者の体温検出が重大な
関心事である。病院、診療所、老人ホーム、専門医診療室および家庭において、
看護援助のための多額の費用が体温の正確な測定だけのために投入されている。
医者の診察を受ける際にまず求められることの一つが患者の体温である。したが
って、患者体温の測定は適切な医療の提供において多額で主要な出費を伴う。
従来の患者体温測定システムは、時間のかかる水銀温度計（口内および肛門内
）から電子式接触型（抵抗性接触素子による予測温度計）へ、さらに最新の赤外
線（ＩＲ）検出利用の非接触システムへ変わってきた。とくに好成績の臨床用温
度計はFraden名義の米国再発行特許第34,789号（Fraden赤外線温度計）に対応し
、同特許をここに参照してその内容全文をこの明細書に組み入れる。Fradenの設
計は、患者の耳の鼓膜からの赤外線の正確な測定を可能にするように特定の光学
系と組み合わせた高感度赤外線検出器を用いる。検出された赤外線は、患者の実
際の体温との間で高い相関を示す温度表示に変換される。この構成は患者の側の
不快感を最低限に抑えて１−２秒間で正確な温度測定を可能にする点が重要であ
る。
臨床の慣行は患者および器具に衛生的な環境を必要とする。感染性薬剤の拡散
および共通領域で診療中の患者相互間の汚染を最小限に抑えるものとして、使い
捨て式の衛生カバーが患者看護で普遍的な物品になってきた。ＩＲ温度計の使用
の場合も衛生慣行の必要がある。ＩＲ温度計による正確な温度測定には、ＩＲセ
ンサと患者の耳の鼓膜との間の目合せのためにセンサプローブを患者の耳の中に
調節して挿入することが必要である。外耳道は微生物ほかの汚染物質の発生源で
あることは少ないが、医療では相互汚染の危険をできるだけ減らす必要がある。
また、赤外線温度計の光学系は耳垢による汚れを受けない状態に保たなければな
らない。これらの問題を考慮して、Fraden型の最小限の侵襲性の温度計を上記セ
ンサと患者の耳との間の接触防止用の衛生障壁膜と共に用いる用法が採られ有利
になっている。
臨床用温度計のための衛生障壁膜は新規ではない。温度測定のために鼓膜への
接触を利用した旧式の臨床用温度計の多くは、使用の度ごとに廃棄される使い捨
てカバーを衛生障壁膜として用いることを必要とする。初期の衛生カバー構成は
考え方としては単純であった。基本的構成は、取扱いのための剛性の壁と接触型
センサ素子に隣接する薄膜との組合せを用いていた。この薄膜は薄く、伝導によ
る熱伝達への障壁を最小限にするために伸張することが多かった。所期のカバー
構成の好例はOudawaal名義の米国特許第3,822,593号およびVyprachticky名義の
米国特許第3,987,899号に示されている。これら初期のカバーはポリエチレンや
ポリプロピレンなどの廉価なプラスチックで定型的に作られ、１個の構成物とし
て射出成形するか、二つの部分、すなわち薄膜とその薄膜の接着を受ける高剛性
部とから成る二つの部分に成形する。いずれの場合も、そのようにして作られた
カバーをセンサに取り付け、組合せずみの構成物を温度表示のために例えば患者
の口の中に入れる。温度表示を得たのちこのカバーを取り外して廃棄する。
また、初期の赤外線温度計は使い捨てカバーを用いている。赤外線温度計用の
これら初期の使い捨てカバーは、接触式温度計用の上述のカバーをもともと模範
としていた。例えば、O'Haraほか名義の米国特許第5,293,862号および同第5,179
,936号は、二部分カバー構成、すなわち薄い透明膜を赤外線温度計用の使い捨て
カバーを構成する剛性環状部に接着する構成を開示している。このカバーの構成
の製造プロセスで薄い透明膜にしわが生ずる。この種の膜のしわは耳の鼓膜と温
度計のＩＲセンサとの間の赤外線の伝達に支障を及ぼし得る。したがって、この
プローブカバー設計を用いると、これらしわの除去を赤外線センサの上で薄膜の
伸張によって行う必要があった。
しかし、しわの除去のために薄膜を引っ張ると、潜在的な測定精度低下の原因
となる可能性がある。第１に、伸張を受ける薄膜は非均一的な形で引っ張られ、
その結果、「レンズ」効果を生じて伝達紫外線に歪みを生じさせる。第２に、伸
張を受けた薄膜は重合体分子構成の再整列を生じさせ、薄膜の反射性能および吸
収性能の両方に変動を与える。したがって、この種の従来技術による赤外線プロ
ーブカバー、すなわち使い捨てカバーの薄膜窓のしわほかの不都合な表面特性の
除去に伸張を要するプローブカバーは赤外線温度計のプローブにはめ合わせる際
に予測不可能な伝達特性を有することになり得る。
同様に、MeistおよびSuszinski名義の米国特許第4,911,559号は薄膜の伸張の
