JPH0375531A - 赤外線センサを用いた体温計 - 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体温計に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来より体温計は、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の普及が進んで来てい
る。

これらデジタル電子体温計は、通常センサにサーミスタ
を用い、温度算出用の演算回路及びデジタル表示器を備
えたものが多い、しかしながら、測温に要する時間は２
〜３分で、水銀体温計とほぼ同じである。これに対して
、最初の１身程度の間の温度の上昇経過から最終値を予
測する方式の電子体温計が市販されているが、その予測
値は実際の体温と必ずしも一致しないという問題点があ
る。

測温時間に長時間要する因子としては、センサ部の熱容
量が挙げられる。水銀体温計の場合、ガラス壁を通して
水銀溜めを体温で暖め、水銀の膨張を読み取るという経
過をたどるから、加熱対象の熱容量がかなりおおきく、
そのため２〜３分の測定時間を必要とする。電子体温計
も、金属などで、覆った検出端を体温で暖め、間接的に
熱せられたサーミスタの抵抗値を読み取るという経過を
経るため、やはり、測定部の熱容量の大きいことが問題
となる。

このような問題点を解決するため、最近では、非接触型
の体温計が開発されている。この種の温度計は、赤外線
センサを用いたものが多い。しかし、これまでに開示さ
れている体温針には、以下のような問題点がある。即ち
、特開昭５８−８８６２７号公報、実開昭６３−１５７
６２６号公報、実開昭６３−１５７６２７号公報、実開
昭６３−１５７２８号公報等は赤外線をセンサに当てる
ためにレンズ、ミラー等の光学系の部品を必要とし、構
造が複雑となる。また、特開昭６１−１１７４２２号公
報は耳に挿入する方式のもので、赤外線センサとしてサ
ーモパイルを用い、センサ部を一定の温度に保つため装
置内に基準温度源をもっているリファレンス方式で体温
を測定している。これは、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
を持っているため、構造が複雑であるとともに製品コス
トが高くなるといった問題点がある。

特開昭６１−１３８１３０号公報は耳孔内からの赤外線
を光ファイバで焦電センサに導く方式であるが、体温測
定用の赤外線ファイバは開発されていない０体温から放
射される赤外線の放射エネルギーの波長帯は８〜１３μ
ｍであり、この波長帯の赤外線を効率よく透過させるフ
ァイバは開発されておらず、また、常温付近では、この
ファイバ自体からの放射が無視できないため、精度的に
光ファイバ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となる。

また、特開昭５６−４６４４０号公報に示されるように
、検温時のセンサの温度変化から最終温度を予測するこ
とにより、数十秒で検温を終了させるプログラムを内蔵
した体温計が実用化されている。しかし、温度上昇パタ
ーンが人によって異なるため測定精度に問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記問題点を解決し、構造が簡単でかつ安価
に製造が可能な体温計を提供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、容器の先端部に設置した赤外＆ｉｉＳ過窓と
、前記赤外＆ｌ透過窓の後方に設置した赤外線センサと
、前記赤外線センサと隣接して設置してある温度センサ
とからなる体温計であって、前記温度センサの測定温度
に前記赤外線センサの測定値を加算して前記温度センサ
と測定対象物の間に温度差があるために生ずる前記温度
センサの表示温度の時間的遅れを補正する演算部と、前
記演算部からの出力を表示する表示部とからなることを
特徴とする赤外線センサを用いた体温計であり、容器の
先端部に設置した赤外線透過窓と、前記赤外線透過窓の
後方に設置した赤外線センサからなる体温計であって、
測定時の前記赤外線センサのインピーダンスから求める
測定温度に前記赤外線センサの起電力から求める前記赤
外線センサと測定対象物の温度差を加算して、前記赤外
線センサ本体と測定対象物の間に温度差があるために生
ずる前記インピーダンスから求める測定温度の時間的遅
れを前記赤外線センサの起電力から求める温度を加算し
て補正する演算部と、前記インピーダンスを求めるため
の電流印加回路と電圧読取回路および前記起電力と前記
インピーダンスを交互に読み取るための切り換え機構と
、前記演算部からの出力を表示する表示部からなること
を特徴とする赤外線センサを用いた体温計である。

また、赤外線センサとしてサーモパイルを用いることを
特徴とし、温度センサが直接温度を測定するサーミスタ
、ダイオード、トランジスタであることを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、通常のサーミスタ等を利用した体温を直接測
定している電子体温計の応答性の遅さを応答性の速い赤
外線センサの出力で補正することにより、短時間に体温
が測定できるようにしたものである。

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の実施態様の一例を示したもので、１
は赤外線センサ（サーモパイル）である。

