(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体から放射される赤外線を検出する赤外線センサと、この赤外線センサの自己温度を検出するセンサ温度検出手段と、赤外線センサの信号をＡＤ変換するＡＤ変換手段と、センサ温度検出手段からの信号により前記ＡＤ変換手段のリファレンス電圧を切り替えるようにした電圧切替手段と、ＡＤ変換手段の出力信号とセンサ温度検出手段からの信号によって体温を測定する体温測定手段と、赤外線センサの入光窓を開閉するチョッパと、このチョッパを駆動するチョッパ駆動手段と、チョッパ駆動手段を体温測定時だけ駆動するチョッパ電源手段とを有する放射体温計。
【請求項２】
体温測定手段は、センサ温度検出手段の断線の異常を検出する異常検知部を有する請求項１に記載した放射体温計。
【請求項３】
体温測定手段は、チョッパの振幅変位の異常を検出するチョッパ異常検出手段を有した請求項１または２に記載の放射体温計。
【請求項４】
赤外線センサは入光窓への光の入射を遮蔽する遮蔽部を有し、体温測定手段はノイズ除去部を有する請求項１から３のいずれか１項に記載した放射体温計。
【請求項５】
チョッパ電源手段は、チョッパをソフトスタートさせるチョッパ起動部を有する請求項１から４のいずれか１項に記載した放射体温計。
【請求項６】
チョッパ駆動手段は、チョッパの駆動信号を正弦波波形または余弦波波形とした請求項１から５のいずれか１項に記載した放射体温計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鼓膜等から放射される赤外線によって人体の温度を測定する放射体温計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、口内や腋下等で体温を測定するサーミスタによる電子式体温計と比べ、短時間に体温が測定できる放射体温計が開発されている。この種の放射体温計は、耳の鼓膜から放射される赤外線を検出することによって体温を測定できるものである。
【０００３】
図１０は、実開昭５５ー１４５３２９号公報に記載されている放射体温計の構成を説明するブロック図である。耳孔に挿入して使用するプローブ１を介して、鼓膜からは赤外線が放射されている。この赤外線は人体の温度に比例するものであり、焦電型赤外線検出素子３によって検出している。焦電型赤外線検出素子３の前部にはチョッパ２を配置しており、入射する赤外線を断続して、焦電型赤外線検出素子３が検出する赤外線の量に対応する電気信号を連続的に得るようにしている。この電気信号は体温測定手段４に伝達されて、体温測定手段４が温度を演算し、表示手段５に温度を表示している。６は電源で、前記チョッパ２と各部に電源を供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成の放射体温計は、電源を供給した時点から測定を終了するまでの間継続してチョッパが駆動される構成となっており、不要な電力消費が多いという課題を有している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、チョッパを駆動するチョッパ駆動手段を測定時にチョッパ電源手段を使用して駆動するようにして、経済的な放射体温計としているものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、ＡＤ変換手段のリファレンス電圧を室温に応じて切り替えるようにして、室温の影響を低減した精度の高い体温測定が出来る放射体温計としている。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、体温測定手段がセンサ温度検出手段の断線の異常を表示手段に表示するようにして、使用者に異常の報知が出来る放射体温計としている。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、体温測定手段が赤外線センサの温度信号からチョッパの異常を判断し、表示手段に異常を報知する放射体温計としている。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、体温の測定を開始する前に、遮蔽部を駆動してノイズによる影響を把握して、このノイズ分を除去して、精度の高い体温測定が出来る放射体温計としている。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、チョッパ駆動手段がチョッパをソフトスタートさせて、安定した体温測定が出来る放射体温計としている。
【００１１】
請求項６に記載した発明は、チョッパ駆動手段がチョッパを正弦波形または余弦波形で駆動し、チョッパの動作音の低い放射体温計としている。
【００１２】
【実施例】
（参考例１）
以下本発明の第１の参考例について説明する。図１は本参考例の構成を示すブロック図である。１０は、プローブ１を介して鼓膜から放射される赤外線を受ける薄膜焦電型の赤外線センサ（以下単に赤外線センサ１０と称する）である。赤外線センサ１０の検知信号は、一つは直接体温測定手段１２に、また別の一つはセンサ温度検出手段１１を介して体温測定手段１２に伝達されている。センサ温度検出手段１１は、サーミスタによって構成している。