影響を受けやすい赤外線プローブカバーを開示している。この特許は赤外線温度
計プローブへのはめ合わせの際に重合体薄膜が大幅に伸張する積層プローブカバ
ーを記載している。薄膜は伸張の影響で予測不可能な透過率変動を受け、そのた
めに温度測定に誤差を生じ得る。
赤外線センサ用プローブカバーの従来の構成には上記以外の問題も生じていた
。例えば、従来技術による赤外線プローブカバーは薄膜と患者皮膚とを接触させ
る形状のものが多かった。患者の皮膚は、その温度がプローブカバーの温度と異
なる場合は、温度のより高い耳からより低い薄膜へのエネルギーの流れが熱伝導
によって引き起こされるので、薄膜中に温度勾配を生じさせる。その結果薄膜の
温度が上がると、二次輻射として知られる誤差原因を増大させることになる。こ
の二次輻射は、一次発生源、すなわち耳の鼓膜からの赤外線と対照的にカバーの
輻射する赤外線を意味する。カバー薄膜窓などあらゆる輻射源からの二次輻射の
変動を最小に抑えることが重要であることがわかってきた。外耳道から薄膜窓へ
の予測不可能な熱の流れに起因する二次輻射が臨床用温度計の測定誤差を誘発す
る可能性があるのである。
測定誤差のもう一つの原因は耳カバー構成を特徴づける光学的目合せ状態から
のずれである。例えば、従来技術による不均一薄膜窓付きのカバー（製造工程ま
たはその後の伸張に起因する）は、センサ、すなわち目標の光軸に対して薄膜窓
の目合せ制御手段を伴うことなくそのセンサにでたらめに取り付けている。した
がって、プローブカバーを正しく目合せし中心合わせしていない場合は、赤外線
の伝達が薄膜変動の影響を受ける。
臨床用温度計の利用の経験から、赤外線センサの視野を広げるのが望ましいこ
とが判ってきた。視野の拡大によって、臨床用温度計が外耳道に正しく挿入され
ていない場合、すなわち、センサの向きが悪く鼓膜と正しく目合せされていない
場合に生じ得る方向誤差が補償されるものと思われる。ＩＲセンサの視野を過度
に制限するプローブカバー構成は正しい温度測定への障害になる。
上の説明から理解されるとおり、使い捨て式の赤外線透過カバーの設計は複雑
で難しい。この発明は、十分に機能的なセンサカバーの構成および従来技術に伴
う問題の認識に基づいてなされたものである。
発明の概要
したがって、この発明の目的はプローブカバーの薄膜窓部分の伸張を除去し、
伸張に誘発される歪みが原因で臨床体温測定における測定誤差の生ずることがな
いようにする。
この発明のもう一つの目的はプローブカバーと患者皮膚表面との接触に起因す
る熱の影響を最小にすることである。
この発明のさらにもう一つの目的は、プローブカバーの温度計プローブへの取
付の強固性と光軸合わせとを確実にする自己目合せ式プローブカバーを提供する
ことである。
この発明のさらにもう一つの目的は、赤外線温度計の視野を拡大し、外耳道内
への温度計プローブの挿入誤差を最小にするプローブカバーを提供することであ
る。
この発明の上記の目的およびこれら以外の目的は、薄膜窓を製造後伸張させた
り操作したりする必要のない事前調整ずみＩＲ伝達特性を有する窓部を含む保護
カバー構成で実現される。従来技術の保護カバーの場合と同様に、この発明のカ
バーは、温度プローブ部と係合して透明薄膜窓をセンサの前に位置づけるように
設計された側壁部を含む。好適な形状は短い円錐台状または環状であり、その環
状体の第１の端は開放端としその反対側の第２の端を薄膜窓で閉じた構成を備え
る。その開放端は、温度計のプローブ先端と界面を成してプローブセンサに対し
て自動的に軸合わせの状態でカバーを着脱自在に保持する大きさを備える。
ＩＲ透過性薄膜は好ましくは円形窓であってその窓の周縁の周囲に延びる円周
方向ひずみ軽減カラーを備える。このカラーが薄膜窓の形状を区画し制御する。
温度計への装着時には、このカラーはプローブ上の対応接触リムと係合し、薄膜
窓をＩＲセンサの光軸に正しく位置づける。また、このカラーは負荷時の変形に
対応するひずみ軽減効果をもたらし、上記窓部を「非伸張」位置に確実に保持す
る。このカラーの位置および形状は温度計使用時に正しい光軸を維持する作用を
有する。
この発明の種々の側面によると、この使い捨て式のカバーは比較的薄く形成さ
れそのために力のかかった状態で薄膜窓に対して選択的に変形する側壁を含む。
それらの力は側壁に作用し、薄膜窓のカラーにかかる。したがって、このカラー
構造は、カバー側壁にかかった力の伝達を除去する（分離）か、その側壁にかか
った力への反作用として薄膜伸張抑制用の大きさと向きを備える逆向きの力を発
生するかのいずれかを目指すいくつかの設計手法の一つにしたがって構成できる
