(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピクセルよりなるアレイで配列された複数の赤外線センサーを含み、ピクセル単位で温度を測定する赤外線アレイセンサーモジュールと；
前記赤外線アレイセンサーモジュールを制御し、前記複数の赤外線センサーそれぞれによって測定された温度値を基礎にして被写体のターゲット領域の最終測定温度を算出するコントローラーと；
前記コントローラーによって算出された前記被写体のターゲット領域の最終測定温度を表示するディスプレイと；
前記被写体の全体または局所形状に対応するプロファイルを有し、温度を測定しようとするターゲット領域を定義するインジケータが形成されたビューファインダーと；を含み、
前記ビューファインダーは、前記被写体の形状が投影される透明な材質のプレートで形成され、前記インジケータを示す切欠部と；少なくとも前記インジケータ内部に形成されたレンズ部と；が前記プレートに形成されることを特徴とする赤外線アレイセンサーを利用した携帯用温度測定装置。
【請求項２】
前記ディスプレイは、透明なＬＣＤパネルであり、
前記ビューファインダー及び前記ＬＣＤパネルが所定の距離だけ離隔された状態で相互重畳されるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の赤外線アレイセンサーを利用した携帯用温度測定装置。
【請求項３】
前記ＬＣＤパネルには、前記ビューファインダーの前記インジケータと同一の形状の標識部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の赤外線アレイセンサーを利用した携帯用温度測定装置。
【請求項４】
前記ビューファインダーの下部に配置されたＬＥＤ素子をさらに含み、前記切欠部は、前記ＬＥＤ素子から放出された光を前記プレートに対して垂直な方向に反射させるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の赤外線アレイセンサーを利用した携帯用温度測定装置。
【請求項５】
前記コントローラーは、前記複数の赤外線センサーそれぞれによって測定された温度値があらかじめ設定された温度範囲内にある場合、それに対応するピクセルを有効ピクセルとして判断し、前記有効ピクセルに対応する前記赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして前記被写体の最終測定温度を算出することを特徴とする請求項１に記載の赤外線アレイセンサーを利用した携帯用温度測定装置。
【請求項６】
前記コントローラーは、前記有効ピクセル以外の他のピクセルに対応する前記赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして周辺温度値を算出し、前記周辺温度値によって前記被写体の最終測定温度を補正することを特徴とする請求項５に記載の赤外線アレイセンサーを利用した携帯用温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば物体または人体などの被写体で発生する微細な赤外線（ＩｎｆｒａｒｅｄＲａｙ）を受信し、それに相当する熱画像（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｉｃｔｕｒｅ）を測定する技術に関する。さらに詳しくは、被写体の熱画像を測定することができる赤外線アレイセンサーを利用して被写体の温度を測定する温度測定装置及びこれを利用して被写体の全体または局所領域の温度を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、物体または人体などで発生する微細な赤外線（Ｉｎｆｒａｒｅｄ；ＩＲ）を受信して熱を感知する熱感知装置が、広く普及され、様々な技術分野に使用されている。
【０００３】
例えば、暗い場所などに設置され、照明器具（Ｌａｍｐ）が自動でオン／オフされる従来の熱感知装置は、図１に示されたように、焦電型赤外線センサー（Ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｅｎｓｏｒ）１０、アンプ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１１、ロウパスフィルタ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１２、比較器（Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）１３、タイマー（Ｔｉｍｅｒ）１４、ドライバー（Ｄｒｉｖｅｒ）１５、ランプ（Ｌａｍｐ）１６、そして感光センサー（Ｌｉｇｈｔ  Ｓｅｎｓｏｒ）１７などを含んで構成される。
【０００４】
このような熱感知装置では、焦電型赤外線センサー１０が、例えば人体で発生する微細な赤外線を受信し、それに相当する低電圧の電気信号を発生させる。そして、アンプ１１は、低電圧の電気信号を所定電圧以上の電気信号に増幅する。
【０００５】
また、ロウパスフィルタ１２は、所定電圧以上の電気信号に増幅する過程などで流入されたノイズ（Ｎｏｉｓｅ）成分、例えば、高周波成分のノイズを除去する。
【０００６】
そして、比較器１３は、高周波成分のノイズが除去された所定電圧以上の電気信号をあらかじめ設定された基準電圧Ｖ＿Ｒｅｆ（例えば、０．７Ｖ）と比較し、前記基準電圧より高い場合、タイマー１４を駆動させる。
【０００７】
また、ドライバー１５は、タイマー１４が駆動される一定時間の間に（例えば１０秒）ランプ１６に電源を供給し、ランプ１６をオン（Ｏｎ）状態になる。ここで、感光センサー１７は、周辺の明るさによって入射される光に相当する電気信号を発生させて、比較器１３の動作をイネーブル（Ｅｎａｂｌｅ）させるか、またはディスエイブル（Ｄｉｓａｂｌｅ）させる。
【０００８】
従来の熱感知装置は、前述した構成により、暗い場所で人が接近すると、焦電型赤外線センサー１０が作動し、ランプ１６を自動でオン（Ｏｎ）させる。ここで、焦電型赤外線センサー１０は、広く知られたように、焦電（Ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）効果を示す誘電体を使用する。すなわち焦電型赤外線センサー１０は、赤外線が持続的に受信されれば、これ以上電気信号を発生させないので、停止状態にある物体または人体を感知しない短所がある。
【０００９】
これを補完するために、図２に示されたように、焦電型赤外線センサー１０の代わりに、サーモパイルセンサー（Ｔｈｅｒｍｏｐｉｌｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）２０を使用する熱感知装置が開発された。サーモパイルセンサー２０は、停止状態にある物体または人体の温度を非接触式で測定するのに主に使用される熱感知センサーのうち１つである。
【００１０】
そして、最近では、例えば、図３に示されたように、多数のサーモパイルセンサーが正方形（例えば３２ｘ３２）のピクセル（Ｐｉｘｅｌ）で配置され、１つのモジュール（Ｍｏｄｕｌｅ）に製作されたサーモパイルアレイセンサー（ＴＡＳ：Ｔｈｅｍｏｐｉｌｅ  Ａｒｒａｙ  Ｓｅｎｓｏｒ）が開発されている。
【００１１】
このようなサーモパイルアレイセンサー（ＴＡＳ）を利用して物体または人体などの熱画像を測定する熱画像測定装置が開発されている。このような熱画像測定装置は、例えば、図４に示されたように、サーモパイルアレイセンサー３０、アンプ３１、ロウパスフィルタ３２、第１のＡ／Ｄコンバータ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３３、第２のＡ／Ｄコンバータ３４、デジタル信号処理部（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３５、そしてディスプレイ部（Ｄｉｓｐｌａｙ）３６などが含まれて構成される。
【００１２】
一方、サーモパイルアレイセンサー３０は、例えば、多数のサーモパイルセンサーが正方形のピクセルで配置されたモジュール（Ｍｏｄｕｌｅ）で構成され、測定物の各部分領域別（例：３２ｘ３２）に温度を測定する。また、サーモパイルアレイセンサー３０は、サーミスター（Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）などのように、モジュール内部の温度を測定するための温度センサー（ＴＳ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）を含む。