【００１３】
また、体温測定手段１２はマイコンによって構成しており、センサ温度検出手段１１の信号と赤外線センサ１０からの信号によって体温を演算し、表示手段１３に表示している。赤外線センサ１０の前方にはチョッパ１４を配置している。チョッパ１４はセラミック等の圧電材料で構成しており、チョッパ駆動手段１５が供給する電源による共振を利用して振動して、赤外線センサ１０の入光窓を開閉している。１６はチョッパ駆動手段に電源を供給するチョッパ電源手段で、本参考例では電池の電圧を昇圧回路によって昇圧する構成としている。またチョッパ電源手段１６は体温測定手段１２の指示によって動作している。
【００１４】
なお、本参考例の赤外線センサ１０は薄膜焦電型を用いているが、他にセラミック等の誘電材料による焦電型赤外線センサに置き換えてもよい。
【００１５】
以下本参考例の動作について説明する。図示していない電源を投入し測定開始ボタンを押すと、各部が動作を開始する。すなわち、赤外線センサ１１はプローブ１を介して鼓膜から放射された赤外線の検出を開始する。赤外線センサ１１は、自己の温度と入光窓から得られた温度の差に応じた量の電荷を発生する。センサ温度検出手段１１は、前記赤外線センサ１０の自己温度を検出している。この赤外線センサ１０・センサ温度検出手段１１の信号は、体温測定手段１２に伝達されている。
【００１６】
本参考例では、この体温測定時にチョッパ１４が駆動している。つまり、チョッパ電源手段１６が体温測定手段１２の指示によってチョッパ駆動手段１５に電源を供給して、チョッパ駆動手段がチョッパ１４の駆動信号を供給しているものである。この結果赤外線センサ１０は、図２（ａ）に示しているような信号を発生する。図２（ｂ）はチョッパ１４の駆動状態を示す波形であり、チョッパ駆動手段１５の駆動信号によって振動した結果赤外線センサ１０の入光窓が開閉されている様子を示している。赤外線センサ１０に発生する信号は、入光窓が開の間に体温の赤外線を検出し、閉の間にチョッパの赤外線を検出するサイクルを繰り返し、この赤外線の量により電荷量が変わる特性により温度が検出できるものである。
【００１７】
また前記したように、この信号のピークの電圧は測定者の体温と赤外線センサ１０の自己温度との差に比例しているものである。体温測定手段１２は、この赤外線センサ１０の信号と、センサ温度検出手段１１の信号とを演算して測定者の体温を測定し、表示手段１３に表示しているものである。
【００１８】
特にこのとき本参考例では、チョッパ電源手段１６を測定時のみ駆動するようにして、体温表示を見るときなどには停止するようにしているため、不要な電力を消費することなく、省電力化した放射体温計を実現しているものである。
【００１９】
（参考例２）
続いて本発明の第２の参考例について、図３に基づいて説明する。本参考例では赤外線センサ１０の信号を増幅する増幅手段１７と、センサ温度検出手段１１の信号によって前記増幅手段１７の増幅率を変える増幅率可変手段１８とを有している。
【００２０】
以下本参考例の動作について説明する。参考例１で説明しているように、赤外線センサ１０の出力信号は人体温度と室温との差に比例したものである。従ってこの差が小さい場合、つまり室温が高い場合には、赤外線センサ１０の出力信号が小さく、体温測定手段１２が演算表示する体温も精度の低いものとなる。
【００２１】
そこで本参考例では、増幅手段１７によって赤外線センサ１０の信号を増幅して体温測定手段１２に信号を送っている。またこのとき増幅手段１７の増幅率は、センサ温度検出手段１１の信号に応じて動作する増幅率可変手段１８の信号によって決定するようにしているものである。すなわち、室温が高く赤外線センサ１０の出力電圧が小さい場合は、増幅率可変手段１８は増幅率を高く決定する。また室温が低く、赤外線センサ１０の出力電圧が大きい場合には、増幅率可変手段１８は増幅率を比較的低く決定する。
【００２２】
以上のように本参考例によれば、増幅率可変手段１８が室温に応じて増幅率を決定するようにしているため、室温による影響を低減でき、測定精度の高い放射体温計を実現できるものである。
【００２３】
（実施例１）
次に本発明の第１の実施例について、図４に基づいて説明する。本実施例では赤外線センサ１０の信号をＡＤ変換するＡＤ変換手段１９と、ＡＤ変換手段１９の電圧レベルを切り替える電圧切替手段２０とを有している。電圧切替手段２０は、センサ温度検出手段１１の信号に応じて切り替えレベルを調整するようにしている。
【００２４】
以下本実施例の動作について説明する。ＡＤ変換手段１９は、赤外線センサ１０が検出するアナログ信号をデジタル信号に変換している。また電圧切替手段１５は、温度検出手段１１からの信号により、ＡＤ変換手段１９のリファレンス電圧を切り替えている。このリファレンス電圧はＡＤ変換手段１９の１ビットあたりの分解能を決めるものである。つまり、室温と体温との差が小さい場合は、赤外線センサ１０の出力電圧は小さいためリファレンス電圧を小さくして、１ビットあたりの分解能を上げ測定精度を向上させる。