。さらに、このカラー構成はセンサの全体としての視野を改善する一方で薄膜窓
を外耳道との接触から反らせる作用を有する。
もう一つの構造上の特徴は、カバーの広い開放端に配置されプローブ基部の一
対の保持「耳」部と係合する形状を備えるカバー保持手段にある。プローブに対
してカバーを調節してはめあわせることによって、窓の安定性を高め、プローブ
先端と窓との接触を最小にする。この作用は伸張半径を備える密着係合リムの形
成によって達成する。これとは別に小さい空気抜き溝穴を圧力軽減点として設け
る。
この発明の上述の特徴は添付図面に関連づけて次に述べる特定の例示用実施例
の詳細な説明からより完全に容易に理解されよう。
図面の簡単な説明
図１は赤外線温度計プローブにはめ合わせる過程のプローブカバーを示し、
図２は伸張薄膜窓部付きの慣用のプローブカバーであり、
図３は凹んだ前端付きの改良型プローブカバーを示し、
図４は上記改良型プローブカバーの前端の部分拡大図であり、
図５はプローブカバーの波形光学系部を示し、
図６はプローブカバーの光学系部の波形薄膜の分解図であり、
図７は薄膜窓用カラーフレーム付きのプローブカバーを示し、
図８は図７に示したカバーの変形を示し、
図９はディンプル付き表面を備える薄膜窓の一部切欠図を示し、
図１０は可変厚みひずみ軽減手段つきのプローブカバーカラー構造を示し、
図１１および図１１Ａは崩壊型ひずみ軽減手段つきのプローブカバーカラー構
造を示し、
図１２は崩壊型ひずみ軽減手段つきのもう一つの実施例を示し、
図１３は図１２の改良型プローブカバーの変形を示し、
図１４Ａおよび１４Ｂはこの発明による新規なカバーの断面図およびそのカラ
ー構成の拡大断面図をそれぞれ示し、
図１５Ａ、１５Ｂおよび１５Ｃは保持リム付きの新規なプローブカバー構成、
その保持リムの拡大図およびプローブカバーのいくつかの基準寸法をそれぞれ示
す。
参照の便宜のために、これら図面の中で同一の構成部分、構成要素、特徴形状
は同一の参照数字または文字で表示する。
この発明の特定の実施例の詳細な説明
この発明は赤外線検出応用の臨床用温度計と組み合わせて使用するように構成
した新規なプローブカバーの構造を対象とする。このプローブカバー構造は、応
力なしの初期状態で赤外線伝達に最適化した赤外線透明窓を形成する。この窓は
高透過度の重合体材料から成り、従来技術による構成に見られる潜在的誤差原因
を最小化する形状にしてある。
また、この発明のプローブ構成は使用中において外力によるＩＲ窓の歪みを防
止するように設計してある。プローブカバーにかかり窓の歪みを生じさせる力に
は少なくとも二つの発生源がある。第１の歪み誘発力は温度計プローブ先端にプ
ローブカバーを取り付ける際にかかる。上述のとおり、プローブカバーのプロー
ブへの取付けは再現性の高い確度で行わなければならない。この取付け工程はプ
ローブカバー構成に必ず力をかける。したがって、カバーのＩＲ窓部をカバー取
付時の力から隔離することがこの発明の特徴である。
カバーにかかる歪み誘発力の第２の発生源は温度表示時に生ずる。温度表示を
読み取るために、カバー／プローブを外耳道に挿入して耳の鼓膜と臨床用温度計
中のＩＲセンサとの間の光軸一致関係を形成する。カバー外壁を外耳道奥部にす
べりはめにする際に、カバーに弱い摩擦力がかかる。したがって、この発明の第
２の特徴はＩＲ透過窓を実際の温度測定の際の上記摩擦力から隔離することであ
る。
上記の外力隔離はカバー側壁と薄膜窓との間に設けたカラー構成の利用によっ
て達成する。この用語「カラー」は、窓を壁への力から隔離し、センサ視野を拡
大し、センサー外耳道接触を最小にし、または壁への外力の薄膜窓への転移の打
消しのための逆向きの力を発生する動作を個別にまたは組み合わせて行う一つ以
上の構成要素を含む意味で用いてある。
上述の配慮に加えて、この改良型カバー構成は、プローブカバーの保持リムの
大きさを対応のプローブ保持耳部の大きさに合わせて選択できる。詳しくいうと
、プローブに対するカバーの垂直方向の動きを防止するために、カバーリムまた
は「固定溝」を二つの互いに別々の平面接触点を形成することによってプローブ
の保持耳部にぴったりはまる寸法にし、動きの自由度の原因となる「遊び」を除
去している。この構成は、カバー固定溝、すなわちその円周方向寸法と保持耳部
の外側の画する円周との間の許容誤差を小さくすることによって達成できる。し
かし、それだけではカバー取付け過程で過大な外力を必要とする結果になる。上
記許容誤差の小さいことに起因するこの余分な外力の必要性はカバーと保持耳部
、すなわち弾性輪状体とのはめ合わせの際に固定溝直径を拡大する必要から生ず