【００１３】
ここで、温度センサーＴＳは、モジュール内部の温度に相当する電気信号を出力し、且つ、サーモパイルアレイセンサー３０を構成するそれぞれのサーモパイルセンサーが測定物の各部分領域で発生する赤外線をピクセル（Ｐｉｘｅｌ）単位で受信し、それに相当する電気信号を出力する。
【００１４】
また、アンプ３１は、サーモパイルアレイセンサー３０で出力される電気信号を増幅し、ロウパスフィルタ３２は、前記電気信号に流入された高周波成分のノイズを除去し、第１のＡ／Ｄコンバータ３３は、ノイズが制御された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
【００１５】
そして、第２のＡ／Ｄコンバータ３４は、温度センサーＴＳで出力される電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。また、デジタル信号処理部３５は、第１のＡ／Ｄコンバータ３３によって変換されたデジタル信号と、第２のＡ／Ｄコンバータ３４によって変換されたデジタル信号とを比較した後、その差異値を算出することによって、測定物の各部分領域別温度を計算する。
【００１６】
例えば、温度センサーＴＳによって測定されたモジュール内部の温度が１０℃であり、サーモパイルアレイセンサー３０内の第１ピクセルＰ(1、1)によって測定された測定物の第１部分領域の温度が４５℃であれば、その温度差値を算出し、第１部分領域の温度を３５℃と測定する。同様に、サーモパイルアレイセンサー３０内の第２ピクセルＰ(1、2)によって測定された測定物の第２部分領域の温度が４６℃であれば、その温度差値を算出し、前記第２部分領域の温度を３６℃と測定する。
【００１７】
上記のように測定された各部分領域の温度差値に相当する熱画像イメージを生成した後、図４に示されたように、モニターなどのようなディスプレイ部３６に表示する。したがって、ユーザは、モニターなどに表示された熱画像イメージを通じて測定物の熱分布状態などを識別することができる。
【００１８】
しかし、前述した従来の熱画像測定装置を利用して物体または人体の特定部位（例えば、人の額、耳、手の甲）だけを選択的に測定するためには、測定対象の当該特定部位と熱画像測定装置間の測定距離、測定角度などを注意深く調節しなければならないので、使用上の不便さを招来する。もし測定距離及び測定角度などが不適切に調節されれば、温度測定及び／または熱分布測定に致命的なエラーが発生する。
【００１９】
赤外線温度測定のための一般的なサーモパイルセンサーが有意な温度値を有するためには、ターゲットの温度に対する電圧出力値を測定する前に、センサー自体の温度を測定しなければならない。従来、センサー自体の温度が体温計を使用する環境の周辺温度（ａｍｂｉｅｎｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）と同じであるという前提下に、この周辺温度を測定し、センサー温度として使用した。しかし、ＵＳ５０１２８１３、ＵＳ６０５６４３５、ＵＳ６２９９３４７、ＵＳ６４９９８７７、ＵＳ７３１４３０９、ＵＳ７７８７９３８に開示された従来技術では、センサー自体の温度を測定する温度センサーが非線形的なログ（ｌｏｇ）関数特性を有するサーミスターセンサー方式なので、応答速度が遅くて、周辺温度測定の正確度が低い。特に、センサー自体の温度測定のためにただ１つの温度センサーだけを使用するので、センサー自体の温度測定の正確度が低いという短所がある。
【００２０】
また、従来の発明であるＵＳ５０１２８１３、ＵＳ６０５６４３５、ＵＳ６２９９３４７、ＵＳ６４９９８７７、ＵＳ７３１４３０９、ＵＳ７７８７９３８では、周辺温度の変化による実際体温値を補正するために最終体温値である深部体温（Ｃｏｒｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｃ）の変換式に周辺温度値であるＴａ（Ａｍｂｉｅｎｔ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）値を反映した。しかし、実際には、周辺温度が１８度（℃）以下と低くなる場合、センサー自体の温度だけでなく、センサー周辺の光学部（ｏｐｔｉｃａｌ  ｐａｒｔ）も温度が低くなり、且つ、システム内部の演算増幅器（ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）の温度係数が変化し、測定される皮膚表面の温度値が低くなる部分が追加的に考慮され補正されなければならない。
【００２１】
しかも、従来の発明であるＵＳ５０１２８１３、ＵＳ６０５６４３５、ＵＳ６２９９３４７、ＵＳ６４９９８７７、ＵＳ７３１４３０９、ＵＳ７７８７９３８では、アレイ形態ではなく、１チャネル（または１ピクセル）の情報だけを受け入れることができるので、非接触測定方式で発生し得る距離測定に対する誤差を補正することが不可能であった。すなわち１つのピクセルの情報だけでは、言い替えれば１つのサーモパイルセンサーだけでは、実際測定しようとする被写体との距離状態を把握することができる方法がない。例えば、ＰＣＴ／ＩＢ２００６／００３８５９に開示された従来技術のように、２つのＬＥＤで焦点を集めるようにするもののような別途の補助的な手段を必要とする。しかも、従来の非接触測定方式で発生し得る体温計または被測定者の搖れや動きに対する検出または補正が不可能であるが、これは、１つのピクセルの温度データだけでは、被写体自体が動くことと温度自体が変化する状況を区分することができないからである。
【００２２】
一方、従来の発明であるＵＳ７７８７９３８及びＰＣＴ／ＩＢ２００６／００３８５９は、額部位で皮膚表面のピーク値を探すために体温計を額に密着させてスキャンをするか、または額から５ｃｍ程度離れた状態でスキャンをしなければならなかった。これは、センサーがただ１つのピクセルだけを有しているので、温度が最も高い部位を探すためには、体温計自体を動かすしかないからである。しかし、顔に分布している側頭動脈 （ｔｅｍｐｏｒａｌ  ａｒｔｅｒｙ）の分布が個人ごとに偏差があって、額部位が最も温度が高い場合もあり、額よりは、口の周りやこめかみ部位がさらに温度が高い場合もある。したがって、従来の技術では、顔全体をスキャンしながら測定しにくいため、代表的に額部位だけをスキャンするようになっていて、額ではなく、顔部位の温度がさらに高い被験者の場合には、正確な体温の測定が難しいという短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】ＵＳ５０１２８１３
【特許文献２】ＵＳ６０５６４３５
【特許文献３】ＵＳ６２９９３４７
【特許文献４】ＵＳ６４９９８７７
【特許文献５】ＵＳ７３１４３０９
【特許文献６】ＵＳ７７８７９３８
【特許文献７】ＰＣＴ／ＩＢ２００６／００３８５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明は、物体または人体の特定部位、例えば、人の額、耳、手などのような特定部位だけを選別し、一層便利で且つ正確に熱画像及び体温を測定することができる赤外線アレイセンサーを利用した温度測定装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明による携帯用温度測定装置は、赤外線アレイセンサーを利用した温度測定装置であって、複数のピクセルよりなるアレイで配列された複数の赤外線センサーを含み、ピクセル単位で温度を測定する赤外線アレイセンサーモジュールと；前記赤外線アレイセンサーモジュールを制御し、前記複数の赤外線センサーそれぞれによって測定された温度値を基礎にして被写体の最終測定温度を算出するコントローラーと；前記コントローラーによって算出された前記被写体の最終測定温度を表示するディスプレイと；前記被写体の全体または局所形状に対応するプロファイルを有し、温度を測定しようとするターゲット領域を定義するインジケータが形成されたビューファインダーと；を含み、前記ビューファインダーは、前記被写体の形状が投影される透明な材質のプレートで形成され、前記インジケータを示す切欠部と；少なくとも前記インジケータの内部に形成されたレンズ部と；が前記プレートに形成されることを特徴とする。
