JPH06123655A

JPH06123655A - 体温計

Info

Publication number: JPH06123655A
Application number: JP4272056A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Tominaga; 斉富永; Hideo Ishibashi; 秀郎石橋; Kaoru Seki; 薫関; Hirotsugu Sato; 博次佐藤; Masakane Etsuno; 昌謙越野; Junichi Saruta; 潤一猿田
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd; Taiho Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd; Taiho Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1994-05-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】携帯に便利で取り扱い易く、しかも正確に測
定の可能な放射体温計を提供すること。【構成】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２９と、この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、演算手段とを備える体温計において、リフ
ァレンス体２９は、手で把持しうる体温計ケースに設け
た凹所４０内に配置され、赤外センサは、プローブユニ
ット２４内に配置され、プローブユニット２４は、凹所
４０内に引っ込んだ引込み位置と、凹所内から突出した
突出位置との間で移動しうるように体温計ケースに取り
付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の放射体温計は、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
発され提案されてきている。その従来の公知の技術とし
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属管を
取り付け、さらに全体を断熱材で覆い、このようなプロ
ーブ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°Ｃ）に予熱しておくことにより、
各種の誤差要因を除いている。また、特開平２−２８５
２４号公報に開示されたものでは、種々の補正演算手段
を用いて精度を確保している。

【０００３】この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
公報に開示された技術では、(1) 予熱のための安定時間
が必要、(2) 精度の高い過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、および(3) 過熱
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、という問題があった。

【０００４】次に、特開平２−２８５２４号公報に開示
された技術では、予熱のための過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、体温データを算出しているが、(1) 熱バ
ランスが取れていないということは、金属管に温度勾配
があるということであり、一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、および(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。

【０００５】そして、このような従来の放射体温計の問
題点を解決するものとして、特開平４−１０９９２８号
公報に開示されたような体温計が開発されている。この
体温計は、その一つの構造例によれば、テーブルの上等
に置かれる本体と、この本体に対して着脱されるプロー
ブとを備えた、いわゆる卓上型のものである。本体に
は、リファレンス体が配置されており、プローブには、
赤外センサが配置されている。この卓上型の体温計に
て、体温を測定しようとする場合には、本体の上に載置
されたプローブを取り上げて、プローブの赤外センサを
耳孔の鼓膜に対峙させ、測定後は、そのプローブを再び
テーブル上の本体へと戻しておく。

【０００６】また、この体温計の別の構造例は、全体を
手で把持できるプローブユニットに、赤外センサもリフ
ァレンス体も一緒に配置した、いわゆる携帯型の体温計
としたものである。この携帯型の体温計にて、体温を測
定しようとする場合には、可動とされたリファレンス体
を赤外センサに対峙した位置から外れる位置へ回動させ
て後、プローブの赤外センサを耳孔の鼓膜に対峙させ、
測定後は、そのリファレンス体を元の位置へと戻してお
く。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この特開平４
−１０９９２８号公報の体温計の構成によれば、前述し
たような問題点は解決されているのであるが、卓上型の
場合には、携帯に不便であるし、また、体温の測定作業
においても、プローブをテーブル上の本体へと一々戻し
ておかねばならない等不便がある。また、携帯型の場合
には、このような不便は解消されているのであるが、測
定に際して、リファレンス体を一々移動させる必要があ
り、その移動させたリファレンス体が測定時に邪魔とな
る場合が考えられ、使用上の便利さという点で、まだま
だ改良の余地のあるものであった。

【０００８】その上、特開平４−１０９９２８号公報の
体温計における測定温度の算出原理は、例えば、プロー
ブを耳孔内に挿入した時に、耳孔温が低下することを前
提としたものであったが、実際には、プローブ温度が高
い等の理由により、プローブを耳孔に挿入しても耳孔温
が低下しないことがあり、この従来の体温計では、この
ような場合に対処できないことが考えられる。

【０００９】さらにまた、測定に際して、プローブを耳
孔内へ挿入する時に、耳孔を探りながら挿入することも
考えられ、この場合には、赤外センサからの電気信号出
力も微妙に変化し、この従来の体温計では、このような
場合にも対処できないことが考えられる。

【００１０】また、測定時に耳孔内へと挿入されるプロ
ーブには、プローブ内に耳垢等がつまって測定精度が低
下したり、不衛生となったりするのを防止するために、
プローブキャップを被せるのが好ましいのであるが、プ
ローブキャップを構成する材料には波長依存性があり、
この従来の体温計では、これらの波長依存性を補償する
対策はなされておらず、また、そのプローブキャップの
構造もどうするのが測定精度上よいのかについて考慮さ
れていない。また、赤外センサに入射する赤外線エネル
ギと出力電圧との間には、非線型性があり、この点も考
慮されていない。