る。いくつかの例、とくにカバーエゼクタ機構を別に備える例では、カバー取付
けのための余分の力が所期目的のための力としては過大になる。したがって、上
記固定溝の部分半径を大きくすることによって、取付け力を適宜制御する。それ
によって溝のリップ部の角度を小さくし、小許容誤差の場合でも取付けのための
力が小さくてすむようにする。
上述の簡単な概要説明を考慮に入れて、カバーとＩＲ温度計との概略的配置を
示す図１および図２をまず参照する。図１は赤外線温度計１（点線で図示）の細
長いプローブ２に被せた光学薄膜窓１０付きの赤外線プローブカバー８の位置関
係を示す。この構成において、プローブ２は人間または動物の外耳道への挿入に
適合した寸法にしてあるが、上記以外の任意の身体凹部から体温測定値を取り出
すのに用いることもできる。プローブ２は赤外線センサ３および光導波体４を収
容し、患者の耳５からの熱線、すなわち外耳道６の鼓膜７で発生する熱線の伝達
を計測できる。なお、鼓膜７の温度は患者身体の内部温度の正確な表示を代表す
る。
プローブカバー８は温度計のプローブ２に被せると共にこのプローブの光軸９
に軸合わせしてあり、プローブ２が患者身体のいかなる部分とも、とくに外耳道
６と接触しないようになっている。これによって衛生的な動作が確保される。図
１に示すとおり、プローブカバーは主要な三つの部分、すなわちプローブ２沿い
にプローブカバーを赤外線温度計にはめあわせる後端部３０と、プローブ２の長
さ一杯にわたる中間側壁３１と、赤外線輻射の正確な透過および正確な温度測定
に必要な光学特性および熱特性を有する薄膜窓１０付きの前端部とから成る。
プローブカバーの材料は波長３μｍ乃至15μｍの範囲で透明性を有するポリエ
チレン、ポリプロピレンなどの重合体またはそれらの共重合体が好ましい。使用
重合体は重合体マトリクスへの清澄剤の添加によってその光学的性能を向上させ
得ることが多い。側壁の材料は薄膜窓と同じにする必要はない。しかし、カバー
を単一構成物とする場合は、側壁および薄膜窓の両方とも同じ材料にする。ＩＲ
温度計の単一構成物カバー構成を開示しているHowe名義の米国特許第5,088,834
号参照（同特許をここに挙げてその内容をこの明細書に組み入れる）。好適な製
造プロセスによると、複数の互いに別々のカバーを薄いポリエチレン共重合体か
ら真空成形する。カバーの代替的製造手法として、上記以外の加熱成形手法およ
び射出成形手法などがある。別々に成形した部品から作る場合は、それらカバー
部品をボンディング、超音波溶接、クランプ止め、接着剤接着などにより結合す
る。その個別部品構成の場合は、カバー窓材料は側壁への結合時に高いＩＲ透過
率を示す。
図２はプローブ２に被せた従来技術のプローブカバー２１の断面図を示す。図
２に示すとおり、プローブ２は光軸９、窓１５付きの光導波体４およびリム１１
を備える。プローブカバー２１がプローブ２のリム１１と界面を形成している場
合は光学薄膜窓１０に応力がかかり、光学的前端の薄膜に伸張を生ずる結果にな
る。また、この図に示すとおり、カバー２１の後端部３０は赤外線温度計（図示
してない）のプローブ２と係合し、側壁３１がプローブの全長にわたって延びる
状態になる。プローブカバー２１をプローブ２とはめ合わせると、伸張に起因す
る薄膜窓１０の膜厚の変化がこの前端の光透過率に不可避的な変動を生じさせ得
る。また、伸張時において薄膜窓が患者に接触して熱を吸収し温度を上昇させ、
その結果赤外線温度計の温度表示に変動を生じさせ得る。したがって、従来技術
によるこの種のプローブカバーにおいては、伸張した薄膜窓のために赤外線温度
計の温度表示が不正確になり得る。
図３はプローブカバー８の断面図であり、プローブ２に被せた状態のこの発明
の第１の実施例を示す。カバーの薄膜窓１０は、カラー３４経由で側壁３１に結
合される第１および第２の曲げ部１２および１６付きの台輪１４を含む凹部を形
成する。この凹部の深さは0.2mm乃至2.0mmの範囲にするのが好ましい。台輪１４
は、薄膜窓の歪み軽減作用に加えて、プローブカバー構成、とくにその前端部の
周縁部に剛性を与える。円形にできる台輪１４は薄膜窓１０の周縁を取り囲む曲
げ部付きの重合体材料で構成する。第１の曲げ部１２は薄膜窓１０凹み近傍に設
け、第２の曲げ部１６は側壁３１の近傍に設ける。
図３に示すとおり、プローブカバー８を赤外線温度計のプローブ２に被せると
、カバーは台輪１４の第２の曲げ部１６でプローブのリム１１と界面を形成する
。プローブカバー８はプローブ２と締まりはめになる寸法を備え、第２の曲げ部
１６近傍でカバー８とプローブ２との間のはめ合わせは強固になるので、薄膜窓