【００２６】
ここで、前記ディスプレイは、透明なＬＣＤパネルであり、前記ビューファインダー及び前記ＬＣＤパネルが所定の距離だけ離隔された状態で相互重畳するように配置することができる。また、前記ＬＣＤパネルには、前記ビューファインダーの前記インジケータと同一の形状の標識部を形成することができる。
【００２７】
しかも、本温度測定装置は、前記ビューファインダーの下部に配置されたＬＥＤ素子をさらに含み、前記切欠部は、前記ＬＥＤから放出された光を前記プレートに対して垂直な方向に反射させるように形成することができる。
【００２８】
特に、前記コントローラーは、前記複数の赤外線センサーそれぞれによって測定された温度値があらかじめ設定された温度範囲内にある場合、それに対応するピクセルを有効ピクセルとして判断し、前記有効ピクセルに対応する前記赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして前記被写体の最終測定温度を算出することができる。且つ、前記コントローラーは、前記有効ピクセル以外の他のピクセルに対応する前記赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして周辺温度値を算出し、前記周辺温度値によって前記被写体の最終測定温度を補正することができる。
【００２９】
本発明による赤外線アレイセンサーを利用した温度測定装置は、複数のピクセルよりなるアレイで配列された複数の赤外線センサーを含み、被写体の熱画像情報を取得する赤外線アレイセンサーモジュールと；前記被写体の全体または局所形状に対応するプロファイルを有し、温度を測定しようとするターゲット領域を定義するインジケータを生成するＯＳＤ生成モジュールと；前記インジケータ及び前記熱画像情報を表示するディスプレイモジュールと；前記熱画像情報が前記インジケータとともに前記ディスプレイモジュールに表示された状態で、前記熱画像情報によって表示された前記被写体の前記ターゲット領域が前記インジケータに重畳されれば、前記赤外線アレイセンサーモジュールを制御し、前記被写体の温度を測定するコントローラーと；を含んで構成されることができる。
【００３０】
ここで、本発明による温度測定装置は、前記被写体の映像情報を取得するカメラモジュールをさらに含むことができる。この場合、前記ディスプレイモジュールは、前記映像情報及び前記インジケータを重畳させて表示し、前記コントローラーは、前記映像情報が前記インジケータとともに前記ディスプレイモジュールに表示された状態で、前記映像情報によって表示された前記被写体の前記ターゲット領域が前記インジケータに重畳されれば、前記赤外線アレイセンサーモジュールを制御し、前記被写体の温度を測定することができる。
【００３１】
また、前記コントローラーは、前記被写体の前記タケッ領域が前記インジケータに重畳されれば、前記インジケータ内部のピクセルを有効ピクセルとして判断し、前記有効ピクセルに対応するそれぞれの赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして前記被写体の最終測定温度を算出することができる。しかも、前記コントローラーは、前記有効ピクセル以外の他のピクセルに対応する前記赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして周辺温度値を算出し、前記周辺温度値によって前記被写体の最終測定温度を補正することができる。
【００３２】
一方、前記コントローラーは、前記複数の赤外線センサーそれぞれによって測定された温度値があらかじめ設定された温度範囲内にある場合、それに対応するピクセルを有効ピクセルとして判断することができ、この場合、前記有効ピクセルに対応する前記赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして前記被写体の最終測定温度を算出することができる。しかも、前記コントローラーは、前記有効ピクセル以外の他のピクセルに対応する赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして周辺温度値を算出し、前記周辺温度値によって前記被写体の最終測定温度を補正することができる。
【００３３】
本発明による赤外線アレイセンサーを利用した温度測定方法は、（ａ）赤外線アレイセンサーを利用して被写体の熱画像情報を取得する段階と；（ｂ）温度を測定しようとする前記被写体のターゲット領域に対応するプロファイルを有するインジケータを生成し、前記被写体の前記熱画像情報とともに表示する段階と；（ｃ）前記熱画像情報によって表示された前記被写体の前記ターゲット領域が前記インジケータに重畳されれば、前記赤外線アレイセンサーを動作させて前記被写体の温度を測定する段階と；（ｄ）前記赤外線アレイセンサーに含まれた複数の赤外線センサーそれぞれによって測定された温度値を基礎にして前記被写体の最終測定温度を算出して表示する段階と；を含むことができる。
【００３４】
また、本発明による温度測定方法は、（ａ）カメラモジュールを利用して被写体の映像情報を取得する段階と；（ｂ）温度を測定しようとする前記被写体のターゲット領域に対応するプロファイルを有するインジケータを生成し、前記被写体の前記映像情報とともに表示する段階と；（ｃ）前記映像情報によって表示された前記被写体の前記ターゲット領域が前記インジケータに重畳されれば、前記赤外線アレイセンサーを動作させて前記被写体の温度を測定する段階と；（ｄ）前記赤外線アレイセンサーに含まれた複数の赤外線センサーそれぞれによって測定された温度値を基礎にして前記被写体の最終測定温度を算出して表示する段階と；を含むこともできる。
【００３５】
特に、被写体の最終測定温度を算出する（ｄ）段階で、前記インジケータ内部のピクセルを有効ピクセルとして判断し、前記有効ピクセルに対応する前記赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして前記被写体の最終測定温度を算出することができる。この場合、前記有効ピクセル以外の他のピクセルに対応する前記赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして周辺温度値を算出し、前記周辺温度値によって前記被写体の最終測定温度を補正することができる。
【００３６】
また、被写体の最終測定温度を算出する（ｄ）段階で、前記複数の赤外線センサーそれぞれによって測定された温度値があらかじめ設定された温度範囲内にある場合、それに対応するピクセルを有効ピクセルとして判断し、前記有効ピクセルに対応する前記赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして前記被写体の最終測定温度を算出することができる。この場合、前記有効ピクセル以外の他のピクセルに対応する前記赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして周辺温度値を算出し、前記周辺温度値によって前記被写体の最終測定温度を補正することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の赤外線アレイセンサーを利用した温度測定装置及び方法によれば、例えば、温度を測定するための被写体の特定部位に相当する任意の１つの形状のインジケータを表示した後、被写体の特定部位の映像が前記インジケータに重畳されるとき、赤外線アレイセンサーモジュールを用いて被写体の特定部位の温度を測定する。したがって、対象物に対する測定距離及び測定角度が最適の状態になるとき、温度測定が行われるので、さらに正確な測定を行うことができる。
【００３８】
また、本発明によれば、測定の対象になる被写体のターゲット領域に対する有効ピクセルを選別し、これを基礎にしてターゲット領域に対する正確な温度測定が行われることができる。例えば、ユーザが人の額、耳、手などのような特定部位のみを選別し、一層便利で且つ正確に温度を測定することができるようになるので、使用上の便利性だけでなく、温度測定及び熱分布測定に対する信頼性をさらに向上させることができる。
【００３９】
