JPH0271124A - 光温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、赤外線センサを用いた光温度計に関し、特に
その集光機構に関するものである。

〔従来の技術］ 体温計には水銀温度計が広く使用されているが、最近で
はデジタル電子体温計も普及が進んでいる。

通常の電子体温計はセンサにサーミスタを用い、温度値
算出用の演算回路およびデジタル表示器を備えたものが
多いが、測温に要する時間は２〜３分で、水銀体温計よ
り悪い位である。これに対しては、最初の１分程度の間
の温度上昇の経過から最終値を予測する方式のものも開
発されているが、予測方式の電子体温計はその予測値が
実際値と必ずしも一致しないという問題がある。

測温に時間を要するという問題は、測温部位にも関係し
ている。生体の調節機能によって所定値に維持されてい
るのは頭部、胸部、腹腔の深部体温であるが、これの直
接測定は困難であるから、一般には直腸、口腔、腋窩部
を測定対象にする。

腋窩部測定は広く行なわれているが、腋の下は通常は外
界に接した状態にあり、その部分の皮膚温は若干低く、
体温計を挟んで腋の下を閉じると皮膚温が上昇を始め、
５分程度で一定温度（平面部）になるから、この後、体
温計を引出して見ればは−′正確な腋窩部が得られるが
、それより早く引出せば測定値が若干低いのが避けられ
ない。

測温時間に関係する他の因子はセンサ部の熱容量である
。水銀体温計ではガラス壁を通して水銀溜めを体温で暖
め、水銀の膨張を読取るという経過を経るから、加熱対
象の熱容量はかなり大きい。

電子体温計も、測定部位へ当接される金属部を体温で暖
め、該金属部の温度でサーミスタが抵抗値を変え、とい
う経過を経るから、やはり加熱対象（金属部）の熱容量
が大きい。

これらの体温計はいずれも接触型があるが、非接触型の
ものもあり、特開昭５８−８８６２７　ｒ非接触型口腔
温度計」はその−例である。これは焦電型の赤外線セン
サを用い、口腔内から出る赤外線を集光し、チヨンピン
グして該センサに入力しセンサ出力を増幅し、基準温度
信号をもとに演算して体温を求め、表示器に表示する。

或いは、赤外線センサとしてサーミスタを用い、集光系
、サーミスタ、増幅器、演算器、表示機構、および基準
温度検出器の構成をとる。

また耳孔内に挿込して体温を測定する方法として特開昭
６０−２５４２７．特開昭６０−２１６２３２．特開昭
６０１３３３３１、特開昭６１−１１７４２２．特開昭
６１−１３８１３０などがある。しかしながらこれらは
以下の問題があるため今だ実現していないのが実情であ
る。

特開昭６０−２５４２７は、耳栓型体温センサとしてい
るのみで例えばサーミスタ等の測温抵抗体の接触伝熱に
より体温を測定するのか、また赤外線を検出するＳｉセ
ンサのようなものを使用するのか不明である。従って、
測定手段が不明なため、現実として体温計を構成するこ
とは不可能である。

特開昭６０−２１６２３２は耳栓型で温度センサとして
サーミスタを用い外耳道との接触伝熱で体温を測定する
ものである。しかしこの方法は接触方式のため検温時間
は口腔型の電子式体温計よりも時間を必要とすることは
容易に推測できる。

特開昭６０−１３３３３１は耳部密閉型で温度センサと
してサーミスタ、トランジスタセンサを用いているため
基本的には特開昭６０−２１６２３２と同等である。

特開昭６１−１１７４２２は耳へ挿入する方式のもので
赤外線検出センサとしてサーモパイルを用いている。セ
ンサ部を一定温度に保ち、装置内に基準温度源を持ちリ
ファレンス方式で体温を測定している。技術的には優れ
た方法であるが、センサ部の温度を一定に保つことや、
基準温度源を持つことは、構成を複雑とし、安価に製品
化できない欠点がある。

特開昭６１−１３８１３０は耳孔内からの赤外線を光フ
ァイバーで焦電センサに導く方式であるが体温測定用の
赤外用光ファイバーは開発されていない。

体温から放射される放射エネルギーの波長帯は８〜１３
μｍであり、これを通過させるファイバーはない。存在
するとしても、ファイバー自身がこの波長を放射してい
るため誤差要因となり精度的に、光ファイバーを使った
体温計を実現することは困難であり、実現したとしても
非常に高価になる。

本発明者は、耳孔或いは口腔内等から発せられる赤外線
を検出して体温を測る「光体温計」を既に発明して出願
している。該「光体温計」では、耳からの赤外線をレン
ズ系又はミラー系などの光学系で赤外線センサ上に集光
する。該赤外線センサと温度補償用の測温素子からの電
気信号（以下信号という）は、信号処理部で体温の値に
変換され、表示器に表示される。しかし、センサと光学
系が大きいため、これらを含むプローブも必然的に大き
く、複雑になるという欠点があった。この光体温計の一
例を第２図に示す。大きさの一例としてはプローブ先端
１２の口径が８　ｍｍφ、筐体１１の径が２０ｍｍφ、
長さが１００ｍｍで、これ以外に処理部２０と表示部３
０が必要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来からある接触型の体温計は測温に要する
時間が長いと問題があり、また上記した非接触型の、赤
外線に感応する型の従来のものは、構成が複雑で高価に
なり、レンズ・ミラー系を用いるため小型化が難しい。

又は、機密性を保つのが困難であり、プローブの消毒が
しにくい等の問題がある。

本発明は、かかる問題を解決し、小型で、取扱い易く、
消毒等もしやすい、非接触型の、赤外線式光温度計を提
供する事を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明では、
光学系にボール状レンズを用いる事によって、構造が単
純で、小型であり、容易に消毒できる光温度計を実現し
ている。