１０はプローブ２の光軸と自動的に軸合わせされた状態になり、プローブへのカ
バーの強固なはめ合わせを確実にできる。なお、薄膜窓１０は光導波体４からも
光導波体窓１５からも空隙１３によって常に分離された状態を保つことに注意さ
れたい。薄膜窓１０は台輪１４および第１の曲げ部１２によって患者の皮膚との
接触から免れており、同時に、患者の快適な装着感に必須の円滑で連続した接触
面をカバー前端に形成している。このプローブカバー構成において、凹ませた薄
膜窓１０はプローブ２へのカバー装着時に応力を受けず、したがって当初の形状
および光学的性能を維持できる。また、このプローブカバー構成は薄膜窓を患者
の皮膚との接触から離れた状態にするので、二次輻射を回避でき、より正確な温
度表示ができる。
図４はプローブカバー８の一部の分解断面図であり、カバーの重合体材料の厚
さをより詳細に示す。この図に示すとおり、台輪１４や第２の曲げ部１６やこの
カバーの上記以外の部分に厚み増大部分を設ける。台輪１４や下側曲げ部１６の
近傍の厚み増大部分は、ひずみ軽減機能を高め温度プローブへのカバーの係合を
改善するのに有効である。
図５はこの発明のプローブカバーの代替的実施例の断面図である。この実施例
はカバーの前端におけるひずみ軽減機能をさらに高めるのに有効である。図示の
とおり、カバー８は一連の曲げ部１７を形成する同心配置のリッジと非波形領域
を成す中央平面部１８とを備える波形薄膜窓２３を有する。平面部１８は光導波
体４と同程度の半径のものが好ましい。代替的には、平面部１８を除去して波形
表面が光軸９まで延びる形にしてもよい。しかし、平面部１８の有無に関わりな
く曲げ部１７と平面部１８との厚さを20μｍから100μｍの間の値に維持するの
が望ましく、そうしない場合は赤外線輻射や外部からの熱エネルギーがカバー薄
膜によって減衰し、赤外線温度計の温度表示に誤りを生ずる。
図５を参照して述べたカバーの一部の拡大断面図を図６に示す。プローブカバ
ー８の波形薄膜窓２３の多段曲げ部１７が赤外線温度計の視野の拡大という追加
の効果をもたらす。図示のとおり、曲げ部１７は厚い部分２０と薄い部分１９と
を形成するように種々の厚さを有する形にすることもできる。曲げ部の厚さのこ
の多様性はカバー構成材料である重合体の屈折特性によってレンズ効果をもたら
す。したがって、広角方向から波形薄膜窓２３に向かってより鋭角的に屈折する
。曲げ部なしの波形薄膜窓では、広角赤外線２２がカバーの平面上表面で反射し
、したがってプローブに入射しない。
図７および図８はこの発明によるプローブカバーの薄膜窓１０の一部の拡大断
面図を示す。これら図７および図８に示すとおり、カラー３４が薄膜窓１０の周
囲に設けてある。図７は突出台輪１４付きのその種のプローブカバーカラーを示
し、図８は平板状台輪付きのプローブカラーカバーを示す。これらの図に示すと
おり、カラー３４は薄膜窓１０のための半剛性フレームを構成し、プローブへの
カバー取付けののち側壁３１にかかる力から確実に隔離されるようにする。図７
に示すとおり、プローブをカバーの内側にはめる際には、誤った方向３６でなく
正しい方向３５の方向に係合力がかかるようにし、方向３６の力で薄膜窓１０の
カラー３４の半径方向に潜在的応力がかからないようにする注意が必要である。
図９はこの発明によるプローブカバーのもう一つの実施例の断面図である。こ
の特定の実施例はこのプローブカバーの薄膜窓で生じやすい応力を軽減するとと
もにカバーと患者の皮膚との間の接触を最小にする代替的手法を提供する。図示
のとおり、導波体窓１５に被せて薄膜窓１０を位置づけ一様配置の凹みまたはデ
ィンプル３３を備えたこのカバーをプローブ２に被せる。これらディンプル３３
は凸面状でも凹面状でもよい。ディンプルは、側壁３１にかかる取付時／使用時
の外力によって生じ得る伸張の防止のための硬直性をプローブカバーの前端に与
える。また、これらディンプルは上記前端の接触面積の削減により息者皮膚との
接触の臨界性を低下させる。図９は台輪なしのプローブカバーの実施例を示して
いるが、台輪付き（図示してない）ディンプル付きのプローブカバーを形成する
こともできる。この選択は使用赤外線温度計プローブの実際の構成にしたがって
行う。
図１０−図１３は可変形台輪１４を含むカラー構成付きのこの発明のプローブ
カバーのいくつかの変形の拡大断面図を示す。この構成では側壁３１へのカバー
の取付時または使用時にかけられる外力がカラー３４に逆向きの力を生じさせ、
それによって薄膜窓伸張および変形を防止する。例えば、図１０は、側壁３１に
結合した薄壁３７近傍に応力軽減カラー３４をもたらす多様な厚みの膜を有する