しかも、有効ピクセル周辺の非有効ピクセルを基礎にして周辺温度値を算出し、この周辺温度値を基礎にして赤外線センサー自体の測定値を補正することができる。したがって、従来のようにセンサー内部に配置された温度センサーのみを基礎にして周辺温度値を算出することよりも、さらに精密な補正が可能なので、温度測定結果をさらに信頼することができる。
【００４０】
特に、インジケータが形成されたビューファインダーを使用する場合、被写体に対する測定距離及び角度がさらに精密に調節されることができ、これにより、温度測定の精密度及び測定結果の信頼度がさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】焦電型赤外線センサーを利用する熱感知装置に対する従来例の構成を示すものである。
【図２】サーモパイルセンサーを利用する熱感知装置に対する従来例の構成を示すものである。
【図３】サーモパイルアレイセンサーモジュールに対する従来例の構成を示すものである。
【図４】サーモパイルアレイセンサーモジュールを利用した熱画像測定装置に対する従来例の構成を示すものである。
【図５】本発明が適用される携帯用端末機に対する実施例を示すものである。
【図６】本発明が適用される携帯用温度測定装置に対する実施例の構成を示すものである。
【図７】本発明によって人の額部分に該当するインジケータが表示された実施例を示すものである。
【図８】本発明によって人の耳部分に該当するインジケータが表示された実施例を示すものである。
【図９】本発明によって人の手部分に該当するインジケータが表示された実施例を示すものである。
【図１０】本発明によってユーザによってタッチされた特定部分の温度が表示された実施例を示すものである。
【図１１】本発明によって人の額部分のカメラ映像と熱画像が重畳表示された実施例を示すものである。
【図１２】本発明が適用される携帯用温度測定装置に対する他の実施例を示すものである。
【図１３】本発明によって半透明ＬＣＤに人の額部分に該当するインジケータが表示された実施例を示すものである。
【図１４】本発明が適用される携帯用温度測定装置に対するさらに他の実施例を示すものである。
【図１５】本発明によって多様なインジケータがそれぞれ異なる透明ガラス窓に印刷された実施例を示すものである。
【図１６】本発明によって透明ガラス窓に人の額部分に該当するインジケータが印刷された実施例を示すものである。
【図１７】本発明による温度測定装置の変形実施例であって、インジケータが表示されたビューファインダーを採用した例を示すものである。
【図１８】図１７に示されたビューファインダーの斜視図である。
【図１９】本発明による温度測定装置の変形実施例に対する回路構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明による携帯用温度測定装置は、赤外線アレイセンサーを利用した温度測定装置であって、複数のピクセルよりなるアレイで配列された複数の赤外線センサーを含み、ピクセル単位で温度を測定する赤外線アレイセンサーモジュールと；前記赤外線アレイセンサーモジュールを制御し、前記複数の赤外線センサーそれぞれによって測定された温度値を基礎にして被写体の最終測定温度を算出するコントローラーと；前記コントローラーによって算出された前記被写体の最終測定温度を表示するディスプレイと；前記被写体の全体または局所形状に対応するプロファイルを有し、温度を測定しようとするターゲット領域を定義するインジケータが形成されたビューファインダーと；を含み、前記ビューファインダーは、前記被写体の形状が投影される透明な材質のプレートで形成され、前記インジケータを示す切欠部と；少なくとも前記インジケータ内部に形成されたレンズ部と；が前記プレートに形成されることを特徴とする。
【発明の実施のための形態】
【００４３】
以下、添付の図面を参照して、本発明による赤外線アレイセンサーを利用した温度測定装置及び温度測定方法に対する好ましい実施例を詳しく説明する。
【００４４】
本発明による赤外線アレイセンサーを利用した温度測定装置は、例えば、赤外線アレイセンサーモジュール（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ａｒｒａｙ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）、カメラモジュール（Ｃａｍｅｒａ  Ｍｏｄｕｌｅ）、及びこれらモジュールを制御する電子回路モジュール（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｍｏｄｕｌｅ）を含んで構成することができる。ここで、赤外線アレイセンサーモジュールは、例えばサーモパイルアレイセンサーのように、赤外線センサー（例えば、サーモパイルセンサー）が複数個具備され、それぞれがピクセルを構成するアレイ形態で配列されることができ、事物や人体などのような被写体の熱画像情報を取得する。また、カメラモジュールは、例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラのようなカメラ素子を含み、被写体の映像情報を取得する。しかも、本発明による温度測定装置は、例えば、図５に示されたように、カメラモジュールと、サーモパイルアレイセンサーモジュール（ＴＡＳ  Ｍｏｄｕｌｅ）と、ディスプレイ（Ｄｉｓｐｌａｙ）、そしてキーボタン（Ｋｅｙ  Ｂｕｔｔｏｎ）などが具備された多様な類型の携帯用端末機（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）に適用することもできる。ここで、カメラモジュールとサーモパイルアレイセンサーモジュールは、例えば、ディスプレイと反対方向に向かうように並んで固定されて設置することができる。また、図５に示されたように、カメラモジュールとサーモパイルアレイセンサーモジュールは、ディスプレイと反対される方向または同じ方向に向かうように、別途の回転部材（Ｒｏｔａｔｏｒ）によって１８０度以上回転することができるように設置することもできる。しかも、本発明による温度測定装置は、特定の場所に設置することもできる。
【００４５】
次に、図６を参照して本発明による温度測定装置の詳細構成及びその作動方式について詳しく説明する。
【００４６】
前述したように、本発明による温度測定装置は、カメラモジュール、赤外線アレイセンサーモジュール及び電子回路モジュールを含んで構成することができる。例えば、カメラモジュールは、レンズ部４０、ＣＣＤ４２などで構成することができる。そして、赤外線アレイセンサーモジュールは、サーモパイルアレイセンサー５３、アンプ５４、ロウパスフィルタ５５、第１のＡ／Ｄコンバータ５６、第２のＡ／Ｄコンバータ５７、そしてデジタル信号処理部５８などを含んで構成することができる。そして、電子回路モジュールは、自動利得調節部４２、デジタル信号処理部４３、ＣＣＤ駆動部４４、コントローラー４５、検出部４６、重畳部４７、ＯＳＤ生成部４８、スイッチング部４９、ディスプレイ５０、ストレージ５１、ＴＡＳ駆動部５２などを含んで構成されることができる。
【００４７】
ここで、ディスプレイ５０としては、携帯用端末機に適した小型サイズのＬＣＤなどを使用することができ、特にキーボタンの簡素化とユーザの便宜性などを考慮して、タッチスクリーン（Ｔｏｕｃｈ  Ｓｃｒｅｅｎ）機能が具備されたＬＣＤが使用されることができる。
【００４８】
このようなディスプレイ５０には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）４１によって撮影されるカメラ映像情報、またはサーモパイルアレイセンサー５３によって測定される熱画像情報を選択的に表示させることもでき、または映像情報と熱画像情報を重畳（Ｏｖｅｒｌａｙ）させて表示することもできる。しかも、ディスプレイ５０には、後述するＯＳＤ生成部４８で生成されたインジケータ（Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が映像情報及び／または熱画像情報とともに重畳されて表示される。このために、コントローラー４５は、ユーザキー（Ｕｓｅｒ  Ｋｅｙ）入力などによって、ＯＳＤ（Ｏｎ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）生成部４８の動作を制御し、多様なメニュー及びＯＳＤ映像（すなわち多様な形状のインジケータ）がディスプレイ５０に表示されるようにする。