【００１１】本発明の目的は、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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの特徴によ
れば、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、演算手段とを備える体温計において、前記リファレ
ンス体は、手で把持しうる体温計ケースに設けた凹所内
に配置されており、前記赤外センサは、プローブユニッ
ト内に配置されており、該プローブユニットは、前記凹
所内に引っ込んだ引込み位置と、前記凹所内から突出し
た突出位置との間で移動しうるように前記体温計ケース
に取り付けられており、前記プローブユニットは、前記
引込み位置においては、測定準備状態にあって前記赤外
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、前記突出位置においては、測定状態にあって前
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
るようにし、前記演算手段は、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。

【００１３】本発明の別の一つの特徴によれば、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、演算手段と
を備える体温計において、前記赤外センサは、測定準備
状態において前記リファレンス体からの基準赤外線エネ
ルギを受け、測定状態において被測定物体からの赤外線
エネルギを受けるようにされており、前記演算手段は、
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
力の所定の時間間隔毎の変化差分の極小値を算出して、
該極小値に対応する電気信号出力、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、および前記
感温センサからの電気信号出力に基づいて被測定物体の
温度を算出する。

【００１４】本発明のさらに別の一つの特徴によれば、
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、演算
手段とを備える体温計において、前記赤外センサは、測
定準備状態において前記リファレンス体からの基準赤外
線エネルギを受け、測定状態において被測定物体からの
赤外線エネルギを受けるようにされており、前記演算手
段は、前記測定状態における前記赤外センサからの電気
出力信号に生ずる各ピーク値を記憶するためのメモリを
含んでおり、該メモリに記憶されたピーク値のうちの最
大値に対応する電気出力信号、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、および前記感温
センサからの電気信号出力に基づいて被測定物体の温度
を算出する。

【００１５】本発明のさらに別の一つの特徴によれば、
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、演算
手段とを備える体温計において、前記赤外センサは、プ
ローブキャップを備えたプローブ内に配置されており、
測定準備状態において前記リファレンス体からの基準赤
外線エネルギを前記プローブキャップを通して受け、測
定状態において被測定物体からの赤外線エネルギを前記
プローブキャップを通して受けるようにされており、前
記演算手段は、前記プローブキャップの波長依存性及び
前記赤外センサの非線型性を補償するための補正係数に
関するデータテーブルを記憶するメモリを含んでおり、
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、前記感温センサからの電気信号出力、およ
び前記メモリ内に記憶されたデータテーブルに基づいて
前記被測定物体の温度を算出する。

【００１６】また、本発明のさらに別の特徴によれば、
プローブキャップの先端が凹まされる。

【００１７】

【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。

【００１８】添付図面の図１は、本発明の一実施例とし
ての体温計の全体を表側から見て示す斜視図であり、図
２は、その体温計の全体を裏側から見て示す斜視図であ
り、図３は、その体温計のプローブユニットが突出位置
にある状態を裏側から見て示す部分斜視図である。これ
ら図１から図３によく示されているように、この実施例
の体温計は、例えば、プラスチック材料で成形された上
ケース１と下ケース２とからなる、手で把持しうる形と
された体温計ケースを備えている。図１によく示される
ように、上ケース１には、化粧板５が張られており、測
定された体温等を表示するための表示窓４３と、後述す
るような動作によりプローブユニット２４（図２および
図３参照）を引込み位置と突出位置との間に移動させる
ためのプッシュボタン７と、電源スイッチ４とが設けら
れている。

【００１９】図２および３によく示されるように、下ケ
ース２には、プローブユニット２４を収納できる凹所４
０が形成されており、この凹所４０の背部を囲む背部壁
４１が形成されている。プローブユニット２４は、後述
するような目的で、プローブキャップ２６が装着される
ようになっている。凹所４０の背部壁４１とは反対側の
内壁部には、マスク４２を設けたリファレンス体２９が
配置されている。このリファレンス体２９の形状につい
ては、後述する。また、体温計ケースには、取り扱いに
便利なものとするために、ハンドストラップ２８が取り
付けられるようになっている。

【００２０】図４は、図１から図３に示した体温計の内
部構造を説明し易くするための縦断面図であり、図５
は、同様の水平断面図であり、図６は、同様の横断面図
である。これら図４から図６によく示されるように、体
温計ケース内には、電池押え３によって電源として電池
３０が収納固定されるようになっている。図４におい
て、参照符号２３は、目かくし板を示している。

