(57)【要約】【課題】  測定箇所を指示できるとともに、小型化を実現しつつ高い測定精度を得ることができる放射温度計を提供する。【解決手段】  ヘッド部１００Ａにおいて、サーモパイル１０はヘッド部１００Ａの略中央部に配置されている。サーモパイル１０に近接するようにプリアンプ基板２０が配置されている。サーモパイル１０およびプリアンプ基板２０を取り囲むように、熱伝導率の高い材料からなる熱拡散部材９０が配置されている。ヘッドケーシングＫの上面ＫＵと熱拡散部材９０の上面部９０ｕとの間に、メイン基板３０およびレーザダイオード６０が配置される。ヘッドケーシングＫの下面ＫＤと熱拡散部材９０の下面部９０ｄとの間に、電源基板４０およびレーザダイオード７０が配置される。サーモパイル１０、プリアンプ基板２０、メイン基板３０、電源基板４０およびレーザダイオード６０，７０は熱拡散部材９０と接触しないように配置される。【選択図】        図５
2006215012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の温度を測定する放射温度計であって、
互いに対向する第１および第２の面ならびに互いに対向する第３および第４の面を有し、前記第１の面に前記測定対象物から放射される赤外線を透過する赤外線透過部を有するケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、前記赤外線透過部を透過した赤外線エネルギーを検出する検出素子と、
前記ケーシング内の前記第２の面と前記検出素子との間で前記第２の面に沿って設けられ、前記検出素子の出力信号を増幅する第１の回路が実装される第１の基板と、
前記ケーシング内の前記第３の面と前記検出素子との間で前記第３の面に沿って設けられ、前記第１の基板の前記第１の回路から与えられる信号に基づいて前記測定対象物の温度を算出する第２の回路が実装される第２の基板と、
前記ケーシング内の前記第４の面と前記検出素子との間で前記第４の面に沿って設けられ、前記第１および第２の回路へ電力を供給する第３の回路が実装される第３の基板と、
前記ケーシング内に設けられ、前記測定対象物へ光を出射する第１および第２の光源と、
前記ケーシング内に設けられる熱拡散部材とを備え、
前記ケーシング内に前記赤外線透過部から前記検出素子に赤外線を導く赤外線通路が形成され、
前記第１および第２の光源は、前記赤外線通路と前記第３および第４の面との間にそれぞれ配置され、
前記熱拡散部材は、前記赤外線通路と前記第１の光源との間、前記赤外線通路と前記第２の光源との間、前記検出素子および前記第１の基板と前記第２の基板との間、ならびに前記検出素子および前記第１の基板と前記第３の基板との間に配置されたことを特徴とする放射温度計。
【請求項２】
前記ケーシングは、互いに対向する第５および第６の面をさらに有し、
前記熱拡散部材は、前記検出素子、前記第１の基板および前記赤外線通路と前記第５の面との間、前記検出素子、前記第１の基板および前記赤外線通路と前記第６の面との間に配置されたことを特徴とする請求項１記載の放射温度計。
【請求項３】
前記熱拡散部材と前記検出素子および前記第１の基板との間、ならびに前記熱拡散部材と前記第２の基板、前記第３の基板、前記第１の光源および前記第２の光源との間に隙間が設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の放射温度計。
【請求項４】
前記第２の回路は、前記第１の光源を駆動する第１の駆動回路と、前記第１の回路から与えられる信号に基づいて前記測定対象物の温度を算出するとともに、前記第１の駆動回路を制御する制御回路とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放射温度計。
【請求項５】
前記第２の回路は、表示素子を含み、前記制御回路は算出された前記測定対象物の温度に基づいて前記表示素子を制御することを特徴とする請求項４記載の放射温度計。
【請求項６】
前記第３の回路は、前記第２の光源を駆動する第２の駆動回路を含み、