【００４９】
例えば、ユーザが人（被写体）の額（Ｆｏｒｅｈｅａｄ）部位だけを選別して熱画像を測定しようとする場合、コントローラー４５がＯＳＤ生成部４８を制御し、図７に示されたように、人の額形状に該当するエッジライン（Ｅｄｇｅ  Ｌｉｎｅ）を有するインジケータ（Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を前記ディスプレイ部５０に表示する。
【００５０】
一方、インジケータは、被写体の全体または局所形状に対応するプロファイル（Ｐｒｏｆｉｌｅ）を有する。ここで、インジケータが表示される領域は、ユーザが正確な温度を測定しようとする対象領域（被写体の全体または局所領域）としてのターゲット領域を定義する。インジケータの具体的な形状及び表示領域に関する情報は、サーモパイルアレイセンサー５３を利用して、例えば人の額部分を測定するのに最も適した測定距離及び測定角度などになるように、事前に実施された実験結果に基づいて、ストレージ５１内にあらかじめ格納されて管理される。
【００５１】
そして、コントローラー４５は、インジケータが表示された状態で、ＣＣＤ４１によって撮影されるカメラの映像情報あるいはサーモパイルアレイセンサーによって取得された熱画像情報がディスプレイ５０に重畳されて表示されるように、スイッチング部４９を制御する。例えば、ユーザは、カメラ映像で表示される人の額部分が、インジケータのエッジラインにマッチして表示されるように、測定距離と測定角度などを適切に調節する。
【００５２】
また、前述のような過程を経て、人の額部分がインジケータに適切にマッチング（Ｍａｔｃｈｉｎｇ）された状態でユーザが熱画像測定キーボタンをプッシュするようにすれば、コントローラー４５は、ＴＡＳ駆動部５２の動作を制御し、サーモパイルアレイセンサー５３をイネーブル（Ｅｎａｂｌｅ）させることもできる。
【００５３】
そして、サーモパイルアレイセンサー５３から出力される電気信号は、アンプ５４、ロウパスフィルタ５５、第１のＡ／Ｄコンバータ５６、そしてデジタル信号処理部５８などを経て、熱画像情報として処理される。このような熱画像情報は、一次的には、複数のサーモパイルセンサーそれぞれで取得した温度値を意味し、コントローラー４５は、あらかじめ格納されたセンサー校正データに基礎して実際それぞれのサーモパイルセンサーによって測定された電気信号値を温度値に計算及び変換する。また、コントローラー４５は、ディスプレイ５０にピクセル単位で測定された温度値によって色相を異にした熱画像イメージを表示することができる。
【００５４】
この際、サーモパイルアレイセンサーの各ピクセル値が有意な温度値を有するためには、別途の温度センサーを用いてセンサー内部の温度を測定し、この測定値を通じて各センサーが測定した温度値を補償する。すなわち一次的にセンサー内部の温度を被写体周辺の温度（ａｍｂｉｅｎｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）と同じであると前提し、センサー内部の温度センサーによって測定された温度値を周辺温度として見て各ピクセル（すなわちこれに対応する赤外線センサー）の測定値を補正する。
【００５５】
ここで、従来には、温度センサーとして非線形的なログ関数特性を有するサーミスターセンサーを使用したので、センサー自体の温度測定に正確度が低かった。しかし、本発明では、１次関数的な形態の線形的な特性を示すＰＴＡＴ（Ｐｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ  ｔｏ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）センサーを使用することによって、センサー自体の温度測定に対する正確度を向上させることができる。ＰＴＡＴセンサーを使用すれば、温度値の補正過程がさらに簡単である。
【００５６】
例えば、サーモパイルアレイセンサーの各角部に総４個のＰＴＡＴセンサーを装着し、このＰＴＡＴセンサーの平均温度値をセンサー自体の温度にして測定値を補正する。最終的には、４個のＰＴＡＴセンサーの平均値を取って使用するが、平均値を取る前に各センサーの温度分布範囲を測定し、４個のセンサーがすべて±０．２℃以内に入る場合にのみ、安定した状態として判断し、ようやく平均値を求め、最終的にセンサー内部温度値として使用する。
【００５７】
一方、ディスプレイ５０に被写体の熱画像情報（すなわち被写体の熱画像イメージ）あるいは映像情報（すなわち被写体のカメライメージ）がインジケータとともに表示された状態で、ユーザは、温度測定装置または被写体の位置を調節し、被写体のイメージのうちターゲット領域をインジケータに重畳させる。その後、被写体のターゲット領域に対する温度を測定するようになる。この際、ターゲット領域に対する正確な温度測定のために、本発明では、次のような温度測定方法によって被写体の温度を測定する。
【００５８】
１つの方法として、被写体のターゲット領域と重畳されたインジケータの内部に位置するピクセルを「有効ピクセル」と判断し、この有効ピクセルに対応するサーモパイルセンサーによって測定された温度値を基礎にして被写体の最終測定温度を計算する。例えば、８×８アレイセンサーの場合、総６４個のピクセル値が測定されるが、すべてのピクセルデータが有意な値を有しないはずなので、これらのうち体温測定に使用される有意なピクセルを「有効ピクセル（ｖａｌｉｄ  ｐｉｘｅｌ）」と判断する。すなわち図７に示されたように、サーモパイルアレイセンサー５３の８×８ピクセルのうち、インジケータが定義する人の額部分に対応するピクセル（例：Ｐ(5、3)、Ｐ(5、4)、Ｐ(5、5)、Ｐ(5、6)、Ｐ(6、3)、Ｐ(6、4）、Ｐ(6、5)、Ｐ(6、6))だけを有効なピクセル（Ｖａｌｉｄ  Ｐｉｘｅｌ）として選別し、体温計算に使用する。
【００５９】
この際、測定時に体温計が被測定者の顔から基準距離以上で遠く離れたまま測定されれば、センサーがカバーすることができるピクセル領域が視野角（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ、ＦＯＶ）によって非常に広くなって、正確な測定温度値を獲得することができない。したがって、基準距離内に被験者の顔が位置する場合にのみ、有効ピクセルを獲得することができる。特に、本発明による温度測定装置では、熱画像情報（または映像情報）で表示された被写体のターゲット領域をインジケータのエッジラインにマッチさせることによって、一次的に被写体に対する測定距離、測定角度などを適切に調節することができる。
【００６０】
有効ピクセルを判断するための他の方法としては、ピクセルデータがあらかじめ設定された温度範囲（例えば、人体の場合、３０．０〜４０．０℃）内に属する場合、当該ピクセルを有効ピクセルとして判断し、その温度範囲から外れたピクセルは、人体を対象として測定した温度値ではないので、人体温度測定から除外する。
【００６１】
しかも、体温測定時に被験者がひどく動くようになれば、正確な値を獲得しにくいので、動き状態を判断し、安定した状態で測定が始まるように、次のような方式で有効ピクセルを判断することができる。
【００６２】
例えば、サーモパイルアレイセンサーは、測定が進行されれば、８×８センサーの場合、１つのフレーム（ｆｒａｍｅ）に６４個のピクセル温度値が獲得される。各フレームは、６４個のピクセルデータの集合として見られ、このようなフレーム単位の信号比較を通じて動きを判別することができる。
【００６３】
例えば、相互相関法（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を利用して２つのフレーム信号をそれぞれｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）とすれば、フレーム間の遅延値（ｄｅｌａｙ  ｖａｌｕｅ）ｄに対して相互相関値ｒは、次のように定義される。
【００６４】
【数１】
0005636116.tif 000002
【００６５】
ここで、ｍｘ、ｍｙは、２つのフレームに対する平均値を意味する。このように求められた相互相関値のうちピークが現われる部分のｘ軸値であるピクセル値は、２つのフレームの遅延値である移動距離を示す。