【００２１】図４、図５および図６によく示されるよう
に、下ケース２の凹所４０の底面の近傍には、メカケー
ス９、１０および１１が設けられており、これらメカケ
ースには、軸１２、１３および１４が取り付けられてい
る。軸１２は、プローブユニット２４に対して取り付け
固定されており、メカケースに対して回転しうるように
取り付けられている。軸１２には、小さな歯車１５が取
り付けられている。軸１３には、大きな歯車１６が取り
付けられており、大きな歯車１６は、小さな歯車１５と
係合している。軸１４には、回動自在にリンク２０が取
り付けられており、そのリンク２０の一端は、大きな歯
車１６の一端にピン１９を介して枢着されている。リン
ク２０の他端は、凹所４０の底面壁の上に直立するよう
にして配設された圧縮バネ２２の上端と、プッシュボタ
ン７から下方に延びる操作柱の下端との間に挟持されて
いる。

【００２２】プローブユニット２４は、前述したような
リンク機構のため、プッシュボタン７を押圧していない
状態では、圧縮バネ２２によってリンク２０が軸１４を
中心として、図４において反時計方向に偏移されてい
て、下ケース２の凹所４０内に完全に引っ込んだ引込み
位置とされている（図２に示す状態）。プローブユニッ
ト２４がこのような引込み位置にある状態から、プッシ
ュボタン７を押圧すると、そのプッシュボタン７の操作
柱の下端によって、リンク２０の他端が圧縮バネ２２の
偏移力に抗して下方へ押し下げられ、リンク２０は、軸
１４を中心として時計方向へと回動させられる。する
と、このリンク２０の一端にピン１９を介して接続され
ている大きな歯車１６も、軸１３を中心として反時計方
向に回転させられる。このとき、この大きな歯車１６と
係合している小さな歯車１５は、その軸１２と共に、時
計方向に回転させられ、従って、プローブユニット２４
が凹所４０内から突出した突出位置へと回動させられる
（図３に示す状態）。このようにプローブユニット２４
が突出位置にあるときを指示するために、この突出状態
にあるときに、レバースイッチ（図示していない）をオ
ンとさせるためのスイッチレバー１８が設けられている
（図５参照）。

【００２３】プローブユニット２４がこのような突出位
置にある状態から、プッシュボタン７の押圧を解除する
と、リンク２０の他端およびプッシュボタン７の操作柱
は、圧縮バネ２の偏移力によって、上方へと戻され、リ
ンク２０が軸１４を中心として反時計方向へと回動させ
られ、大きな歯車１６が時計方向に回動させられる。し
たがって、小さな歯車１６が反時計方向に回動させられ
るので、プローブユニット２４は、自動的に凹所４０内
に完全に引っ込められた引込み位置へと移動させられる
ことになる。

【００２４】プローブユニット２４内には、図９に略示
するように、固定台２４３を介して、サーモパイル等の
赤外センサ２４２および導波管としての金属管２４１が
設けられている。赤外センサ２４２からの電気信号出力
は、コード２４４を通して体温計ケース内の回路基板
（図示していない）へと送られるようになっている。こ
の回路基板には、後述するような演算処理等を行なうた
めの各種回路素子が実装されている。プローブユニット
２４が凹所４０内の引込み位置にあるときには、その赤
外センサ２４２は、リファレンス体２９に対峙してい
る。

【００２５】次に、凹所４０内に配置するリファレンス
体２９の好ましい構造例について、図７および図８を特
に参照して説明する。図７は、プローブユニット２４を
収める体温計ケースの下ケース２の凹所４０の部分を示
す部分平面図であり、図８の（ａ）は、その凹所４０内
に配置されたリファレンス体２９のみを取り出して示す
拡大斜視図であり、図８の（ｂ）は、その断面図であ
る。このリファレンス体２９は、例えば、光沢の無い黒
い塗料を塗った金属等、放射率が高く且つ熱伝導性の良
い物質で形成されるとよい。図８の（ａ）によく示され
るように、リファレンス体２９の赤外センサ２４２によ
って対峙させられる側には、外部赤外線の侵入を防ぐた
めに、Ｕ字形の凸状壁２９Ａを形成しておくとよい。一
方、図８の（ｂ）によく示されるように、対峙位置近く
のリファレンス体２９の内部２９Ｂには、感温センサ４
４が埋め込まれている。この感温センサ４４は、リファ
レンス体２９の温度を検知することができる任意のもの
でよく、例えば、半導体ダイオードでよい。感温センサ
４４の電気信号出力も、リード線を通して前述の回路基
板に接続されるようになっている。

【００２６】図８によく示されるように、リファレンス
体２９には、このリファレンス体２９に対峙している赤
外センサ２４２が、このリファレンス体２９から放射さ
れる赤外線のみを検知するようにするために、マスク４
２が取り付けられている。このマスク４２は、赤外線が
外部から侵入してこのリファレンス体等にて反射して赤
外センサ２４２によって検知されてしまわないようにし
ている。このマスク４２は、赤外線を通さず、かつ、プ
ローブユニット２４が前述したようにしてその引込み位
置から突出位置へと、または、その突出位置から引込み
位置へと回動させられるときに、そのプローブユニット
２４に装着されたプローブキャップ２６の先端の通過を
許すように、湾曲して耐えられる程度の薄い、ヒンジ特
性に優れた材料にて、形成される。