前記制御回路は、前記第２の駆動回路を制御することを特徴とする請求項４または５記載の放射温度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体から放射される赤外線エネルギーを検出することによりその物体の温度を測定する放射温度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、測定対象物から放射される赤外線エネルギーを検出し、その赤外線エネルギーを測定対象物の放射率で補正することにより測定対象物の実際の温度を測定する放射温度計がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般に放射温度計は、サーモパイル等の感熱素子により赤外線エネルギーを検出する。サーモパイルは、複数の熱電対を直列に接続した赤外線受光部（温接点）を備える。このようなサーモパイルにおいて、赤外線受光部に赤外線が入射すると、入射した赤外線の量に応じて温接点と冷接点との間に温度差が生じ、その差に応じた熱起電力が発生する。この熱起電力が測定対象物の温度に対応する。
【０００４】
ここで、サーモパイルにおける冷接点の温度は、サーモパイルの内部温度により変化する。そこで、サーモパイルの内部温度をサーミスタにより測定することにより、サーモパイルにより測定された測定対象物の温度をサーモパイルの内部温度に基づいて補正する。それにより、測定対象物の正確な温度を得ることができる。
【０００５】
このような放射温度計において、測定対象物から放射される赤外線エネルギーは目に見えないため、使用者は測定対象物のどの箇所を測定しているのかを認識することができない。
【０００６】
そこで、使用者が測定箇所を認識できるように、レーザダイオード（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源を用いて測定箇所を指示できる放射温度計が開発されている。
【特許文献１】特開平７−３２４９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、測定箇所を指示できる放射温度計は、レーザダイオードまたは発光ダイオード等の光源を内蔵するため大型化する。
【０００８】
また、測定箇所を指示するための光源により発生された熱がサーモパイルに対して局所的に伝達されると、サーモパイルの内部温度が不均一となる。この場合、サーミスタは正確にサーモパイルの内部温度を検出することができない。
【０００９】
さらに、サーモパイルの周辺部材（例えば、サーモパイルの保持部材等）から放射される赤外線が赤外線受光部に入射する場合がある。ここで、周辺部材の温度とサーモパイルの内部温度とが一致する場合には、赤外線受光部に入射する周辺部材の赤外線量をサーモパイルの内部温度に基づいて算出することができる。それにより、赤外線受光部に入射する全ての赤外線量から周辺部材の赤外線量を減算することにより、赤外線受光部に入射される測定対象物からの赤外線量のみを正確に得ることができる。
【００１０】
しかしながら、周辺部材の温度が光源の熱により不均一となる場合、または周辺部材の温度がサーモパイルの内部温度と異なる場合には、赤外線受光部に入射する周辺部材の赤外線量をサーモパイルの内部温度に基づいて算出することができない。それにより、赤外線受光部に入射される測定対象物からの赤外線量のみを正確に得ることはできない。
【００１１】
したがって、測定対象物の温度を正確に得るためには、サーモパイルに局所的に熱が伝達されないように、かつ、サーモパイル周辺の温度雰囲気がサーモパイルの内部温度と等しく均一となるようにサーモパイルと光源との距離をできるだけ大きくする必要があった。その結果、放射温度計の小型化はますます困難であった。
【００１２】
また、サーモパイルの出力信号は非常に小さいため、サーモパイルの出力信号を高い増幅率で増幅する必要がある。それにより、サーモパイルの出力信号がノイズの影響を受けると、測定精度が大きく低下する。
【００１３】
本発明の目的は、測定箇所を指示できるとともに、小型化を実現しつつ高い測定精度を得ることができる放射温度計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る放射温度計は、測定対象物の温度を測定する放射温度計であって、互いに対向する第１および第２の面ならびに互いに対向する第３および第４の面を有し、第１の面に測定対象物から放射される赤外線を透過する赤外線透過部を有するケーシングと、ケーシング内に設けられ、赤外線透過部を透過した赤外線エネルギーを検出する検出素子と、ケーシング内の第２の面と検出素子との間で第２の面に沿って設けられ、検出素子の出力信号を増幅する第１の回路が実装される第１の基板と、ケーシング内の第３の面と検出素子との間で第３の面に沿って設