第１図は、ボール状レンズを用いた本光温度計の概略を
示す。本発明では円筒状容器１１が耳孔、口腔などの孔
部に挿入される（そのような寸法、形状を持つ）先端部
１２を備える。第２図では先端部の温度を測温素子４ｂ
で測定して、先端部の温度変化の影響を補償しているが
、本発明の第１図では、先端部１２から発せられた赤外
線はサーモバイルに到達しないので、その補償は不用と
なる。

プローブの先端１２を孔部に挿入すると、孔部から発せ
られた赤外線はボール状レンズ５によって赤外線センサ
３の感温部に集光される。センサ３としては例えばサー
モパイルが用いられ、その時必要な冷接点の温度補償用
の温度センサ４としては測温抵抗体やダイオードなどが
用いられる。

赤外線センサ３と温度センサ４から取り出された信号は
処理部２０へ送られ、その信号から対象の温度が求めら
れる。その対象の温度の値は表示部３０へ送られて、た
とえば液晶で表示される。

処理部２０で行なっている信号処理の内部は第２図の処
理部の内容と同じであるが、センサ４ｂ。

演算器２３に相当する部分がいらないだけ単純である。

すなわち、赤外線センサ３は対象の温度Ｔとサーモパイ
ル自身の温度Ｔ０の差にほぼ比例する電圧Ｖｓ＝β（Ｔ
−Ｔ、）を発生する。ここで、Ｔｏはサーモバイル自身
の温度で温度センサ４によって常にモニターされており
、βは測定温度範囲、レンズ、形状、立体角に依存する
定数で、定点黒体炉で校正して求める。このβの定義か
らもわかるように、この式は測定範囲が狭い場合の近似
式である。処理部２０で行なっている内容は、温度セン
サ４で求めたＴｏ、サーモパイルの出力磁度を式１’　
＝　　　＋　’ｌ’　ｏによって求めているのでβ ある。

第１図では、処理部２０をカスタムＬＳＩ化して表示部
３０、電池（処理部２０に含まれる）共々、プローブｌ
Ｏの中に入れているが、これら処理部２０と表示部３０
はプローブとは別にしても良い。

ボール状レンズ５の材料としては、波長８〜１３μｍの
赤外線を良く透過する材料、たとえばＳｉを用いる。こ
の他にＢａＦｚ　、ＣａＦｚ等のガラスを用いても良い
。大切なのは、測定対象から発せられる赤外線を良く透
過する事である。このボール状レンズはプローブの先端
１２に取り付けられ、消毒用アルコールなどの液体がプ
ローブ内に侵入しないような防水構造とする。従って１
１本光体温計を用いて体温を測定した後、アルコール等
で容易に先端を消毒できる。第２図の光体温計では、プ
ローブ先端１２の内側が消毒しに（いのに対して、第１
図の光体温計では容易に消毒できるため、−台の体温計
で複数の人々の検温をつぎつぎに行なう事が出来る。

また、第１図の光体温計ではボール状レンズを用いるた
めに、レンズの焦点距離が小さくなって、サーモバイル
をレンズの直後に配置できる。そのため、レンズの後の
無駄なスペースが省略できて、光体温計全体をよりコン
パクトに構成できると共に従来のミラー、レンズ方式に
ありがちな、体温針内光路部側壁からの不要輻射とこれ
に伴なう測定精度の低下などをも本質的に除去可能とな
り、高精度化のためにも有利な構造をとることができる
。

〔実施例〕

第１図では直径８ＩｎＩＩＩのＳｔのボール状レンズを
用いている。レンズ及びセンサ、処理部、表示部を内蔵
したプローブは径が１４ｍｍ、長さが１５０閣であり、
円筒形である。外形を第３図に示す。

電源スィッチ３１をＯＮにした状態でプローブ先端部を
耳孔或いは口腔内に入れてホールドスイッチ３２を押す
と、本例ではその２秒後の体温が液晶表示器上に表示さ
れ、保持される。

健康な人と発熱のある大計ｌＯ人の体温を本発明の光温
度計と水銀体温計で測定した例を第４図に示す。本光温
度計も測定する度に先端部を消毒しているので、−台の
装置を複数の人で使う場合も従来の水銀体温計と同様に
取り扱える。また、水銀体温計との相関も良かった。

〔発明の効果〕

ボール状レンズを用いる事により、従来の光体偽計に比
べて、より小型で使い易く、容易に消毒できる光温度計
を構成する事ができる。本温度計を用いて一台で複数の
人の体温を迅速かつ安全に測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はボール状レンズを用いた光温度１十の構成図、 第２図は従来の光体偽計の構成図、 第３図はボール状レンズを用いた光温度計の外観図、 第４図はボール状レンズを用いた光温度計と水銀体温計
を用いて体温を測定した例を示すグラフである。 第１図で３は赤外線センサ、４は温度センサ、５はボー
ル状レンズ、１１は円筒状容器、１２はプローブ先端で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定対象より発せられた光を感温部に集光する集光
   部と、該感温部で光を電気信号に変換し該電気信号から
   該測定対象の温度を算出する演算部と、温度表示部とか
   らなる光温度計において、前記集光部が円筒状容器の先
   端に機密を保つべく設置したボール状レンズからなり、
   前記感温部が赤外線センサからなることを特徴とする光
   温度計。 ２、ボール状レンズの材質がＳｉ、ＢａＦ＿２またはＣ
   ａＦ＿２である請求項１記載の光温度計。 ３、赤外線センサがサーモパイルである請求項１記載の
   光温度計。