【００２５】
また室温と体温との差が大きい場合は、赤外線センサ６の出力電圧が大きいため、リファレンス電圧を大きくして１ビットあたりの分解能を下げて測定範囲を広げている。つまり、ＡＤ変換手段１９の電圧を変えて、室温の影響を少なくし、測定精度の高い放射体温計を実現しているものである。
【００２６】
（実施例２）
続いて本発明の第２の実施例について説明する。図５は、本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例では、温度測定手段１２が、センサ温度検出手段１１の断線等の異常を検出するセンサ温度異常検知部２２を備えているものである。
【００２７】
以下本実施例の動作について説明する。センサ温度検出手段１１は、サーミスタと基準抵抗とによって構成しており、基準抵抗とサーミスタの抵抗とによって分割した電源電圧を温度を示す信号として体温測定手段１２に伝達している。このサーミスタの抵抗値は、電圧はセンサ温度によりサーミスタの抵抗値が変化することにより、赤外線センサ１０の温度に応じて変化するものであり、従ってセンサ温度検出手段１１全体の抵抗も赤外線センサ１０の温度に応じて変化するものである。
【００２８】
このとき、例えばセンサ温度検出手段１１を構成しているサーミスタが割れたり、或いは接続するリード線等が断線した場合には、センサ温度検出手段１１が検出する抵抗値が非常に大きくなり高い信号電圧を出力するものである。この信号は、体温測定手段１２のセンサ温度異常検知部２２によってチェックされており、前記した異常状態の場合には体温測定手段１２は表示手段１３に、センサ温度検出手段１１が断線状態である等の異常表示を実行させる。
【００２９】
以上のように本実施例によれば、センサ温度異常検知部２２によってセンサ温度検出手段７の断線等の異常を検知し、使用者に報知することができる。
【００３０】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例について説明する。図６は、本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例では、体温測定手段１２が、赤外線センサ１０の温度信号の位相を検出する位相検出部２３と、位相検出部２３が検出した位相情報からチョッパ１０の振幅変位の異常を検出するチョッパ異常検知部２４を備えている。
【００３１】
以下本実施例の動作について説明する。位相検出部２３が赤外線センサ６の温度信号の位相を検出している。赤外線センサ１０が検出する信号は、チョッパ１４が正常である場合には、図２（ａ）に示している充電時間と放電時間とが同一となっているものである。つまり、チョッパ１４によって赤外線センサ１０の入光窓は、デューティ比約５０％で開閉されているものである。何かの原因によってチョッパ１４が変形したりしたような場合には、前記デューティ比は５０％から大きくずれるものである。位相検出部２３はこの赤外線センサ１１の位相を検出しており、チョッパ異常検知部２４がこの位相状態からチョッパ１４の異常を検出するものである。チョッパ１４の異常を検出した場合には、体温測定手段１２は表示手段１３にチョッパ１４が異常であることを表示している。
【００３２】
（実施例４）
次に本発明の第４の実施例について説明する。図７は本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例では、赤外線センサ１０は入光窓への光の入射を遮蔽する遮蔽部２５を有し、体温測定手段１２はノイズ除去部２６を有しているものである。遮蔽部２５は、例えば樹脂や金属プレートの表面に黒色塗料等を塗布して黒体面としたものを使用している。また、例えば鏡面体や白色面などを使用しても支障はないものである。つまり、赤外線センサ１０の入光窓に光が入射されることを防止できるものであればよい。
【００３３】
以下本実施例の動作について説明する。体温測定前に赤外線センサ１０の前に遮蔽部２５を配置し、試験運転を実行する。このとき赤外線センサ１０の出力は０となるはずである。つまり、遮蔽部２５が赤外線センサ１０の入光窓を遮蔽して、赤外線センサ１０には全ての光が入射されないはずである。しかし現実には、チョッパ駆動手段１５がチョッパ１４に供給する電源によるノイズ等によって、赤外線センサ１０はある量の信号を出力する（以下ノイズ分と称する）ものである。ノイズ除去部２６はこのノイズ分による信号を検出し、記憶しているものである。こうして試験運転を終了して、体温測定を行うものである。このときは、もちろん遮蔽部２５を使用しないで、鼓膜からの赤外線を検出するものである。体温測定手段１２は、前記ノイズ除去部２６が記憶したノイズ分を差し引いて、体温の演算を実行するものである。なお試験運転は、毎回の体温測定の都度実行する必要はなく、月に一度等の頻度で定期的に実行するだけで十分である。
【００３４】
（実施例５）
続いて本発明の第５の実施例について説明する。図８は本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例では、チョッパ電源手段１６に、チョッパ１４をソフトスタートさせるチョッパ起動部２７を備えている。
