JPH04109928A - 体温計 - Google Patents

体温計

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JPH04109928A
JPH04109928A JP2228861A JP22886190A JPH04109928A JP H04109928 A JPH04109928 A JP H04109928A JP 2228861 A JP2228861 A JP 2228861A JP 22886190 A JP22886190 A JP 22886190A JP H04109928 A JPH04109928 A JP H04109928A
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infrared
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富永 斉
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正美 田中
Masakane Etsuno
越野 昌謙
Hideo Ishibashi
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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、体温計に関し、特に、鼓膜等の測定物体より
発せられる赤外線を検知し、それにより検温する型の放
射体温計に関するものである。
従来の技術 近年、この壇の放射体温計は、検温に要する時間を大幅
に短縮できる等の理由から、病院等において患者の体温
を測る等の目的に適したものとして、開発され提案され
て査ている。その従来公知の技術としては、特開昭61
−117422号公報および特開平2−28524号公
報に開示されたものがあった。これら公報に開示された
体温計は、いずれも、サーモパイルといったような赤外
センサの先に導波管としての金員管を取り付け、さらに
全体を断熱材で覆い、このようなブロー7を外耳孔へ挿
入することにより鼓膜からの赤外線をその赤外センサに
導くようにして、検温するようにしたものである。そし
て、体温計としての精度を確保するために、特開昭61
−117422号公報に開示されたものでは、測定準備
段階において測定系全体を体温レベルの一定温度(36
,5℃)に予熱しておくことにより、各種の誤差要因を
除し1ている。また、特開平2−28524号公報に開
示されたものでは、種々の補正演算手段を用5)で精度
を確保している。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述したような従来の体温計は、それぞ
れ次の点で問題があった。
まず、特開昭61 117422号公報jこ開示された
技術では、 (1)予熱のための安定時間が必要。
(2)精度の高゛、)加熱制御装置が必要なため、回路
が複雑となり、コストアップとなる。
(3)加熱制御装置を駆動させるために、大きな電力が
必要であり、従って、形状が大となる。
と′、ハう問題があった。
次に、特開平2−28524号公報に開示された技術で
は、予熱のための加熱装置を用いていないために、前述
の問題は解決されている。しかしながら、系全体の熱バ
ランスが取れていない場合には、赤外センサの先の金属
管に感温センサを設け、その測定値を用いて補正を加え
、体温データを算出するとしているが、 (1)熱バランスが取れていないということ:ま、金属
管に温度勾配があるということであり、−点の温度測定
によってその結果を金属管温度とするのでは、新たな誤
差を発生する。
(2) このような誤差を回避するために、赤外センサ
近くに別の感温センサを設け、両者の温度差を算出し、
別途限界温度を設定し、測定許可を行っている。しかし
ながら、これらのための回路は複雑であり、コストアッ
プとなり、また測定可能条件は狭くならざるを得ない。
という問題があった。
本発明は、このような従来技術の問題点を解消しうるよ
うな体温計を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明による体温計は、赤外線エネルギを受けてそれに
相当する電気信号を出力する赤外センサと、基準赤外線
エネルギを放射するリファレンス体と、該リファレンス
体の温度を検出してその温度に相当する電気信号を出力
する感温センサと、測定準備状態において前記赤外セン