【００２７】次に、プローブユニット２４に装着するプ
ローブキャップ２６の材質および構造について説明す
る。このプローブキャップ２６は、赤外センサ２４２お
よび導波管としての金属管２４１の頭部に、塵埃、耳垢
および相互感染防止等のため主として衛生上のために、
被せられるものである。このプローブキャップ２６は、
赤外センサ２４２への赤外線の通過は許すが、耳孔に接
触したときにプローブへの熱の伝達をできるだけ低く抑
えるために、熱伝導度の低い材料で形成されるのがよ
い。また、その形状としては、図９によく示されるよう
に、導波管２４１の周囲に装着されうるような、ほぼ円
筒状でよいが、その先端面には、凹み２６Ａを形成して
おくとよい。このように、プローブキャップ２６の先端
面に凹み２６Ａを形成しておくと、プローブ２４を耳孔
５１内へ挿入していくときに、耳孔との接触面積を少な
くすることができるので、プローブキャップからの赤外
線放出による温度測定への悪影響を最小限に抑えること
ができる。

【００２８】前述したような実施例の体温計の構成を原
理的に示すと図１０のようになる。次に、この図１０を
主として参照して、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。

【００２９】前述したように、本発明の体温計では、リ
ファレンス体２９を設け、空気中に放置してそのリファ
レンス体の近傍に感温センサ４４を設け、温度を監視し
ている。耳孔５１とリファレンス体２９の計測差を利用
して、プローブ２４の温度上昇の効果を除去するように
するのであるが、以下にその原理を示す。

【００３０】赤外センサ２４２として熱電検出素子を用
いているため、ステファン・ボルツマンの法則に従って
いると見なせるので、物体の絶対温度Ｔと、そこから放
射される輻射電力密度Ｗとの間には、

【００３１】

【数１】

【００３２】の関係が成立する。これは、プランクの法
則を全波長で積分して得られた式で、δはステファン・
ボルツマン定数（5.６６９７×１０^-12Ｗcm^-2deg
^-4）、εは放射率（通常ε＜１、完全黒体の時、ε＝
１）である。

【００３３】入射電力密度Ｗを受けたときの赤外センサ
２４２の起電力Ｖは、

【００３４】

【数２】

【００３５】と表せる。ここで、Ｒは、センサの感度、
Ｓは、センサの受光面積である。

【００３６】測定源から放射された赤外線は、赤外導波
管２４１によって反射されながら赤外センサ２４２に入
射する。赤外センサ自身からの放射を考慮すると、

【００３７】

【数３】

【００３８】となる。ここで、Ｔは、測定体の温度、Ｔ
_pは、赤外導波管の温度、Ｔ_oは、赤外センサの温度、
εは、測定体の放射率、ε_pは、赤外導波管の反射率、
そして、赤外センサの放射率は、１としている。

【００３９】測定体としては、リファレンス体２９およ
び耳孔５１であり、まず、リファレンス体２９を測定す
るが、その時、Ｔ_rをリファレンス体の温度、ε_rを放
射率とする。Ｔ_r、Ｔ_pおよびＴ_oの時間応答は、一般
的には、指数関数となるが、それらの材料は、主とし
て、金属からなり、体積を適当に選ぶことにより、熱容
量を調整できる。例えば、測定時間に対してこれらの時
定数を充分長く調整した場合には、その後耳孔を計測す
る時までの応答を高々、一次の関数にすることができ
る。

【００４０】耳孔を測定する時には、リファレンス体は
測定できないが、時間に関するこの高々一次の曲線に外
挿して耳孔測定時のリファレンス体の応答の推定値を求
めることができる。

【００４１】その時のリファレンス体からの放射電力密
度をＷ_rとすると、

【００４２】

【数４】

【００４３】耳孔測定時には、耳孔の放射電力密度をＷ
_j、放射係数をε_j、および温度をＴ_jとして、

【００４４】

【数５】となる。

【００４５】図１１、１２および１４は耳孔測定時のリ
ファレンス体の起電力Ｖ_rの推定方法を模式的に示して
いる。また、これら図は、プローブ２４を耳孔５１へ挿
入した時の赤外センサの出力値の変化例を示している。
先ず、図１１は、プローブ挿入時の耳孔温の低下による
波形に山谷（ピーク）のある例を示している。前述した
特開平４−１０９９２８号公報に開示された従来の体温
計の測定原理は、このような場合に適したものであっ
た。