けられ、第１の基板の第１の回路から与えられる信号に基づいて測定対象物の温度を算出する第２の回路が実装される第２の基板と、ケーシング内の第４の面と検出素子との間で第４の面に沿って設けられ、第１および第２の回路へ電力を供給する第３の回路が実装される第３の基板と、ケーシング内に設けられ、測定対象物へ光を出射する第１および第２の光源と、ケーシング内に設けられる熱拡散部材とを備え、ケーシング内に赤外線透過部から検出素子に赤外線を導く赤外線通路が形成され、第１および第２の光源は、赤外線通路と第３および第４の面との間にそれぞれ配置され、熱拡散部材は、赤外線通路と第１の光源との間、赤外線通路と第２の光源との間、検出素子および第１の基板と第２の基板との間、ならびに検出素子および第１の基板と第３の基板との間に配置されたものである。
【００１５】
本発明に係る放射温度計においては、第１および第２の光源から測定対象物へ光が出射される。測定対象物から放射される赤外線は、ケーシングの第１の面の赤外線透過部およびケーシング内の赤外線通路を通じて検出素子に入射される。検出素子により入射された赤外線のエネルギーが検出される。検出素子の出力信号は、第１の基板の第１の回路により増幅される。第２の基板の第２の回路は第１の回路から与えられる信号に基づいて測定対象物の温度を算出する。
【００１６】
本発明に係る放射温度計によれば、第１および第２の光源から測定対象物へ光が出射されることにより、測定対象物の測定箇所が光により指示される。特に、第１および第２の光源が用いられるので、互いの光源から出射される光による測定箇所の指示形態を適宜設定することにより、より高い精度で測定箇所を指示することができ、より精度の高い温度測定をすることができる。
【００１７】
また、ケーシング内において、第１の基板はケーシングの第２の面と検出素子との間で、第２の面に沿うように設けられることにより、検出素子と第１の基板との間の距離を短くすることができる。この場合、検出素子と第１の基板との間の配線を短くすることができるので、検出素子の出力信号がノイズの影響を受けにくくなる。その結果、放射温度計は高い精度で測定対象物の温度を算出することができる。
【００１８】
ケーシング内において、検出素子および第１の基板と第２の基板との間に熱拡散部材が配置されてるので、第２の基板において熱が発生しても、その熱は熱拡散部材により拡散される。
【００１９】
第３の基板に実装される第３の回路は電力供給に用いられるため、発熱しやすい。しかしながら、検出素子および第１の基板と第３の基板との間に熱拡散部材が配置されてるので、第３の基板において熱が発生しても、その熱は熱拡散部材により拡散される。
【００２０】
第１および第２の光源は発光することにより熱を発生する。しかしながら、第１および第２の光源と赤外線通路との間に熱拡散部材が配置されているので、第１および第２の光源の熱は熱拡散部材により拡散される。
【００２１】
このように、第２および第３の基板ならびに第１および第２の光源により発生された熱が熱拡散部材により拡散されるので、ケーシング内の温度雰囲気がほぼ均一に保たれる。その結果、検出素子への局所的な熱の伝達が防止されるので、精度の高い温度測定が実現される。
【００２２】
特に、第１および第２の光源はケーシング内で赤外線通路に隣接し、検出素子には隣接しないので、検出素子への局所的な熱の伝達がより防止される。
【００２３】
このように、熱拡散部材の配置により、検出素子への局所的な熱の伝達が防止されるので、ケーシング内で第１および第２の光源、第１、第２および第３の基板ならびに検出素子を互いに近接して配置することが可能となる。それにより、放射温度計の十分な小型化が実現される。
【００２４】
さらに、第１および第２の光源がケーシング内で赤外線通路の周囲における空いたスペースに配置されるので、第１および第２の光源を設けることによる放射温度計の大型化が十分に防止されている。
【００２５】
ケーシングは、互いに対向する第５および第６の面をさらに有し、熱拡散部材は、検出素子、第１の基板および赤外線通路と第５の面との間、検出素子、第１の基板および赤外線通路と第６の面との間に配置されてもよい。
【００２６】
この場合、第１の基板および赤外線通路と第５の面との間、ならびに検出素子、第１の基板および赤外線通路と第６の面との間にも熱拡散部材が配置されているので、第２および第３の基板ならびに第１および第２の光源により発生される熱が広範囲に渡り拡散される。それにより、ケーシング内の温度をより均一に保つことが可能となる。その結果、検出素子への局所的な熱の伝達がさらに防止されるので、より精度の高い温度測定が実現される。