サが前記リファレンス体からの基準赤外線エネルギを受
け、測定状態において前記赤外センサが被測定物体から
の赤外線エネルギを受けるように前記赤外センサおよび
リファレンス体を保持するための保持手段と、前記測定
準備状態における前記赤外センサかろの電気信号出力、
前記測定状態における前記赤外センサかろの電気信号出
力および前記感温センサかるの電気信号出力に基づいて
前記被測定物体の温度を算出する演算手段とを備えるこ
とを特徴とする。
実施例 次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例について本
発明をより詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例としての体温計を示す概略
斜視図であり、第2図は、第1図の体温計の概略側面図
であり、第3図は、第1図の体温計のプローブ部分の拡
大断面図である。第1図および第2図に示されているよ
うに、この実施例の体温計は、本体1と、この本体1の
上に載置されるようになったプローブユニット2とを備
えている。本体1には、後述するような演算処理等を行
なうための回路基板(図示していなシ))が内蔵されて
おり、さらに、そのような回路手段を付勢するための電
源のための電源スィッチ4およびリファレンススイッチ
7が設けられ、また、検温結果を表示するためのLCD
表示部3および測定許可表示LED6が設けられている
。さらにまた、本体lには、穴9が形成されており、そ
の穴9の底に、本発胡によってリファレンス体10が配
置されてし)る。リファレンス体10には、感温センサ
11が取り付けちれており、この感温センサ11の電気
信号出力は、リート線13にて回路基板に接続されてい
る。リファレンス体10は、例えば、光沢の無し)黒し
)塗料を塗った金属等、放射率が高く且つ熱伝導性の良
し1物質で形成されるとよく、感温センサ11は、リフ
ァレンス体10の温度を検知する二とができる任意のも
のでよ′<、例えば、感温ダイオードでよい。
一方、プローブユニット2は、この実施例では本体1と
は別体として形成されており、後述する演算開始を知ろ
せるスタートスイッチ5が設けられており、先端部にプ
ローブ8を有している。このようなプローブユニット2
は、第2図によく示されるように、そのプローブ8が本
体1の穴9内に入るようにして、本体1の上にセットさ
れるようになっており、そして、このようにプローブユ
ニット2が本体1に対してセントされるときは、プロー
ブユニット2によって本体1の上面に設けられたリファ
レンススイッチ7が作動され、リファレンス体10が測
定できる状態にあることを示す。
プローブユニット2のプローブ8には、第3図iこよく
示されるように、その内邪には、固定台16を介して、
サーモバイル等の赤外センサエ4および導波管としての
金属管15が設けられている。これら赤外センサ14お
よび金属管15の周囲は、断熱材17にて覆われている
。赤外センサ14からの電気信号出力は、コード18を
介して、さらに、プローブユニット2と本体1とを接続
するコード12を通して、本体1内の回路基板へ送られ
るようになっている。プローブ8の先端部には、衛生上
必要な場合、カバー19が被せられる。
このカバー19は、プローブと耳孔が直接接触すること
を避けるためのもので、熱伝導度の低い材質で作られる
。このカバー19には、全1@部23が内側に露出する
ようにして設けられている。
方、プローブ8の断熱材17には、一対の離間して外面
に露出した金属部22が設けられている。
これら金属部22には、それぞれコード12を介して本
体1の回路基板へと接続された導線24が接続されてい
る。第3図に示すように、カバー19がプローブ8の先
端部に完全に装着された場合には、一対の金属部22の
間が金属部23によって電気的に接続されるため、2本
の導線24が互し)に電気的に接続されることになり、
カバー19が完全に装着されたことを回路基板へと知ら
せることができる。さらにまた、プローブ8の先端の金
属管15に対応する部分には、透明フィルタ20が設け
られており、カバー19の金属管15に対応する位置に
は、透明フィルタ21が設けられている。これら透明フ
ィ′ルタ20および21は、どちらも赤外線を通す材質
で作られている。
プローブ8が本体1の穴9ヘセットされた状態において
は、リファレンス体10が赤外センサ14の前に対峙し
た形となり、第3図は、この状態を略本している。
次に、このような構成の体温計の操作方法について、藺
止に説明しておく。先ず、第1図および第2図に示した