【００４６】プローブを耳孔に挿入するとき、実際に
は、プローブ温度が高い等の理由により、図１１のよう
に必ずしも耳孔温が低下しない場合があり、図１２は、
そのような場合における、赤外センサの出力波形に山と
谷が発生しない場合の例を示している。本発明の体温計
は、この図１２の例のような場合にも、正確に温度を検
出できるようにしている。図１３は、そのための原理を
概略的に示している。

【００４７】すなわち、本発明の測定原理の一つの特徴
によれば、図１３に例示されるように、一定時間
（ｔ_o）毎の赤外センサの出力値の差分（ΔＶ₁〜ΔＶ
₄）の極小値を算出して、肩電圧を検出することによ
り、鼓膜温度を正確に決定することができる。

【００４８】また、プローブを耳孔に挿入するとき、耳
孔を探りながら挿入することもあり、図１４は、そのよ
うな場合の赤外センサの出力波形の変化例を示してい
る。本発明の体温計は、この図１４の例のような場合に
も、正確に温度を検出することができるようにしてい
る。すなわち、本発明の測定原理の別の一つの特徴によ
れば、図１４に例示されるように、耳孔温を示すものと
して可能性のあるピーク点に対応する赤外センサの出力
値のピーク値（Ｖ_j1、Ｖ_j2、Ｖ_j3）をとらえて、メモリ
に記憶しておき、その中で最大となる点を、値Ｌ₁、Ｌ
₂、Ｌ₃を比較することにより求め、肩電圧を決定し
て、鼓膜温度を正確に決定することができる。

【００４９】前述の原理の説明に戻って、前記数４およ
び数５の式に、前記数２の式を用いて、起電力の形で表
わし、更に両者の差の形とした後、耳孔の温度Ｔ_jを求
めると、

【００５０】

【数６】

【００５１】として表わすことができる。ここで、Ｖ_j
およびＶ_rは、各々、耳孔およびリファレンス体からの
推定の起電力である。この数６の式から、プローブおよ
び赤外センサの温度は、キャンセルされ、リファレンス
体の温度Ｔ_rを感温センサによって測定すれば、耳孔か
らの起電力とリファレンス体からの起電力との差だけか
ら、耳孔の温度Ｔ_jを求めることができる。

【００５２】前述した説明では、Ｒは、定数であるとし
ている。ところが、図９に関して前述したように、衛生
等のためにプローブ２４にプローブキャップ２６を装着
する場合には、プローブキャップ２６を形成する材料
が、どうしても赤外線に対して全波長を透過させること
ができないため、全波長で積分ができなくなり、波長依
存性が発生し、ステファン・ボルツマンの法則が厳密に
は成立しなくなり、いわゆる、部分放射型の温度計とな
る（JIS C 1612 放射温度計の性能表示方法通則解
説III ．３）。この場合、Ｒを（Ｖ_j，Ｖ_r）のある関
数であると見なすと、この偏差を吸収することができ
る。また、赤外センサの入射赤外線エネルギと起電力の
間には、微妙な非線型性があり、これも同様にして吸収
することができる。ステファン・ボルツマンの法則が成
立するとした、４乗からの偏差及び赤外センサの非線型
性をＲで吸収したときのデータを図１５（赤外センサの
感度１／Ｒの特性）に示す。

【００５３】この時、前記数６の式は、

【００５４】

【数７】

【００５５】として、表わすことができる。

【００５６】図１５に示すように、Ｒ（Ｖ_j，Ｖ_r）を
実験的に予め求めておき、例えば、メモリ上に格納して
おけば、前記数７の式を用いて、耳孔温度Ｔ_jを求める
ことができる。このように、メモリに補正係数Ｒに関す
るデータテーブルを設けておき、ＲＯＭテーブル方式と
することにより、部分放射型にも対応できる。

【００５７】図１６は、前述したような本発明の体温計
の構成を概略的に示す回路ブロック図であり、図１７
は、本発明の体温計の使用に際してのメインルーチンの
フローチャートを示す図、図１８は、本発明の体温計の
使用に際してのタイマ割込みルーチンのフローチャート
を示す図である。以下、これらの図を参照して、本発明
の実施例の体温計の全体的動作について、まとめて説明
しておく。

【００５８】図１６において、制御部６０は、体温計ケ
ース内の回路基板（図示していない）上に実装された回
路素子によって構成されるもので、この制御部６０は、
主として、赤外センサ２４２からの電気信号出力を増幅
するための増巾器６１と、感温センサ４４からの電気信
号出力を増幅するための増巾器６２と、それぞれ増幅さ
れた電気信号出力を増幅するためのＡ／Ｄ変換器６３
と、種々なデータを記憶するためのメモリ６５と、電源
スイッチ４やレバースイッチ１８による指令によって作
動され、Ａ／Ｄ変換器６３からのデジタル信号を受けて
それらをメモリ６５に記憶させたり、そのメモリ６５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
ブザー７０を作動させたり、表示装置（ＬＣＤ）４３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）６４とを備えている。