サーモパイル１には温度センサ２が付設されている。３
は赤外線を透過する赤外線透過窓、４は体温計を耳孔又
は口腔や直腸に挿入するための容器であり外側が濡れて
も測定に支障がないように密閉してある。５・６は赤外
線センサ及び温度センサからの出力を取り出すためのリ
ード線で外側は絶縁してあり、７は信号処理部、８ば表
示部である。

熱電型の赤外線センサはサーモパイル、焦電素子、ボロ
メータ等があるが、サーモパイルが使用簡便性、コンパ
クト性等から望ましい、また温度センサ２としては、サ
ーモパイル等のように冷接点と温接点の温度差によって
生じる起電力から被測定物の温度を間接的にもとめるセ
ンサではなく、通常の電子体温計のように直接温度を求
めるセンサ即ちサーミスタ、ダイオード、１−ランジス
タ等のセンサを用いる。ポジスタやダイオード等は温度
が上昇すると抵抗値や拡散電位が直線的に変化する事は
公知である。その−例としてダイオードの拡散電位の塩
度特性を第３図に示す、縦軸に拡散電位、横軸に温度を
とったもので、温度の上昇と共に拡散電位が下降する事
が明らかである。

温度センサ２によって体温を測定する際には、人体から
温度センサ２に熱が伝わり温度センサ２の温度が体温に
一致する必要がある０通常は、温度センサ２と被測定物
である人体の間に温度差があるために、数分以上の時間
遅れが発生する。一方、赤外線センサ１は、センサと被
測定物の温度差しか測れないが、非常に応答性が速いと
いう特徴を持っている。

本発明では、この温度センサ２と人体の間に温度差があ
るために生ずる温度センサ２の応答の時間遅れを応答速
度の速い赤外線センサ１の出力で補正をおこなう。

補正の方法としては、赤外線センサ１が検出する温度セ
ンサ２と被測定物の間の温度差を温度センサ２が示す温
度値に加える事により、被測定物の温度が迅速に計測で
きる。第１図の信号処理部７では、温度センサ２と赤外
線センサ１の出力を増幅した後、それぞれ温度センサ２
の温度と温度センサ２・被測定物間の温度差に変換して
加え合わせて被測定物の温度を求める。温度センサ２と
赤外線センサ１の感度は個々のセンサによって異なるの
で、予め例えば、第３図や第５図のようなデータを用い
て校正しておく。

次に、赤外線センサのインピーダンスを測定して体温を
求める場合について説明する。第２図にその実施態様の
例を示す、１０はサーモパイル、３は赤外線透過窓、４
は体温計を耳孔または口腔や直腸に挿入するための容器
で密閉してある。５はサーモパイルの出力を取り出すた
めのリード線で外側は絶縁してあり、１７は信号処理部
、８は表示部である。

被測定物の温度は第４図に示した関係から赤外線センサ
ｌのインピーダンスの変化により測定する。この場合、
被測定物と赤外線センサ１の温度差によりインピーダン
スの変化に応答遅れのあることは温度センサ２を用いた
場合と同様である。

塩度センサ２を用いた場合と異なる点として、第２図で
は、赤外線センサのインピーダンスを測定するために赤
外線センサに電流を印加する機構が必要となる。この電
流印加機構は特殊な回路は必要とせず、ごく普通の定電
流回路で良い、またサーモパイルのインピーダンスの測
定と、赤外線が照射されたことによるサーモパイル自身
の赤外線センサとしての起電力を交互に測定する必要が
ある。この機能は切り換え機構付き定電流回路９にまり
達成される。このようにして得られたサーモパイルのイ
ンピーダンスと起電力は信号処理部１７によって、補正
加算され、温度表示部８で表示される。

補正の方法としては、赤外線センサ１のインピーダンス
から得られる赤外線センサ１自身の温度に赤外線センサ
ｌの起電力として表れる赤外線センサ１と被測定物の間
の温度差を加える事により被測定物の温度が迅速に計測
できる。第２図の信号処理部１７では、先ず定電流を印
加した時の赤外線センサ１の出力と定電流を印加しない
時の赤外線センサ１の出力の差から赤外線センサ１のイ
ンピーダンスを求めて赤外線センサ１の温度をもとめる
０本方法によってもとめた赤外線センサ１の温度は、サ
ーモパイルの温接点と冷接点の中間の温度であるが、体
温測定の場合温接点と冷接点の温度差はｏ、ｏｉ’ｃ以
下であるから大きな誤差は生じない、赤外線センサ１の
インピーダンス変化は個々のセンサによって異なるので
、予め例えば第４図のようなデータを用いて校正してお
く。