ようなセット状態にて、電源スイフチ4を投入後、測定
許可表示LED6が点灯した後に、プローブユニット2
を取り上げて、プローブ8を耳孔へ挿入する。確実に挿
入された状態で、スタートスイッチ5を押すと、回路基
板に搭載された演算処理手段にて後述するような演算が
開始され、結果として体温がLCD表示部3に表示され
るっ第4図は、プローブ8が耳孔へ挿入された状態を示
しており、この図において、参照符号25は、耳介を示
し、参照符号26は、外耳孔を示し、参照符号27は、
鼓膜を示している。再度測定する場合は、プローブユニ
ット2を、改めて本体1にセントし直し、測定許可表示
LED6が点灯した後に、同様にして測定する。
次に、このような本発明の体温計にて体温を測定できる
原理について説明する。
先ず、ステファン・ボルツマンの法則により、−すべで
の物体は、その絶対温度の4乗に比例したエネルギを、
表面から放射している。ことかろ、プローブ8が耳孔2
6に挿入された第4図の状態における赤外センサ14の
出力は、 p=KO<aTk’ −bTb’−7o<)−”(1]
ここて、P:赤外センサ14の出力 Tk :鼓膜温度 T、:金属管15の温度 To:赤外センサ14の温度 Ko:系内の各部の物理定数に依存し ない比例定数 a、b:系内の各部の物理定数に依存 する比例定数 て表される。
このことを、第5図の模式図を参照してさらに詳細に説
明する。つまり、鼓膜27に相当する物体28から放射
される赤外線L6は、直接、あるいは金属管15の内壁
で反射されて赤外センサ14に達する。これが、(1)
式中の(a’L=’)の項である。また、金属管15自
身から放射され赤外センサ14に達する赤外線り、もあ
る。これが、(1)式中の(bT、’)の項である。前
記(1)式中の(T o ’ )の項は、赤外センサ1
4自身の温度によるものを表しており、(a Tk’ 
  b Tb’ )と(To’)との差が赤外センサ1
4の出力に比例する。
ところで、前記(1)式かろ、鼓膜温度T、を求めるに
は、金属管15の温度Tbと、赤外センサ14の温度T
。が必要となる。金属管15と赤外センサ14が定常状
態にある場合には、温度の時間変化がなく、ダイオード
等の感温素子を付けることにより、比較的に容易にT、
 、T、を求めることができる。しかし、繰り返しの測
定の場合等、体温その他により、定常状態が崩される場
合においては、例えば、同じ金属管15内においても、
場所により温度が異なることになり、前記(1)式にお
ける(bTb’)項や(T。’)項を求めることは極め
て困難となる。実際上は、時間をおき(例えば、10分
程度)、定常状態へ回復するのを待ってから測定するこ
とになる。
そこで、本発明によれば、プローブ8を本体1ヘセツト
した状態(第1図および第2図参照)で、先ず測定を行
なう。このときの赤外センサ14の出力は、 P’ =Ko(a’  Tr’  l bTb”  T
o”)・ ・ ・(2) 二こで、P′:赤外センサ14の出力 Tr:リファレンス体10の温度 T、′ :金属管15の温度 To’:赤外センサ14の温度 Ko :系内の各部の物理定数に依存しない比例定数 a′、b:系内の各部の物理定数に依 存する比例定数 で表される。これは、前記(1)式と同様である。この
測定の直後にプローブユニット2を取り上げ、第4図の
状態にて鼓膜温度を測定する。赤外センサ14の出力は
、前記(1)式で示されるPとなるが、測定初期の段階
では、金属管15および赤外センサ14の温度は、Tb
 ”Tb’ 、To =To’ である。よって、測定
初期においては、前記(2)式かみ前記(1)式を引く
ことにより、 P’ −P=に、(a’  Tr4−aT*’ )  
・・(3)が求まる。この(3)式において、金属管1
5や赤外センサ14の効果が除去されており、両者の状
態に依存しないことは明らかである。さらに、となる。
リファレンス体10の温度Trは、ダイオード11によ
り検知することができるので、実験的にK。、 a、 
a’ を求めておけば、前記(4)式により求まる。
以上の動作原理によれば、金属管15や赤外センサ14
が、たとえ定常状態に無くとも、それらの情報は打ち消
される形となるため、鼓膜温度を測定することができる
。よって、時間間隔をおかずに、繰り返しの測定が可能
である。
ここで実際の庁外センサ14の圧力の変化の様子を第6
図および第7図に示している。第6図:ま、リファレン
ス体10を測定時に金属管15および赤外センサ14が
定常状態にあった場合であり、第7図は、定常状態にな