プローブカバーを示す。この図に示すとおり、カバーをプローブ２に被せると、
プローブのリム１１が点線３８で示したようにカラー３４と係合する。カラー３
４の剛性のために、プローブのリム１１とカバーとの間の界面に起因する力、す
なわち図示の係合力Ｆが薄壁３７を選択的に伸張させ、カラー３４を矢印４０の
向きに変形させ、向心力Ｆ２を生じさせる。また、カラー３４の支点Ｃが係合力
Ｆの向きの外側に位置するのでカラー３４の内側でねじりモーメントが生じ、カ
ラーの一部を図示のとおり位置３９の内側に動かす。カラー３４と薄壁３７との
連携の結果、台輪１４はカバーとプローブ２との係合に伴って光軸９に向かって
変形する。これによって薄膜窓の伸張なしの状態を確保する。
図１１は可変形台輪１４を有するプローブカバーのもう一つの実施例を示す。
カバーはプローブ２に被せられリム１１と係合する。カラー３４は係合曲げ部４
２を含み、光軸９に対して曲げ角度αを成す。図に示すとおり、プローブ２は点
４１でカバーと係合し、その結果、記号付き細線で示したとおりリム１１が係合
曲げ部４２を位置３９まで動かす。これによって向心力Ｆ２が生じ、台輪１４が
光軸９の向きに変形して薄膜窓１０の伸張を防止する。曲げ角度αが小さいほど
向心力Ｆ２が大きくなることが経験から判ってきた。
図１１Ａは図１１の構成に基づき台輪１４近傍に薄壁３７を有するプローブカ
バーを示す。係合点４１および曲げ部４２で画される角度αが矢印４０の向きに
時計回り方向の台輪１４の変形を生じさせ、窓１０の伸張を防止する。図１１の
実施例の場合と同様に、曲げ角度（α）が小さいほどプローブへのカバーのはめ
合わせの際の向心力が大きくなる。
図１２は変形可能な台輪付きのプローブカバーのもう一つの実施例を示す。図
１２に示すとおり、カバーへのプローブの挿入の際にカラー３４の係合曲げ部４
２が係合点４１でプローブのリム１１と係合する。この係合が曲げ部４２の曲げ
を復元させ、台輪１４から外向きの遠心力Ｆ１および光軸９に向かう方向の向心
力Ｆ２を生じさせる。図示のとおり、プローブ２の係合点は点線３８で表示し、
曲げ部４２は符号付き細線で示すとおり点３９の位置に動く。したがって、この
実施例では曲げ部４２の復元が薄膜１０の引張力を軽減し伸張を防止する。
図１３を参照すると、図１２の構成に対応する図示のプローブカバー構成が図
示してあるが、係合曲げ部４２は台輪１４の外側に位置づけてあり、リム１１の
周辺と接触し、点線で示したとおり窓１０を変形させる。この構成では曲げ部４
２の曲率半径を小さくでき、それによって製造工程を単純化できる。
最後に、図１３の概括的プローブカバー構成を図１４Ａに示し、カラー３４の
拡大図を図１４Ｂに示す。これらの図から理解されるとおり、カラー３４は曲げ
部４２と側壁３１に薄膜窓１０を結合する台輪１４とを有する。側壁３１は壁の
剛性を高め、より薄くより弾性のある側壁の利用を可能にする縦方向リッジ８０
をさらに含む、曲線７０−７２はＩＲプローブ（図示してない）への取付けのた
めのアンカー点である。
図１０−１３に示した実施例において、カバーをプローブに被せた際に前端部
に生じ得る中心向きの力はプローブ光軸向きの向心力に変換され、薄膜窓にひず
み軽減効果をもたらすことが理解されよう。なお、上述の個々の図面に示した種
々の手法は特定の設計上の必要に応じて適宜組合せできる。
次に、図１５Ａを参照する。この実施例において、カバー構造は図１および図
１４のものとごく近似しており、前端にＩＲ窓を備えたテーパー付きの円錐状の
構成を備える。この設計によると、テーパー付きカバーの側壁３１は基部で厚さ
最大でカバー先端で薄くなる厚さ勾配を有する。僅かに曲線状を成す側壁３１は
カバーとプローブとの間に両者はめ合わせの際に空隙（熱絶縁）を形成する半径
を備える。このプローブカバー形状は、保持耳部経由のプローブ本体への取付け
を強固にするより剛性の高い構成体として壁厚の大きい基部を利用する。このよ
うにして、カバー保持リムまたは「固定溝」７１はプローブ（または検鏡）本体
の耳部に係合し、図１５Ｂに拡大して示すとおり、窓を光導波体の検鏡開口上に
位置づけた状態でカバーを強固に保持する。この状態を達成するために、図１５
Ｃの固定溝７１は保持耳部の外径まで伸張可能な直径Ｑの弾性輪を形成する必要
がある。また、この固定溝７１はプローブへのカバー取付け後の「遊び」を防ぐ
ように十分に小さい許容誤差の範囲内になければならない。この「遊び」は、カ
バー側壁への摩擦力によって生ずるカバーの縦方向の動きの原因となって、プロ
ーブへの下向きの動きをカバーに生じさせ、プローブ先端と窓１０との係合を生