このインピーダンスの個々のセンサによる差は素線の材
質・太さ等によるもので、同じ材質でも線の幅が太く、
厚みが厚くなれば、インピーダンスは小さくなる。赤外
線センサｌの起電力から求められる赤外線センサト被測
定物間の温度差を赤外線センサ１の温度に加えて被測定
物の温度を求める。

耳孔等に挿入される容器は円筒形のものがもちいられる
が、必ずしも円筒形である必要はなく、四角形、多角形
、カプセルタイプ等どのような形でもよい、また、赤外
線透過窓には、Ｓｉ、ＢａＦ　ｚ　、Ｃａ　Ｆ　ｚ　、
Ｋ　ｒ　Ｆ等が用いられる。また窓そのものを省略でき
る場合は省略してもよい。

以下、実施例により具体的に説明する。

〔実施例〕

第６図、第１図の体温計で舌下の温度を測定した際に得
られるデータである。（ａ）は温度センサ２の出力であ
り、測定開始より２分過ぎても指示値は上昇し続ける。

一方、（ｂ）のサーモパイルの温度差出力は、測定開始
後すぐに応答し、温度センサ２の温度が上昇するにつれ
てサーモパイルの温度も上昇するためサーモパイルの起
電力は小さくなる。そこで、（ａ）の温度指示値に（ｂ
〉の温度差出力を加えると体温（ｃ）が迅速に得られる
。

第７図は第１図の体温計で耳腔内の温度を測定した例で
ある。容器４と耳腔との接触は舌下の場合はど密ではな
いので、温度センサ２（ａ）の出力は第６図よりさらに
応答が遅い、しかし、サーモパイルの温度差出力（ｂ）
がその分を補うため、最終的な体温の測定（Ｃ）は第６
図同様瞬時に行える。

第８図は、第２図の体温計で舌下の温度を測定した際に
得られたデータである。サーモパイルのインピーダンス
変化でサーモパイルの温度を測定している点と室温が高
い点が第６図・第７図と異なるが、最終的な体温の測定
結果（ｃ）は、第６図・第７図と同等である。

（発明の効果） 本発明は、通常の電子体温計に対し、サーミスタ、ダイ
オード、トランジスタ等直接温度を測定する値の昇温の
時間遅れを、赤外線センサの出力で補正する機能を付加
したことにより、迅速かつ正確に体温の測定が可能にな
り、その実用価値をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様の１例を示したもので、第２
図は実施態様の別の例を示したもので、第３図はダイオ
ード温度センサの拡散電位と温度の関係を示す一例であ
り、第４図は、サーモパイルのインピーダンスと温度の
関係を示す一例であり、第５図は人体・サーモパイル間
の温度差とサーモパイルの起電力の関係を示すデータ例
、第６図は、第１図の体温計で舌下温を測定したデータ
例、第７図は第１図の体温計で耳腔内温を測定したデー
タ例、第８図は第２図の体温計で舌下点を測定したデー
タ例である。 ■・・・赤外線センサ、２・・・温度センサ、３・、・
赤外線透過窓、４・・・容器・５・６・・・リード線、
７・１７・・・信号処理部、８・・・表示部、１０・・
・サーモパイル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器の先端部に設置した赤外線透過窓と、前記赤
   外線透過窓の後方に設置した赤外線センサと、前記赤外
   線センサと隣接して設置してある温度センサとからなる
   体温計であって、 前記温度センサの測定温度に前記赤外線センサの測定値
   を加算して前記温度センサと測定対象物の間に温度差が
   あるために生ずる前記温度センサの表示温度の時間的遅
   れを補正する演算部と、前記演算部からの出力を表示す
   る表示部とからなることを特徴とする赤外線センサを用
   いた体温計。
2. （２）容器の先端部に設置した赤外線透過窓と、前記赤
   外線透過窓の後方に設置した赤外線センサからなる体温
   計であって、 測定時の前記赤外線センサのインピーダンスから求める
   測定温度に、前記赤外線センサの起電力から求める前記
   赤外線センサと測定対象物の温度差を加算して前記赤外
   線センサ本体の温度と測定対象物の間に温度差があるた
   めに生ずる前記インピーダンスから求めた測定温度の時
   間的遅れを補正する演算部と、 前記インピーダンスを交互に読み取るための切り換え機
   構と、 前記演算部からの出力を表示する表示部からなることを
   特徴とする赤外線センサを用いた体温計。
3. （３）赤外線センサとしてサーモパイルを用いることを
   特徴とする請求項１又は２記載の体温計。
4. （４）温度センサが直接温度を測定するサーミスタ、ダ
   イオード、トランジスタであることを特徴とする請求項
   １記載の体温計。