かった場合である。第6図、第7図ともに、参照符号q
て示す線は、リファレンス体10の測定時の出力変化を
示し、参照符号rて示す線:ま、プローブユニット2を
本体1かろ外して耳孔ヘプローブ8を挿入するまでの間
の出力変化を示し、参照符号Sで示す線は、耳孔ヘプロ
ーブ8を挿入した後の出力変化を示している。線Sに示
されるように、プローブ8を耳孔に挿入した直後に出力
値が一時的に下がるのは、プローブ8により耳孔内が冷
やされるたtである。
赤外センサの応答の時定数は、通常、数ミリ秒であり、
且孔および金属管の冷却および加熱の時定数:ま、数1
00 ミIJ秒と考えられる。よって、プローブ8が耳
孔へ挿入された瞬間のピーク値:ま、鼓膜測定時の赤外
センサ14の出力Pと考えみれる。−時的に下がった圧
力値は、耳孔内の温度の回復、金属管15の温度上昇に
伴い、再び上昇してゆ(。
第6図と第7図の違いは、第6図にお′7)では、線q
が赤外センサの圧力値が一定値をとることを示して′J
)るのに対して、第7図にお参では、線qが赤外センサ
の出力値が変化することを示してし)るということであ
る。これは、金属管15および赤外センサ14が定常状
態に無いために、前記(2)式の(bT、” )、(T
o” )の項が時間とともに変化する二とによる。第6
図においては、リファレンス体10の測定時の赤外セン
サ14の出力P′は、その線qの示す一定部分の値とす
れば良い、第7図においては、P′ としてP1′ を
とることもてきるが、ピーク値Fを出力する時刻におけ
る推定値P 21 をとった方が、より正確となる。こ
れは、理想的には、同一時刻に、リファレンス体10と
鼓膜とを測定できれば良いが、それは不可能であり、リ
ファレンス体10の測定後、鼓膜測定へ移るまでには、
t、 (1〜2秒)の時間を要することにより、取られ
る措置である。二の推定値P2′ を求めるた狛の線q
の延長線Uは、線qと線rの境の点○における線qの接
線とすれば充分である。
第8図は、本体1内の回路基板上に構成される演算処理
等のための回路を示すプロ7り図であるっこの回路は、
主として、赤外センサ14からの電気信号出力を増幅す
るための増幅器41と、感温センサ11からの電気信号
出力を増幅するための増幅器42と、それぞれ増幅され
た電気信号出力をデジタル信号に変換するためのA/D
変換器43と、種々なデータを記憶するためのメモリ4
5と、スタートスイッチ5やリファレンススイッチ7に
よる指令によって作動され、A/D変換器43からのデ
ジタル信号を受けてそれらをメモリ45に記憶させたり
、そのメモリ45からデータを読み出して種々な演算を
行い測定許可表示しED6を点灯させたり、表示装置3
に測定結果を表示させたりする処理を行なうための中央
処理装置(CPU)44とを備えている。
次に、このような第8図の回路構成にて、前述したよう
な本発明の原理に基づく演算を行い、被測定物体の温度
を算出し表示する手順について、特に、第9図から第1
−1図を参照して説明する。
第9図は、メモリ44に記憶されるデータの内容例を示
しており、第10図は、メインルーチンを示すフローチ
アートであり、第11図は、タイマ割り込みルーチンを
示すフローチアートである。
電源スィッチ4を投入後、メインルーチンのステップ1
00にてイニシアライズを行い、その後、ステップ10
1にて割り込み用のタイマを起動する。これにより、第
11図に示すタイマ割り込みルーチンに示すステップに
て一定時間毎に割り込みがかかる。リファレンス測定(
測定準備状態)においでは、P′を求めるためにリファ
レンスデータをメモリ44に記憶させていく。二のため
、ステップ200にてリファレンススイッチ7がオンで
あるか否かをチエツクし、オンであれば、ステップ20
1にてカウンタRをインクリメントし、ステップ202
にてカウンタ値に従いリファレンスデータをメモリに記
憶させ、ステップ203にてカウンタRが3に等しくな
ったことがチエツクされるまで、これを繰り返す。これ
により、第9図に示すようにメモリ44には、リファレ
ンスデータ(1)、(2)および(3)の如く3つのリ
ファレンスデータが記憶されることになる。ステップ2
037:てカウンタRが3になったときには、ステップ
204にてカウンタRをイニシアライズし、Rフラグを
セットする。、繰り返しの割り込みにより、このような
ステップにより、常に最新の3個のリファレンスデータ
をメモリにg8憶更新する。メインルーチンのステップ
102にて、Rフラグがセットされている二とがチエツ