【００５９】次に、このような図１６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て表示する手順について、特に、
図１７および図１８を参照して説明する。

【００６０】図１７において、電源スイッチ４を投入
後、メインルーチン１００のステップ１０１にてイニシ
ャライズを行い、その後、ステップ１０２にて割込み用
のタイマを起動する。これにより、図１８に示すタイマ
割込みルーチン１２０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）
においては、Ｖ_rを求めるために、リファレンスデータ
をメモリ６５に記憶させていく。このため、ステップ１
２１にてカウンタをインクリメントし、ステップ１２２
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
憶させる。

【００６１】メインルーチンのステップ１０３のデータ
取込み用時間待ちの後、ステップ１０４にて、測定許可
合図表示・ブザーを付勢させる。このように測定許可合
図表示・ブザーが付勢された後、測定者は、プッシュボ
タン７を押圧してプローブユニット２４を突出位置へと
回動させて、プローブを耳孔内へと挿入する。この測定
状態にて、タイマ割り込み毎に、鼓膜測定データをメモ
リ６５に読み込む。

【００６２】次に、メモリ６５に記憶された測定データ
に基づいて、ステップ１０５、１０６、１０７および１
０８を通して、測定状態における赤外センサ２４２から
の電気信号出力の所定の時間間隔毎の変化差分の極小値
を算出して、肩電圧を求める。こうして、肩電圧が求ま
った後、ステップ１０９にて、Ｖ_rを求め、ステップ１
１０にて、Ｖ_jを求める。それから、ステップ１１１に
て、前記数６や前記数７の式により、鼓膜温度を計算
し、表示させ、ステップ１１２にてブザーを鳴動させ
て、ステップ１１３を通して一連の検温動作を完了す
る。

【００６３】図１４に関して前述したような本発明の別
の特徴による方式、すなわち、赤外センサ出力値のピー
ク値を求めて、メモリ６５に記憶させていき、そのピー
ク値の最大のものにて、肩電圧を決定するような方式
も、図１６の回路構成および図１７および図１８に示し
たフローチャートに準じた手順にて、実施できるもので
ある。

【００６４】

【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。

【００６５】(1) 測定準備状態には、プローブユニット
が凹所内に引っ込められた引込み位置にあって携帯に邪
魔にならず、測定時にはプローブユニットを凹所内から
突出させるだけでよいので、全体形状をコンパクトにス
リムに設計することができ、取り扱いも非常に容易なも
のとすることができる。

【００６６】(2) 赤外線波形の変化の差分を検出し、鼓
膜温度を示す適切な箇所を選定する方式とすることによ
り、プローブを耳孔に挿入する際、耳孔温の低下が無い
ような場合にも対応できる。

【００６７】(3) 赤外線波形の変化のピーク値を検出
し、鼓膜温度を示す適切な箇所を選定する方式とするこ
とにより、プローブを耳孔に挿入する際の探りの動作に
も対応できる。

【００６８】(4) リファレンス体の近傍にマスクを設け
た構造とすることにより、測定対象物以外からの赤外線
の影響を除去できる。

【００６９】(5) プローブキャップ使用による波長依存
性を、定数ＲのＲＯＭテーブル方式にて補償することが
できるので、部分放射型へも容易に対応できる。また、
赤外センサの非線型性も容易に補償することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての体温計の全体を表側
から見て示す斜視図である。

【図２】図１の体温計の全体を裏側から見て示す斜視図
である。

【図３】図１の体温計のプローブユニットが突出位置に
ある状態を裏側から見て示す部分斜視図である。

【図４】図１から図３に示した体温計の内部構造を説明
し易くするための縦断面図である。

【図５】図１から図３に示した体温計の内部構造を説明
し易くするための水平断面図である。

【図６】図１から図３に示した体温計の内部構造を説明
し易くするための横断面図である。

【図７】図１から図３に示した体温計におけるプローブ
ユニットを収める体温計ケースの下ケースの凹所の部分
を示す部分平面図である。

【図８】図１から図３に示した体温計における凹所内に
配置されるリファレンス体のみを取り出して示す拡大斜
視図および断面図である。

【図９】図１から図３に示した体温計の使用状態を概略
的に示す図である。

【図１０】図１から図３に示した体温計の構成を原理的
に示す図である。

【図１１】本発明の体温計による耳孔測定時の赤外セン
サの出力値の変化例を示す図である。

【図１２】本発明の体温計による耳孔測定時の赤外セン
サの出力値の変化の別の例を示す図である。

【図１３】本発明の体温計において赤外センサの出力値
の変化が図１２に示すような場合にも正確に温度を検出
できるようにするための原理を説明するための概略図で
ある。