【００３５】
以上の構成で、チョッパ９の動作を安定化し、安定した体温測定が出来るように作用するものである。つまり、チョッパ電源手段１６にチョッパ１４をソフトスタートさせるチョッパ起動部２７を設けているため、チョッパ電源手段１６が供給する電源の電圧は緩やかな立ち上がりとなるものである。
【００３６】
チョッパ９に供給する電源の電圧が急激に立ち上がった場合は、チョッパ９を構成している材料がセラミック等の圧電材料であるため、立ち上がり時の振動の振幅が非常に大きくなり、また発生する高周波成分による影響で、共振点がずれて設定周波数では動作しなくなるものである。そこで本実施例ではこのような事態を避けるために、チョッパ電源手段１６にチョッパ起動部２７を備えて、チョッパ９がスタート時から安定して動作できるようにしているものである。
【００３７】
（実施例６）
次に本発明の第６の実施例について説明する。図９は本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例では、チョッパ駆動手段１５に駆動信号発生部２７を設けているものである。
【００３８】
以上の構成で、チョッパ駆動手段１５は駆動信号発生部２７が発生する信号に従ってチョッパ１４を振動駆動するものである。駆動信号発生部２７は、チョッパ１４の駆動信号を正弦波波形または余弦波波形としている。このため、従来の矩形波による駆動とした場合の欠点を除去できるものである。つまり、矩形波による駆動とした場合には高調波の立ち上がり時や立ち下がり時に発生する高周波成分によってチョッパ１４が共振を起こすものである。このため、チョッパが動作している間この高調波での共振音が発生するものである。この点本実施例によれば、駆動信号発生部２７がチョッパ１４の駆動信号を正弦波波形または余弦波波形としているため、高調波の発生が無く従ってチョッパの動作音を低減できるものである。
【００３９】
なお本実施例ではチョッパ１４の駆動信号を正弦波波形または余弦波波形としたが、特にこれに限定する必要はなく、矩形波のコーナ部を鈍らせた波形としても同様の効果を有するものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載した発明によれば、室温の影響を低減した精度の高い体温測定が出来る放射体温計を実現するものである。
【００４１】
また請求項２に記載した発明によれば、使用者に異常の報知が出来る放射体温計を実現するものである。
【００４２】
また請求項３に記載した発明によれば、チョッパの異常を認識して表示手段に異常を報知する放射体温計を実現するものである。
【００４３】
また請求項４に記載した発明によれば、ノイズによる影響を把握して、このノイズ分を除去して、精度の高い体温測定が出来る放射体温計を実現するものである。
【００４４】
また請求項５に記載した発明によれば、安定した体温測定が出来る放射体温計を実現するものである。
【００４５】
請求項６に記載した発明によれば、チョッパの動作音の低い放射体温計を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の参考例である放射体温計の構成を示すブロック図
【図２】（ａ）同、赤外線センサの出力信号を示す波形図
（ｂ）同、チョッパ駆動手段が出力するチョッパを駆動する駆動信号を示す波形図
【図３】本発明の第２の参考例である放射体温計の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第１の実施例である放射体温計の構成を示すブロック図
【図５】本発明の第２の実施例である放射体温計の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第３の実施例である放射体温計の構成を示すブロック図
【図７】本発明の第４の実施例である放射体温計の構成を示すブロック図
【図８】本発明の第５の実施例である放射体温計の構成を示すブロック図
【図９】本発明の第６の実施例である放射体温計の構成を示すブロック図
【図１０】従来例である放射体温計構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０  赤外線センサ
１１  センサ温度検出手段
１２  体温測定手段
１３  表示手段
１４  チョッパ
１５  チョッパ駆動手段
１６  チョッパ電源手段
１７  増幅手段
１８  増幅率可変手段
１９  ＡＤ変換手段
２０  電圧切替手段
２２  センサ温度異常検知部
２３  位相検出部
２４  チョッパ異常検知部
２５  遮蔽部
２６  ノイズ除去部
２７  チョッパ起動部
２８  駆動信号発生部
【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】
0003622753.tif 000009
【図９】
0003622753.tif 000010
【図１０】
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