クされたとき:こは、ステップ103にて、測定許可表
示LED6を点灯させる。ステップ104にて、リファ
レンススインチアがオンでないことをチエツクする。
また、タイマ割り込みルーチンのステップ205にて、
P2’ の計算中でないことをチエツクした後、割り込
み毎に鼓膜測定データをメモリに読み込む。この段階で
は、ピーク値Pを取る必要があり、そのために、ステッ
プ207にて、今回の割り込み時のデータと前回の割り
込み時のデータとを比較して、(前回データ)〈(今回
データ)の場合には、ステップ208にて、第9図jこ
示すメモリに記憶されたビークデータを、今回のデータ
をビークデータとして更新する。こうして、ビークデー
タが更新されていき、最後に真のピーク値Pがビークデ
ータとなったことの証明として、ステップ105てスタ
ートスイッチ5がオンされているか否かをチエツク後、
メインルーチンのステップ10日にて、耳孔が冷却され
る状態を確認する。これには、第11図のタイマ割り込
みルーチンのステップ209および210にて、(前回
データ)〉(今回データ)の状態が規定数に回連続して
生じたことを確認することにより、判断される。こうし
て、ステップ106にて、耳孔冷却を検出した後、ステ
ップ107にて、メモリに記憶させた3つのリファレン
スデータ(1)、(2)および(3)より、リファレン
スの時間勾配を求め、それによりP2′ を計算し、ス
テップ108にてタイマを停止する。
こうして、ステップ109にてP′を求め、ステップ1
10にて、Pを求め、このようにして求袷ろれたPと、
その時点でのP2′ の値P′ とから、前記(4)式
により、ステップ111にて、鼓膜温度Tkを求め、L
CD表示B3にそれを表示する。その後、ステップ11
2にて、測定許可表示LEDを消灯し、ステップ113
にてリファレンススイッチのオンを確認して、一連の検
温動作を完了する。
第12図および第13図は、本発明の別の実施例を示し
ており、第12図は、側面図、第13図は、背面図であ
る。この実施例の体温計は、プローブユニット32を備
えており、このプローブユニット32には、プローブ8
が設けられている。
プローブユニット32には、リファレンス体10および
このリファレンス体10の温度を検知するためのダイオ
ード11を有するリファレンスマスク31が設けられて
いる。このリファレンスマスク31は、レバー30を押
さえることで、軸33を中心として矢印方向に回動して
、リファレンス体10をプローブ8に対峙させた位置(
第12図において実線で示す位置)と、プローブ8から
離れた開放位置(第12図において点線で示す位置)と
の間に移動されうるちのとされている。レバー30を押
さえるのを止めれば、自動的にリファレンスマスク31
は、プローブ8を覆う位置へと戻るようになっているっ
プローブユニット32の下端には、電源スィッチ4が設
けられ、背面には、スタートスイッチ5が設けられてお
り、さらに、背面の上部には、LCD表示部3と、測定
許可表示LED6が設けられている。この実施例の体温
計は、前述した実施例のものとその動作原理は全く同じ
であり、前述した実施例では本体1側に設けられた回路
基板等の演算処理部は、すべてプローブユニット32内
に設けられている。
次に、この第12図および第13図の実施例の体温計の
操作方法について説明すると、電源スィッチ4を投入後
、測定許可表示LED6が点灯した後で、プローブユニ
ット32を握った状態で、レバー30を指で押えながら
、プローブ8を耳孔へ挿入する。確実に挿入された状態
で、スタートスイッチ5を押すと、鼓膜温度が表示部3
へ表示される。再度測定する場合には、1度レバー30
を離してリファレンスマスク31を元に戻し、測定許可
表示LED6が点灯した後に、同様にして測定する。
発明の効果 本発明の体温計は、前述したような構成で動作するもの
であるので、次のような効果を得ることができる。
(1)予熱のための加熱装置を必要としていないので、
そのためのコストを削減でき、また、そのためのスペー
スを必要としないので、全体をより小型化することがで
きる。
(2)リファレンス体とその温度を検知する感温センサ
とを設jすだことにより、測定装置の熱バランスが崩れ
た場合でも、測定可能であり、従って、繰り返し測定が
短時間で正確にてきる。
(3)  さらに、第12図および第13図に関して説
明したような実施例の場合には、これら効果に加えて、
リファレンス体をブローブユニットト一体化したことに
より、よりコンパクトなもにまとめることができ、携帯