【図１４】本発明の体温計による耳孔測定時の赤外セン
サの出力値の変化の別の例を示す図である。

【図１５】赤外センサの感度１／Ｒの特性を例示する図
である。

【図１６】図１から図３に示した本発明の体温計の構成
を概略的に示す回路ブロック図である。

【図１７】図１から図３に示した本発明の体温計の使用
に際してのメインルーチンのフローチャートを示す図で
ある。

【図１８】図１から図３に示した本発明の体温計の使用
に際してのタイマ割込みルーチンのフローチャートを示
す図である。

【符号の説明】

１上ケース２下ケース４電源スイッチ７プッシュボタン１２軸１３軸１４軸１５歯車１６歯車１７バネフックレバー１８スイッチレバー１９ピン２０リンク２１引張バネ２２圧縮バネ２４プローブユニット２５金属管ユニット２６プローブキャップ２６Ａ凹み２８ハンドストラップ２９リファレンス体２９Ａ凸状壁３０電池４０凹所４１背部壁４２マスク４３表示部４４感温センサ５０耳介５１耳孔５２鼓膜６０制御部６１増巾器６２増巾器６３Ａ／Ｄ変換器６４中央処理装置６５メモリ７０ブザー２４１赤外導波管２４２赤外センサ

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【手続補正書】

【提出日】平成５年８月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】プローブユニット２４は、前述したような
リンク機構のため、プッシュボタン７を押圧していない
状態では、圧縮バネ２２によってリンク２０が軸１４を
中心として、図４において反時計方向に偏移されてい
て、下ケース２の凹所４０内に完全に引っ込んだ引込み
位置とされている（図２に示す状態）。プローブユニッ
ト２４がこのような引込み位置にある状態から、プッシ
ュボタン７を押圧すると、そのプッシュボタン７の操作
柱の下端によって、リンク２０の他端が圧縮バネ２２の
偏移力に抗して下方へ押し下げられ、リンク２０は、軸
１４を中心として時計方向へと回動させられる。する
と、このリンク２０の一端にピン１９を介して接続され
ている大きな歯車１６も、軸１３を中心として反時計方
向に回転させられる。このとき、この大きな歯車１６と
係合している小さな歯車１５は、その軸１２と共に、時
計方向に回転させられ、従って、プローブユニット２４
が凹所４０内から突出した突出位置へと回動させられる
（図３に示す状態）。このようにプローブユニット２４
が突出位置にあるときを指示するために、この突出状態
にあるときに、レバースイッチ１８１（図１６参照）を
オンとさせるためのスイッチレバー１８が設けられてい
る（図５参照）。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】プローブユニット２４がこのような突出位
置にある状態から、プッシュボタン７の押圧を解除する
と、リンク２０の他端およびプッシュボタン７の操作柱
は、圧縮バネ２２の偏移力によって、上方へと戻され、
リンク２０が軸１４を中心として反時計方向へと回動さ
せられ、大きな歯車１６が時計方向に回動させられる。
したがって、小さな歯車１５が反時計方向に回動させら
れるので、プローブユニット２４は、自動的に凹所４０
内に完全に引っ込められた引込み位置へと移動させられ
ることになる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】次に、プローブユニット２４に装着するプ
ローブキャップ２６の材質および構造について説明す
る。このプローブキャップ２６は、赤外センサ２４２お
よび導波管としての金属管２４１の頭部に、塵埃、耳垢
および相互感染防止等のため主として衛生上のために、
被せられるものである。このプローブキャップ２６は、
赤外センサ２４２への赤外線の通過は許すが、耳孔に接
触したときにプローブへの熱の伝達をできるだけ低く抑
えるために、熱伝導度の低い材料で形成されるのがよ
い。また、その形状としては、図９によく示されるよう
に、プローブユニット２４の周囲に装着されうるよう
な、ほぼ円筒状でよいが、その先端面には、凹み２６Ａ
を形成しておくとよい。このように、プローブキャップ
２６の先端面に凹み２６Ａを形成しておくと、プローブ
２４を耳孔５１内へ挿入していくときに、耳孔との接触
面積を少なくすることができるので、プローブキャップ
からの赤外線放出による温度測定への悪影響を最小限に
抑えることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】の関係が成立する。これは、プランクの法
則を全波長で積分して得られた式で、σはステファン・
ボルツマン定数（５．６６９７×１０^−１２Ｗｃｍ^−２
ｄｅｇ^−４）、εは放射率（通常ε＜１、完全黒体の
時、ε＝１）である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】

【数３】Ｗ＝εσＴ^４＋ρ_ｐσＴ_ｐ ^４−σＴ_ｏ ^４

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】となる。ここで、Ｔは、測定体の温度、Ｔ
_ｐは、赤外導波管の温度、Ｔ_ｏは、赤外センサの温度、
εは、測定体の放射率、ρ_ｐは、赤外導波管の反射率、
そして、赤外センサの放射率は、１としている。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】