【００６６】
例えば、２つのフレームを通じて得られたフレームの相互相関値のピークが現われた部分のｘ軸値が−２とすれば、２ピクセル数だけ移動したということを意味し、この際、（−）符号は、フレーム２での映像が上方に移動したということを意味する。また、ピクセルサイズと各フレーム間のデータ獲得時間情報を利用すれば、簡単な演算で被写体の移動速度をも求めることができる。
【００６７】
本発明において測定時間が２秒に設定された場合、測定が実施される２秒間には、被測定者の動きが最小限に制限されなければならないし、上記で言及した相互相関法によって移動距離を２ピクセル以内に制限し、相互相関値のｘ及びｙピーク値が共に±２以下である場合にのみ、正常な温度測定結果値を指示する。
【００６８】
前述した有効ピクセル判断方法は、独立的に、あるいは重複して行うことができる。例えば、一次的にインジケータ内部に存在するピクセルを有効ピクセルとして判断し、且つその中で人体の温度分布範囲内に属する温度値を有する場合に最終的な有効ピクセルとして判断することができる。しかも、これに加えて、有効ピクセルの個数が一定範囲内に満たさなければ、基準距離より遠くから測定されたものと判断し、温度測定をさらに実施するように誘導することもできる。
【００６９】
本発明によれば、一次的には、被写体の熱画像イメージ（または映像イメージ）とインジケータの重畳によって測定距離及び角度を調節することができるが、上記で説明したように、有効ピクセルを利用した判別方式を追加に使用すれば、さらに正確な距離調節が可能である。
【００７０】
コントローラー４５は、上記のような方式で有効ピクセルを判断し、各有効ピクセルに該当するピクセルデータ（すなわち有効ピクセルに対応する赤外線センサーによって測定された温度値）を基礎にして被写体の最終測定温度を算出することができる。
【００７１】
また、本発明によれば、有効ピクセル以外の他のピクセルを基礎にして周辺温度値をさらに正確に測定することができ、これにより、被写体の最終測定温度をさらに精密に補正することができる。  
【００７２】
まず、それぞれのピクセルを構成する赤外線センサーで測定された赤外線検出量による温度変換値を“Ｔｓ”とし、温度センサーによって測定されたセンサー内部温度値を“Ｔｐｙｒｏ”とすれば、それぞれの赤外線センサーに対応するピクセルデータ“Ｔｐ”は、“Ｔｓ”と“Ｔｐｙｒｏ”の和と同じである（すなわちＴｐ＝Ｔｓ＋Ｔｐｙｒｏ）。したがって、一次的に被写体の熱画像イメージは、上記のような各ピクセルデータを基礎にして表示される。
【００７３】
次に、被写体の熱画像イメージ(赤外線アレイセンサーによって取得)または映像イメージ（カメラによって取得）によって表示されたターゲット領域にこれと対応するプロファイルを有するインジケータを生成し、インジケータを被写体の熱画像または映像イメージに重畳させる。その後、コントローラー４５は、赤外線アレイセンサーを動作させて被写体の温度を測定する。
【００７４】
この際、コントローラー４５は、前述したような方式を通じて有効ピクセルを判断する。そして、有効ピクセル以外の他のピクセル（非有効ピクセル）のピクセルデータを基礎にして周辺温度値“Ｔａｍｂ”を算出する。この際、Ｔａｍｂは、非有効ピクセルのピクセルデータＴｐｎ及びＴｐｙｒｏの関数で表示することができる（Ｔａｍｂ＝ｆ（Ｔｐｎ、Ｔｐｙｒｏ））。そして、この周辺温度値を基礎にしてそれぞれの有効ピクセルのピクセルデータＴｐｅを補償することができ、補償された有効ピクセルのピクセルデータＴｐｅｃは、補償前のピクセルデータＴｐｅ及び周辺温度値Ｔａｍｂの関数で表示することができる（Ｔｐｅｃ＝ｆ（Ｔｐｅ、Ｔａｍｂ））。そして、最終測定温度は、それぞれ補償された有効ピクセルのピクセルデータ値を基礎にして算出することができる。
【００７５】
センサー内部の温度をＰＴＡＴセンサーで比較的正確に測定するとしても、原則的にセンサー内部温度は、被写体の周辺温度と異なる。したがって、被写体のターゲット領域に対する正確な温度測定のためには、Ｔｐ値に算出根拠となるＴｐｙｒｏ値が実際被写体の周辺温度値と同じ環境が必要である。しかし、従来の温度測定装置では、被写体の周辺温度を正確に測定することができる方法が適切ではないので、単純に体温計を使用する環境に相当時間放置した後に測定するように勧めている。これに対し、本発明によれば、一次的には、Ｔｐｙｒｏ値を基礎にしてＴｐ値を算出し、且つ被写体ではない周辺に対する非有効ピクセルのピクセルデータを基礎にして被写体の周辺温度値を算出することができる。例えば、もし算出された周辺温度値Ｔａｍｂ値がＴｐｙｒｏ値と異なる場合、コントローラー４５は、ディスプレイ５０または別途の通知手段（スピーカーなど）を用いてユーザに適切な温度測定環境ではないことを警告することができる。また、コントローラー４５は、算出された周辺温度値Ｔａｍｂ値がＴｐｙｒｏ値と比較して誤差が一定範囲内にある場合、適切な温度測定環境として判断し、ユーザに測定を案内することもできる。
【００７６】
一方、非有効ピクセルを基礎にして算出された周辺温度値を利用して有効ピクセルのピクセルデータを補正することができ、しかも、補償された有効ピクセルのピクセルデータを基礎にして被写体の最終測定温度を算出することができる。例えば、人体の体温を測定する場合、各有効ピクセルに対応するサーモパイルセンサーを用いて測定されたデータは、被験者の顔表面の温度値である。したがって、実際の人体の体温値より低く分布しており、実際の体温値に変換する過程が必要であり、その過程は、次の通りである。
【００７７】
赤外線センサーで収集されるピクセル温度値と被験者の実際体温との関係を導出するために、２００名（正常１００名、発熱患者１００名）を対象にして臨床テストを進行した。実験方法は、まず本装置を利用してアレイセンサーを用いてピクセル温度値を収集し、同時に病院用接触式電子温度計を利用して口腔内の温度を獲得した。この際、測定は、総５回ずつ実施した。
【００７８】
収集された臨床データに対して、アレイセンサーのデータは、８×８の場合、総６４個であるが、前述したように、有効ピクセルを抽出し、その中で最も高い温度値を指示する最大値を被験者の顔表面の温度値として使用する。各被験者別に収集された５回のアレイセンサーデータ最大値の平均値を求め、同様に、５回の口腔内の温度値の平均値と比較テーブルを構成する。すなわちＸ軸を顔表面の温度値（ピクセルデータの最大値）に設定し、Ｙ軸を口腔内の温度値に設定すれば、最終変換テーブルが得られる。得られた変換テーブルは、ルックアップテイブル（ｌｏｏｋ−ｕｐ  ｔａｂｌｅ、ＬＵＴ）形態で構成され、マイクロプロセッサー内部ＲＯＭメモリにプログラミングされ、測定された値をＸ軸に入れて線形補間法（ｌｉｎｅａｒ  ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ）によってＹ軸値を変換すれば、実際体温が計算される。
【００７９】
一方、コントローラー４５は、非有効ピクセルによって測定された周辺温度値が１６度以下である場合には、有効ピクセルのピクセルデータを体温値に変換する前に加重値を付与し、正確な表面温度値を測定できるようにすることもできる。また、コントローラー４５は、データの正確度のために、有効ピクセルの平均温度値を算出する場合、最も高い温度のピクセルデータと最も低い温度のピクセルデータを除外させることもできる。
【００８０】
本発明によれば、前述した有効ピクセル判断、周辺温度値補償、ルックアップテーブルによる体温値変換によって一層正確な温度測定が可能になる。特に、個別的に局所領域に対する個別的温度測定が可能な複数の赤外線センサーがそれぞれのピクセルを構成するので、装置を移動させながら測定しなくても、一度に熱画像を測定して獲得されたピクセルデータを基礎にして被写体の体温を正確に測定することができる。
【００８１】
一方、コントローラー４５は、ＯＳＤ生成部４８の動作を制御し、前記算出された平均温度（例：３６．７度）に相当する文字が、前記ディスプレイ５０に表示される。したがって、ユーザは、人の額部分のみを一層便利に選別し、熱画像を測定することができ、且つ、人の額部分に該当する温度を測定することができるようになる。
【００８２】