性に優れたものとすることができる。また、測定の都度
、プローブユニットを本体に対してセットし直すという
手間が要らないため、操作性に優れたものとすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例としての体温計を示す概略
斜視図、第2図は、第1図の体温計の概略側面図、第3
図は、第1図の体温計のプローフ部分の拡大断面図、第
4図は、第1図の体温計のプローブを耳孔へ挿入した状
態を示す概略図、第5図は、本発明の体温計の動作を説
明するための模式図、第6図および第7図は、赤外セン
サの出力の変化の様子を示す図、第8図は、第1図の体
温計の本体内の回路基板上に構成される演算処理等のだ
tの回路を示すブロック図、第9図は、第8図のメモリ
に記憶されるデータの内容例を示す図、第10図は、メ
インルーチンを示すフローチャートを示す図、第11図
は、タイマ割り込みルーチンを示すフローチャートを示
す図、第12図は、本発明の別の実施例の体温計の側面
図、第13図は、第12図の体温計の背面図である。 1・・・・・・本体、 2・・・・・・プローブユニット、 3・・・・・・LCD表示部、 4・・・・・・電源スィッチ、 5・・・・・・スタートスイッチ、 6・・・・・・測定許可表示LED、 7・・・・・・リファレンススイッチ、訃・・・・・プ
ローブ、 9・・・・・・穴、 0・・・・・・リファレンス体、 1・・・・・・感温センサ、 4・・・・・・赤外センサ、 5・・・・・・金属管、 7・・・・・・断熱材、 9・・・・・・カバー 5・・・・・・耳介、 6・・・・・・外耳孔、 7・・・・・・鼓膜、 0・・・・・・レバー ト・・・・・リファレンスマスク、 2・・・・・・プローブユニット、 3・・・・・・釉。 第 図 第 図 第 図 時間 第 図 第 図 第 ○ 図 第12 図 第 図 手 続 補 正 書 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 名 称 ヒ セ電機株式会社 4、代 理 人 5、補正命令の日付 自 発 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 / 本願明細書第18頁1 1行、 および第19頁2 行および10行の“メモリ44“を1メモ”J 45 
=と訂正する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)赤外線エネルギを受けてそれに相当する電気信号
    を出力する赤外センサと、基準赤外線エネルギを放射す
    るリファレンス体と、該リファレンス体の温度を検出し
    てその温度に相当する電気信号を出力する感温センサと
    、測定準備状態において前記赤外センサが前記リファレ
    ンス体からの基準赤外線エネルギを受け、測定状態にお
    いて前記赤外センサが被測定物体からの赤外線エネルギ
    を受けるように前記赤外センサおよびリファレンス体を
    保持するための保持手段と、前記測定準備状態における
    前記赤外センサからの電気信号出力、前記測定状態にお
    ける前記赤外センサからの電気信号出力および前記感温
    センサからの電気信号出力に基づいて前記被測定物体の
    温度を算出する演算手段とを備えることを特徴とする体
    温計。
  2. (2)前記保持手段は、プローブユニットと、該プロー
    ブユニットを載置する本体とを備えており、前記赤外セ
    ンサは、前記プローブユニットのプローブ部分に保持さ
    れており、前記リファレンス体は、前記本体に保持され
    ており、前記プローブユニットを前記本体に載置した状
    態において前記赤外センサが前記リファレンス体に対し
    て対峙するようにした請求項(1)記載の体温計。
  3. (3)前記保持手段は、プローブユニットと、該プロー
    ブユニットに取り付けられたリファレンスマスクとを備
    えており、前記赤外センサは、前記プローブユニットの
    プローブ部分に保持されており、前記リファレンス体は
    、前記リファレンスマスクに保持されており、前記リフ
    ァレンスマスクは、前記リファレンス体を前記赤外セン
    サに対峙させた位置と、前記赤外センサを開放させる位
    置との間で移動しうるように、前記プローブユニットに
    取り付けられている請求項(1)記載の体温計。
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