【００２７】
熱拡散部材と検出素子および第１の基板との間、ならびに熱拡散部材と第２の基板、第３の基板、第１の光源および第２の光源との間に隙間が設けられてもよい。
【００２８】
この場合、熱拡散部材と検出素子および第１の基板との間の隙間、ならびに熱拡散部材と第２の基板、第３の基板、第１の光源および第２の光源との間の隙間に空気層が存在する。この空気層は、断熱層として働き、第２の基板、第３の基板、第１の光源および第２の光源において発生された熱が、検出素子に伝達されにくくなる。この状態で、第２の基板、第３の基板、第１の光源および第２の光源において発生される熱が熱拡散部材により拡散される。それにより、ケーシング内の温度が均一に保たれるとともに、ケーシング内の温度上昇が抑制される。
【００２９】
第２の回路は、第１の光源を駆動する第１の駆動回路と、第１の回路から与えられる信号に基づいて測定対象物の温度を算出するとともに、第１の駆動回路を制御する制御回路とを含んでもよい。
【００３０】
この場合、第２の回路が実装された第２の基板において、第１の光源を駆動する第１の駆動回路は発熱しやすい。しかしながら、検出素子および第１の基板と第２の基板との間に熱拡散部材が配置されているので、第２の基板において熱が発生しても、その熱は熱拡散部材により拡散される。
【００３１】
第２の回路は、表示素子を含み、制御回路は算出された測定対象物の温度に基づいて表示素子を制御してもよい。
【００３２】
この場合、第２の回路が実装された第２の基板において、表示素子は発熱しやすい。しかしながら、検出素子および第１の基板と第２の基板との間に熱拡散部材が配置されているので、第２の基板において熱が発生しても、その熱は熱拡散部材により拡散される。
【００３３】
第３の回路は、第２の光源を駆動する第２の駆動回路を含み、制御回路は、第２の駆動回路を制御してもよい。この場合、第３の回路が実装された第３の基板において、第２の光源を駆動する第２の駆動回路は発熱しやすい。しかしながら、検出素子および第１の基板と第３の基板との間に熱拡散部材が配置されているので、第３の基板において熱が発生しても、その熱は熱拡散部材により拡散される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る放射温度計によれば、第１および第２の光源から測定対象物へ光が出射されることにより、測定対象物の測定箇所が光により指示される。
【００３５】
また、ケーシング内において、第１の基板はケーシングの第２の面と検出素子との間で、第２の面に沿うように設けられることにより、検出素子と第１の基板との間の距離を短くすることができる。この場合、検出素子と第１の基板との間の配線を短くすることができるので、検出素子の出力信号がノイズの影響を受けにくくなる。その結果、放射温度計は高い精度で測定対象物の温度を算出することができる。
【００３６】
さらに、ケーシング内において、検出素子および第１の基板と第２の基板との間に熱拡散部材が配置されてるので、第２の基板において熱が発生しても、その熱は熱拡散部材により拡散される。
【００３７】
第３の基板に実装される第３の回路は電力供給に用いられるため、発熱しやすい。しかしながら、検出素子および第１の基板と第３の基板との間に熱拡散部材が配置されているので、第３の基板において熱が発生しても、その熱は熱拡散部材により拡散される。
【００３８】
第１および第２の光源は発光することにより熱を発生する。しかしながら、第１および第２の光源と赤外線通路との間に熱拡散部材が配置されているので、第１および第２の光源の熱は熱拡散部材により拡散される。
【００３９】
このように、第２および第３の基板ならびに第１および第２の光源により発生された熱が熱拡散部材により拡散されるので、ケーシング内の温度雰囲気がほぼ均一に保たれる。その結果、検出素子への局所的な熱の伝達が防止されるので、精度の高い温度測定が実現される。
【００４０】
特に、第１および第２の光源はケーシング内で赤外線通路に隣接し、検出素子には隣接しないので、検出素子への局所的な熱の伝達がより防止される。
【００４１】
このように、熱拡散部材の配置により、検出素子への局所的な熱の伝達が防止されるので、ケーシング内で第１および第２の光源、第１、第２および第３の基板ならびに検出素子を互いに近接して配置することが可能となる。それにより、放射温度計の十分な小型化が実現される。