じさせる可能性がある。
この潜在的問題に対処するために、図１５Ｃの形状では固定溝７１とのはまり
合せに好都合な少し大きい曲率半径Ｒ1を設定する。このいくぶん大きい曲率半
径と連携してカバーリムの許容誤差を小さくし、平面位置９０および９１で誤差
零でプローブの保持耳部にぴったりはまるようにする。この曲率半径を少し大き
くすることによって、カバーと保持耳部との係合がより弱い力で可能になり、許
容誤差を小さくすることによって、プローブへの取付け後のカバーの「遊び」を
解消する。
上述の構成によって、カバーと検鏡との間にリム７０接触経由の気密封止が形
成されよう。これを防止するために、通気孔８８とポケット８９とを側壁／固定
溝の周縁に一定間隔（例えば90度）で設けて図１５の応力軽減構成とする。
検鏡へのカバー取付けを実質的に剛性あるものにするには図１５ＣにＲ、Ｑ、
Ｐで示した寸法の選択的制御が必要である。より詳しくいうと、これら寸法と検
鏡の対応部分（図１５Ａおよび図１５Ｂにセグメント９８、保持耳部９５として
表示）との調整によって、二つの互いに異なる接触面９０および９１が形成され
る。しかし、保持耳部は固定溝７１の内側部分とは離れており、固定溝の下側リ
ムを最小の挿入力で通過できる。用途によっては、この明細書記載の改良型カバ
ーでより単純なＩＲ窓構成、すなわち前述のカラー構成なしではあるもののより
大きい面積の平板状表面を有する窓構成の利用が可能になる。窓にかかる応力の
原因となるプローブ先端係合が保持手段によって解消されるために、この窓構成
の利用が可能になるのである。
この発明を例示の目的で詳述してきたが、この詳述は例示だけを目的とするも
のであって、この発明の真意と範囲を逸脱することなく当業者がこの発明に多様
な変形を加え得ることを理解されたい。
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】平成１０年４月３日（１９９８．４．３）
【補正内容】
請求の範囲
１．赤外線温度計と患者のとの間に衛生上の障壁を形成するための赤外線温度計
用カバーにおいて、
赤外線透過性薄膜窓と、
前記カバーを前記温度計に取り付ける手段を含む中空管状の側壁であって、前
記温度計への取付け時に前記薄膜窓の反復性上位置づけをもたらす形状を備え、
前記窓および前記温度計内赤外線センサとの間で光軸合わせの状態を達成する中
空管状の側壁と、
前記薄膜窓と前記側壁とを連続するカラーであって、前記側壁への力を受け、
前記側壁からの力が前記薄膜窓への伸張力に転換されるのを防ぐ作用をするカラ
ーと
を含むカバー。
２．前記から、薄膜窓および側壁が単一の構成物であり、前記カラーが前記薄膜
窓の周囲に延びて前記側壁と前記薄膜窓との間の完全なシールを形成する請求項
１記載のカバー。
３．前記カラーが前記薄膜窓および前記側壁のいずれかよりも大きい厚さの台輪
を含み、その台輪が前記薄膜窓の周囲に延びて前記温度計のプローブ部分の対応
のリムと界面を形成するように位置づけられている請求項２記載のカバー。
４．前記台輪が前記側壁への外力から前記薄膜窓を隔離するように前記薄膜窓の
ための実質的に剛性のフレームを構成する請求項２記載のカバー。
５．前記台輪が前記カバーと前記プローブとの間の接触面として作用し、前記カ
バーの前記温度計への取付時に前記プローブと前記薄膜窓との間に接触を生じさ
せない請求項４記載のカバー。
６．赤外線に実質的に透明で低廉な重合体材料で構成された請求項３記載のカバ
ー。
７．前記側壁が前記台輪に対して伸張可能であり、複数の剛性増強用縦方向リッ
ジを備える請求項３記載のカバー。
８．前記薄膜窓が窓の剛性を高める作用を備える予成形表面形状特徴を有する請
求項３記載のカバー。
９．前記表面形状特徴が複数の均一分布ディンプルを含む請求項８記載のカバー
。
１０．前記表面形状特徴が一連の同心リッジを含む請求項８記載のカバー。
１１．前記表面形状特徴がプローブの実効視野を拡大する請求項８記載のカバー
。
１２．前記薄膜窓が前記カバーの前記台輪から凹んでいる請求項３記載のカバー
。
１３．赤外線温度計用カバーの前記温度計の前方プローブを汚染物質から保護す
るとともに最小誤差で温度測定を可能にする赤外線温度計用カバーにおいて、
遠赤外波長域の光線に実質的に透明な薄膜窓と、
前記プローブに被さってはめ合わせになる形状の中空側壁部であって、前記プ
ローブと係合する手段をさらに形成し前記薄膜壁と前記温度計の中の赤外線セン
サとの間で光結合を生ずる位置で前記カバーを前記プローブに保持する中空側壁
部と、
前記側壁を前記薄膜窓の周縁に連結する少なくとも一つの曲げ部であって、前