また、コントローラー４５は、インジケータが表示された状態で、検出部４６の動作を制御し、デジタル信号処理されたカメラ映像のイメージをスキャンした後、人の額部分の輪郭を検出し、前記インジケータと比較し、互いにマッチングされる場合、その時点に自動で熱画像測定動作を開始することができる。
【００８３】
そして、ディスプレイ５０には、例えば、図７に示されたように、カメラ映像を表示するためのメニュー項目（例：Ｃａｍｅｒａ）、カメラ映像と熱画像を重畳表示するためのメニュー項目（例：Ｏｖｅｒｌａｙ）、温度測定結果を表示するためのメニュー項目（例：Ｔｅｍｐ．）、そしてサーモパイルアレイセンサーによって測定された熱画像を表示するためのメニュー項目（例：ＴＡＳ）などを表示することができる。
【００８４】
また、ディスプレイ５０には、現在表示されたインジケータ（Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）の種類（例：Ｆｏｒｅｈｅａｄ）を示すと共に、異なる種類のインジケータ（例：Ｅａｒ、Ｈａｎｄ）を変更表示するための選択項目（例：左右矢印）、そして熱画像測定動作を開始するための選択項目（例：Ｅｎｔｅｒ）などを多様に表示することができる。
【００８５】
一方、コントローラー４５は、例えば、ユーザがディスプレイ５０に表示された選択項目または任意のキーボタンをプッシュし、異なる種類のインジケータ表示を要請する場合、ＯＳＤ生成部４８の動作を制御し、それに相当するインジケータが表示される。
【００８６】
例えば、図８に示されたように、ユーザが人の耳（Ｅａｒ）を測定しようとする場合、コントローラー４５は、ＯＳＤ生成部４８の動作を制御し、ディスプレイ５０に耳形状のインジケータが表示されるようにする。この際、サーモパイルアレイセンサーの（８×８）ピクセルのうち、人の耳部分に対応するピクセル（例：Ｐ(2、4)、Ｐ(2、5)、Ｐ(3、4)、Ｐ(3、5)、Ｐ(4、4)、Ｐ(4、5)、Ｐ(5、4)、Ｐ(5、5)、Ｐ(6、4)、Ｐ(6、5)、Ｐ(7、4)、Ｐ(7、5)）のみを有効ピクセル（Ｖａｌｉｄ  Ｐｉｘｅｌ）として選別し、温度を算出することができる。
【００８７】
また、例えば、図９に示されたように、ユーザが人の手（Ｈａｎｄ）に対する熱画像を測定しようとする場合、コントローラー４５は、ＯＳＤ生成部４８の動作を制御し、ディスプレイ５０に手形状のインジケータが表示されるようにし、サーモパイルアレイセンサーの（８×８）ピクセルのうち、人の手部分に対応するピクセル（例：Ｐ(2、3)、Ｐ(2、4)、Ｐ(2、5)、Ｐ(3、3)、Ｐ(3、4)、Ｐ(3、5)、Ｐ(3、6)、Ｐ(4、3)、Ｐ(4、4)、Ｐ(4、5)、Ｐ(4、6)、Ｐ(5、2)、Ｐ(5、3)、Ｐ(5、4)、Ｐ(5、5)、Ｐ(5、6)、Ｐ(6、2)、Ｐ(6、3)、Ｐ(6、4)、Ｐ(6、5)、Ｐ(6、6)、Ｐ(7、3)、Ｐ(7、4)、Ｐ(7、5)、Ｐ(7、6)）のみを有効ピクセル（Ｖａｌｉｄ  Ｐｉｘｅｌ）として選別し、温度を算出することができる。
【００８８】
一方、コントローラー４５は、ユーザの要請によって、例えば、図１０に示されたように、有効ピクセルの平均温度（例：３６．７）を最終測定温度として算出し、これをディスプレイ５０に表示することができる。且つ、コントローラー４５は、有効ピクセルのうち最も高い温度（例：３６．９）と、最も低い温度（例：３６．５）を選別し、同時に表示することもできる。
【００８９】
また、コントローラー４５は、平均温度を最終測定温度として算出する過程で、最も高い温度と最も低い温度を除外させて、平均温度がさらに安定化されるようにするか、または有効ピクセルのうち中間に配置されたピクセルの温度に対しては、高い加重値（例：１２０％）を付与し、周辺に配置されたピクセルの温度に対しては、低い加重値（例：８０％）を付与することもできる。
【００９０】
そして、ディスプレイ５０として、タッチスクリーン（Ｔｏｕｃｈ  Ｓｃｒｅｅｎ）機能があるＬＣＤを使用する場合、コントローラー４５は、例えば、図１０に示されたように、ユーザがディスプレイ５０の特定位置に手をタッチするようにすれば、その位置の座標値を検出した後、ＯＳＤ生成部４８の動作を制御し、その位置に該当するピクセル（例：Ｔ６、５）の温度（例：３６．８度）のみを表示することもできる。
【００９１】
また、コントローラー４５は、例えば、図１１に示されたように、ユーザがオーバレイ（Ｏｖｅｒｌａｙ）メニュー項目を選択すれば、重畳部４７とスイッチング部４９の動作を制御し、ディスプレイ５０にカメラ映像と熱画像を重畳して表示することができる。かくして、ユーザが人の額部分に該当する熱分布を容易に識別することができるようにする。
【００９２】
そして、コントローラー４５は、例えば上記のような過程を通して測定された温度があらかじめ設定された基準温度範囲を脱する非正常的な温度である場合、カメラ映像、熱画像、そして測定温度を前記ストレージ５１内に格納し、ユーザが以後に再生して見られるようにする。
【００９３】
一方、本発明が適用される温度測定装置には、例えば有線（Ｗｉｒｅ）通信モジュールまたは無線（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ）通信モジュールを追加することができる。この場合、コントローラー４５は、ストレージ５１内に格納されたカメラ映像、熱画像そして測定温度を有線通信または無線通信を通じて接続されたコンピュータ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）またはサーバー（Ｓｅｒｖｅｒ）などに伝送することもできる。
【００９４】
そして、本発明が適用される温度測定装置の他の実施例として、例えば、図１２に示されたように、ディスプレイとして半透明ＬＣＤが使用されることができる。
【００９５】
この場合、ユーザは、カメラ映像の代わりに透明あるいは半透明ＬＣＤを通じて透過される被写体の形状を目視で直接確認することもできる。この際、透明あるいは半透明ＬＣＤには、本発明で提示した多様な種類のインジケータが投影されることができる。例えば、図１３に示されたように、人の額（Ｆｏｒｅｈｅａｄ）部分に該当するインジケータ（Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が、前記透明あるいは半透明ＬＣＤに表示されれば、ユーザは、ＬＣＤを透過する被写体の形状を目視で直接見ながら、ターゲット領域とインジケータとの調節を通じて測定距離及び角度を適切に調節することができるようになる。
【００９６】
そして、ユーザが熱画像測定キーなどをプッシュすれば、図７を参照として説明したように、有効ピクセル選別、周辺温度補償などの過程を経て熱画像測定及び温度測定を行うようになる。
一方、本発明が適用される温度測定装置のさらに他の実施例として、例えば、図１４に示されたように、ディスプレイとしてＬＣＤとともに透明ガラス窓（Ｇｌａｓｓ）を使用することができる。
【００９７】
この場合、例えば透明ガラス窓の上端部分に最小限のメッセージを表示するための低価の小型ＬＣＤまたは半透明ＬＣＤを具備することができる。透明ガラス窓には、任意の形状を有するインジケータをラベル（Ｌａｂｅｌ）形態で印刷することができるが、例えば図１５に示されたように、ユーザが必要に応じて異なる形状のインジケータが印刷されたものに交替することもできる。
【００９８】
ユーザは、カメラ映像の代わりに透明ガラス窓を通じて透過される被写体の形状を目視で見ながら、被写体のターゲット領域が透明ガラス窓に印刷されたインジケータにマッチングされるように、測定距離及び測定角度を適切に調節することができる。例えば、図１６に示されたように、透明ガラス窓に人の額（Ｆｏｒｅｈｅａｄ）部分に該当するインジケータ（Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が印刷されている場合、ユーザは、透明ガラス窓を透過する被写体形状を目視で見ながら、人の額部分に適した測定距離と測定角度を調節することができるようになる。
【００９９】
これについてさらに詳しく説明すれば、被写体の形状が投影されることができる透明な材質（ガラスまたは合成樹脂材）のプレートで形成されたビューファインダーを採用することができる。特に、ビューファインダーには、図１６のような特定形状のインジケータを形成することができる。そして、インジケータの内部には、凸状または凹状レンズで形成されたレンズ部を形成することができる。このようなレンズ部は、温度測定装置と被写体の距離が適切な距離に維持された状態（例えば、４０〜５０ｃｍ）でビューファインダー内に被写体のターゲット領域を表示することができる。