【数４】Ｗ_ｒ＝ε_ｒσＴ_ｒ ^４＋ρ_ｐσＴ_ｐ ^４−σＴ_ｏ ^４

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】

【数５】Ｗ_ｊ＝ε_ｊσＴ_ｊ ^４＋ρ_ｐσＴ_ｐ ^４−σＴ_ｏ ^４となる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】図１６において、制御部６０は、体温計ケ
ース内の回路基板（図示していない）上に実装された回
路素子によって構成されるもので、この制御部６０は、
主として、赤外センサ２４２からの電気信号出力を増幅
するための増巾器６１と、感温センサ４４からの電気信
号出力を増幅するための増巾器６２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６３と、種々なデータを記憶するためのメモリ
６５と、電源スイッチ４やレバースイッチ１８１による
指令によって作動され、Ａ／Ｄ変換器６３からのデジタ
ル信号を受けてそれらをメモリ６５に記憶させたり、そ
のメモリ６５からデータを読み出して種々な演算を行
い、測定許可表示ブザー７０を作動させたり、表示装置
（ＬＣＤ）４３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）６４とを備えてい
る。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６９】（５）プローブキャップ使用による波長依
存性を、定数ＲのＲＯＭテーブル方式にて補償すること
ができるので、部分放射型へも容易に対応できる。ま
た、赤外センサの非線型性も容易に補償することができ
る。（６）プローブキャップの先端面に凹みを形成すること
により、耳孔との接触面積を少なくし、プローブキャッ
プから放出される赤外線の影響を抑えることが出来る。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者関薫東京都品川区大崎５丁目５番23号ヒロセ電機株式会社内 (72)発明者佐藤博次東京都品川区大崎５丁目５番23号ヒロセ電機株式会社内 (72)発明者越野昌謙東京都品川区大崎５丁目５番23号ヒロセ電機株式会社内 (72)発明者猿田潤一東京都千代田区神田錦町１−27 大鵬薬品工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、演算手段とを備える体温計において、前記リ
ファレンス体は、手で把持しうる体温計ケースに設けた
凹所内に配置されており、前記赤外センサは、プローブ
ユニット内に配置されており、該プローブユニットは、
前記凹所内に引っ込んだ引込み位置と、前記凹所内から
突出した突出位置との間で移動しうるように前記体温計
ケースに取り付けられており、前記プローブユニット
は、前記引込み位置においては、測定準備状態にあって
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、前記突出位置においては、測定状態に
あって前記赤外センサが被測定物体からの赤外線エネル
ギを受けるようにし、前記演算手段は、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ことを特徴とする体温計。
【請求項２】前記リファレンス体の近傍には、該リフ
ァレンス体に外部赤外線の侵入を防ぐためのマスクが設
けられている請求項１記載の体温計。
【請求項３】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、演算手段とを備える体温計において、前記赤
外センサは、測定準備状態において前記リファレンス体
からの基準赤外線エネルギを受け、測定状態において被
測定物体からの赤外線エネルギを受けるようにされてお
り、前記演算手段は、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の所定の時間間隔毎の変化差分
の極小値を算出して、該極小値に対応する電気信号出
力、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、および前記感温センサからの電気信号出力
に基づいて被測定物体の温度を算出することを特徴とす
る体温計。
【請求項４】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、演算手段とを備える体温計において、前記赤
外センサは、測定準備状態において前記リファレンス体
からの基準赤外線エネルギを受け、測定状態において被
測定物体からの赤外線エネルギを受けるようにされてお
り、前記演算手段は、前記測定状態における前記赤外セ
ンサからの電気出力信号に生ずる各ピーク値を記憶する
ためのメモリを含んでおり、該メモリに記憶されたピー
ク値のうちの最大値に対応する電気出力信号、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、
および前記感温センサからの電気信号出力に基づいて被
測定物体の温度を算出することを特徴とする体温計。
【請求項５】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、演算手段とを備える体温計において、前記赤
外センサは、プローブキャップを備えたプローブ内に配
置されており、測定準備状態において前記リファレンス
体からの基準赤外線エネルギを前記プローブキャップを
通して受け、測定状態において被測定物体からの赤外線
エネルギを前記プローブキャップを通して受けるように
されており、前記演算手段は、前記プローブキャップの
波長依存性を補償するため及び前記赤外センサの非線型
性の補正係数に関するデータテーブルを記憶するメモリ
を含んでおり、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、前記感温センサからの電気
信号出力、および前記メモリ内に記憶されたデータテー
ブルに基づいて前記被測定物体の温度を算出することを
特徴とする体温計。
【請求項６】前記プローブキャップの先端は、凹んで
いる請求項５記載の体温計。