記側壁に外力がかかった際に対応の伸張力による前記薄膜窓の伸張を防止するひ
ずみ軽減作用を示す少なくとも一つの曲げ部を含むカラー構成と
を含むカバー。
１４．前記薄膜窓が複数の予成形形状特徴をさらに含む請求項１３記載のカバー
。
１５．前記形状特徴が前記薄膜窓に追加の剛性を与える構成および形状を備える
請求項１４記載のカバー。
１６．前記形状特徴が前記プローブの視野を増大させる構成および形状を備える
請求項１４記載のカバー。
１７．前記カラーが前記薄膜窓の周縁に延びる台輪と、前記プローブのリムと締
めはまりを形成する第１の曲げ部と、前記カラーを前記薄膜窓に連結する第２の
曲げ部とを含む請求項１３記載のカバー。
１８．前記第２の曲げ部が前記第１の曲げ部への力がかかった際に平均になり、
その第２の曲げ部の平坦化に伴って前記薄膜窓が少し変形する請求項１７記載の
カバー。
１９．前記リムが前記第１の曲げ部の外側周縁の点で前記カラーの接触する請求
項１７記載のカバー。
２０．前記薄膜窓が前記台輪の頂部から少し凹んでいる請求項１７記載のカバー
。
２１．赤外線を衛生的に測定することによって温度測定を行う方法であって、
赤外線温度計のプローブにカバーを被せる過程と、
前記プローブおよび前記カバーの組立体を患者の外耳道に挿入する過程と、
前記温度計の中のセンサを前記外耳道の中の鼓膜からの赤外線に曝す過程と、
検出された前記赤外線を前記鼓膜の温度に対応する値に変換する過程とを含み
、前記カバーが側壁とその側壁にカラー構成により連結された薄膜窓とを含み、
そのカラー構成が前記側壁への力による前記薄膜窓の歪みおよび伸張を防止する
手段を形成する
方法。
２２．前記カバーが衛生上の障壁膜を兼ねる赤外線に実質的に透明な材料で形成
した単一構成物である請求項２１記載の方法。
２３．前記側壁が前記プローブに被さってはめ合わせになる構成と形状を備え、
構成上の剛性の増強のための複数の長さ方向リッジを含む請求項２１記載の方法
。
２４．前記カラー構成が前記側壁にかかる外力から前記薄膜窓を隔離する台輪を
含む請求項２１記載の方法。
２５．前記カラー構成が第１および第２の曲げ部を含み、前記第１の曲げ部が前
記プローブのリムに接触し、前記第２の曲げ部が前記第１の曲げ部への力によっ
て平坦化する請求項２１記載の方法。
２６．赤外線温度計用のカバーにおいて、
赤外線に実質的に透明な窓と、
前記カバーの前記窓と反対側の端にあるカバー保持リムであって、そのリムの
少なくとも二つの互いに離れた平面上の位置で対応の検鏡とぴったりしたはめ合
わせを形成する接触点を構成し長さ方向の動きを実質的に防止する保持リムと、
前記窓と前記保持リムとの間の側壁と
を含むカバー。
２７．前記側壁と前記保持リムとが圧力軽減手段をさらに含む請求項２６記載の
カバー。
２８．前記側壁が前記側壁と対応の検鏡との間に空隙を形成する半径を有する請
求項２６記載のカバー。
２９．前記保持リムが前記検鏡にかけるべき挿入力を小さくするのに十分な半径
を備える請求項２６記載のカバー。
３０．前記保持リムが弾性輪状体を含む請求項２６記載のカバー。
３１．前記保持リムが圧力軽減構成を備える請求項２６記載のカバー。
【図１】
【図２】【図３】
【図４】
【図５】
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フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ
，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＢＲ，ＣＡ
，ＣＮ，ＩＬ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＲＵ，ＳＧ
(72)発明者 ラッキー，ロバート ピー.
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
92009 カールスバッド，フォスカ スト
リート 3338
(72)発明者 ハウ，ランドール アール.
アメリカ合衆国 コロラド州 80615 イ
ートン，ウェルド カウンティ ロード
43，35640
(72)発明者 ブルトゲス，ハインツ
ドイツ国 エップシタイン Ｄ―65817
イム ヒルテンガルテン 18
(72)発明者 デブス，ウォルフラム
ドイツ国 クロンベルク Ｄ―61476 フ
ーネルベルクシュトラーセ １
(72)発明者 バウツ，グンター
ドイツ国 ウルム Ｄ―89075 アイヒェ
ンハング 29
(72)発明者 フランケ，ヘルムート
ドイツ国 ヴェールハイム Ｄ―61273
グロッセ ラッヘ 11