【０１００】
ビューファインダーの構成について図１７及び図１８を参照して詳しく説明すれば、ビューファインダー２６０は、本発明による温度測定装置のケース２００に設置することができる。ここで、インジケータは、ビューファインダー２６０を形成する透明材質のプレートに所定の切欠部２６１を形成して表示される。この切欠部２６１は、あらかじめ設定された形状（例えば、人の額または顔全体に対応する形状）を有し、例えばＶカット（Ｖ−ｃｕｔ）加工によって形成されることができる。しかも、少なくともインジケータの内部には、凸状または凹状レンズとして機能することができるレンズ部２６２が形成される。レンズ部２６２は、例えばフレネルレンズ（Ｆｒｅｓｎｅｌ  ｌｅｎｓ）で形成することができる。ここで、フレネルレンズは、集光レンズのうち１つであって、厚さを減らすために複数の円環状の帯に分けて、各帯にプリズム作用を有するようにして、収差を小さくしたレンズである。前記レンズ部２６２をフレネルレンズで形成すれば、ビューファインダー２６０の厚さを減らすことができる。また、ビューファインダーを構成する透明なプレート全体がフレネルレンズで形成することもできるが、少なくともインジケータによって定義されるターゲット領域に対応する領域（すなわちインジケータ内部領域）にレンズ部２６２が形成されることが好ましい。
【０１０１】
一方、ディスプレイとしてＬＣＤを使用する場合、図１７から分かるように、ビューファインダー２６０と透明なＬＣＤパネル２５０を所定の距離だけ離隔された状態で相互重畳されるように配置することができる。このような配置により、ユーザがＬＣＤパネル２５０及びビューファインダー２６０を経て被写体の形状を確認することができ、しかも、被写体のターゲット領域がインジケータ内部に重畳されるように測定角度及び距離を調節することが容易である。特に、ＬＣＤパネル２５０の表面にインジケータと同一の形状の標識部２５１を形成すれば、インジケータと標識部を一致させる動作によって被写体に対する測定角度をさらに細密に調節することができる（すなわち測定方向に対して平行を維持することができる）。しかも、赤外線アレイセンサーの測定角度、ビューファインダー及びＬＣＤの配置を調節すれば、赤外線が赤外線アレイセンサーに垂直に入射され得るように測定角度を調節することが容易になる。さらに、ビューファインダー２６０の下部には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子を追加配置することができる。この場合、切欠部２６２は、ＬＥＤ２７０から放出された光がビューファインダー２６０に対して垂直な方向（すなわちプレートが成す平面に垂直な方向、例えば図１８で“Ａ”方向）に反射させるように形成されることが好ましい。
【０１０２】
図１９には、カメラモジュールの代わりに、透明なビューファインダーを採用する場合に対する、本発明による携帯用温度測定装置の回路構成を例示した。図１９から分かるように、この携帯用温度測定装置は、例えばコントローラー１０１、サーモパイルセンサーのような赤外線センサーが８×８のアレイで配置されたアレイセンサーモジュール１０２、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０３、ＬＣＤ１０４、ＬＣＤコントローラー１０５、ＬＥＤバックライト１０６、ＬＥＤ駆動回路１０７を含むことができる。さらに、この携帯用温度測定装置は、プログラムメモリ１１２、データメモリ１１１、補正メモリ（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ＥＥＰＲＯＭ）１１０、低電圧検出部１０９、ブザー１０８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１３、バッテリー１１４などを含むことができる。
【０１０３】
前述した構成を有する携帯用温度測定装置において、まず、ユーザが装置のパワーを“Ｏｎ”とすれば、例えば、バッテリーから印加された電圧をＤＣ／ＤＣコンバータを通じて一定水準の電圧サイズになるように変圧する。この際、バッテリー１１４から印加された電圧が一定水準の電圧になるか否かを低電圧検出部１０９が感知し、もし電圧サイズが小さければ、コントローラー１０１は、ブザー１０８、ＬＣＤ１０４などを通じてユーザに「低電圧」を案内する。適切なサイズの電圧が供給される場合、コントローラー１０１は、補正メモリ１１０からセンサー校正データを読み取り、これをプログラムメモリ１１２に常住させる。センサー校正データは、例えばそれぞれの赤外線センサーが入射された赤外線の強度によって出力する電気的信号のサイズを温度値に変換するために使用される。ここで、ユーザがビューファインダーを通じて測定距離及び角度を調節した後、「温度測定キー」を押せば、それぞれの赤外線センサーによって測定された電気的信号を温度値に変換する。そして、それぞれのピクセルに対応する温度値を読み取った後、コントローラー１０１は、前述した有効ピクセル読み取り、周辺温度値補償などのアルゴリズムを行い、被写体のターゲット領域に対する正確な最終測定温度を計算し、これをディスプレイに表示する。
【０１０４】
ここで、有効ピクセル読み取りは、例えば複数の赤外線センサーそれぞれによって測定された温度値があらかじめ設定された温度範囲にある場合、それに対応するピクセルを有効ピクセルとして判断する方式で行われることができる。そして、もし有効ピクセルの個数が一定の個数に達しない場合、コントローラー１０１は、ブザー１１３、ＬＥＤ１０６またはディスプレイ１０４を通じて「再試行」に対する案内音または案内メッセージを表示し、ユーザが温度測定をさらに行うように誘導することができる。
【０１０５】
しかも、有効ピクセル以外の他のピクセルに対応する赤外線センサーによって測定された温度値を基礎にして周辺温度値を算出することができる。このように算出された周辺温度値を基礎にして有効ピクセルに該当するピクセル温度値をさらに補正することができ、また、所定の温度補償テーブルを通じて最終的な被写体の測定温度を算出することができる。
【０１０６】
前述した構成の温度測定装置を通じて、ユーザは、人の額、耳、手などのような特定部位のみを選別し、一層便利で且つ正確に熱画像または温度を測定することができるようになるので、使用上の便利性を向上させることができ、しかも、温度測定及び熱分布測定に対する信頼性をさらに向上させることができる。
【０１０７】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で変形された形態で具現することができる。したがって、ここで説明した本発明の実施例は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されなければならないし、本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求範囲に示されており、それと同等な範囲内にあるすべての差異点は、本発明に含まれるものと解釈されなければならない。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  焦電型赤外線センサー
１１、３１、５４  アンプ
１２、３２、５５  ロウパスフィルタ
１３  比較器
１４  タイマー
１５  ドライバー
１６  ランプ
１７  感光センサー
２０  サーモパイルセンサー
３０、５３  サーモパイルアレイセンサー
３３、３４、５６、５７  Ａ／Ｄコンバータ
３５、４３、５８  デジタル信号処理部
３６、５０  ディスプレイ部
４０  レンズ部
４１  ＣＣＤ
４２  自動利得調節部
４４  ＣＣＤ駆動部
４５  コントローラー
４６  検出部
４７  重畳部
４８  ＯＳＤ生成部
４９  スイッチング部
５１  ストレージ
５２  ＴＡＳ駆動部  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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