【００４２】
さらに、第１および第２の光源がケーシング内で赤外線通路の周囲における空いたスペースに配置されるので、第１および第２の光源を設けることによる放射温度計の大型化が十分に防止されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の一実施の形態に係る放射温度計について図１〜図２４に基づき説明する。
【００４４】
（第１の実施の形態）
（１）放射温度計の機能的な構成
図１は、第１の実施の形態に係る放射温度計のブロック図である。図１に示すように、第１の実施の形態に係る放射温度計１００は、ヘッド部１００Ａおよび本体部１００Ｂを備える。
【００４５】
ヘッド部１００Ａおよび本体部１００Ｂは互いにケーブル８０により接続されている。また、本体部１００Ｂはケーブル８１を介して図示しない外部装置に接続される。
【００４６】
図２は図１のヘッド部１００Ａのブロック図であり、図３は図１の本体部１００Ｂのブロック図である。
【００４７】
図１に示すように、ヘッド部１００Ａは、サーモパイル１０、プリアンプ基板２０、メイン基板３０、電源基板４０、中継基板５０および２つのレーザダイオード６０，７０を備える。
【００４８】
サーモパイル１０は、赤外線受光部１１（赤外線検出チップ）およびサーミスタ１２を備える。プリアンプ基板２０には、第１の信号増幅部２１および第２の信号増幅部２２が実装される。メイン基板３０には、第３の信号増幅部３１、アナログデジタル変換回路（以下、ＡＤ変換回路と略記する。）３２，３３、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３４、記憶部３５、表示灯３６およびレーザ駆動回路３７が実装される。
【００４９】
電源基板４０には、電源回路４１、通信回路４２およびレーザ駆動回路４３が実装される。電源基板４０には、電源線および信号線を含むケーブル８０が接続されている。
【００５０】
中継基板５０は複数の配線が形成された配線面を備え、メイン基板３０と電源基板４０とを電気的に接続する。さらに、中継基板５０は後述のグランド導体面を備え、ヘッド部１００Ａの各構成部の接地端子が接続される。
【００５１】
サーモパイル１０において、赤外線受光部１１は測定対象物から放射される赤外線エネルギーを検出する。サーミスタ１２はサーモパイル１０の内部温度を検出する。
【００５２】
プリアンプ基板２０において、第１の信号増幅部２１は赤外線受光部１１の出力信号を増幅する。第２の信号増幅部２２はサーミスタ１２の出力信号を増幅する。
【００５３】
メイン基板３０において、第３の信号増幅部３１は第１の信号増幅部２１の出力信号を増幅する。ＡＤ変換回路３２は、第１の信号増幅部２１の出力信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を測定対象物の検出温度値としてＣＰＵ３４へ与える。
【００５４】
ＡＤ変換回路３３は、第２の信号増幅部２２の出力信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をサーモパイル１０の内部温度値としてＣＰＵ３４へ与える。
【００５５】
記憶部３５には、サーモパイル１０に関する情報およびＣＰＵ３４が測定対象物の温度を算出するための演算式等が記憶されている。サーモパイル１０に関する情報とは、例えば、赤外線受光部１１のゲインおよびオフセット値、サーミスタ１２のゲインおよびオフセット値、ならびにサーモパイルの測定温度範囲および温度スケール等である。
【００５６】
ＣＰＵ３４には、本体部１００Ｂからケーブル８０および通信回路４２を通じて測定対象物の放射率および後述する判定信号が与えられる。ＣＰＵ３４は、ＡＤ変換回路３２から与えられる検出温度値、ＡＤ変換回路３３から与えられる内部温度値、本体部１００Ｂから与えられた放射率、ならびに記憶部３５に記憶された種々の情報および演算式に基づいて測定対象物の実際の温度値（以下、測定温度値と呼ぶ。）を算出する。そして、ＣＰＵ３４は測定温度値を通信回路４２およびケーブル８０を通じて本体部１００Ｂに与える。
【００５７】
また、ＣＰＵ３４は、ＡＤ変換回路３２の出力信号のレベルに基づいて第３の信号増幅部３１のゲインをフィードバック制御する。
【００５８】
さらに、ＣＰＵ３４は、表示灯３６、レーザ駆動回路３７および電源基板４０のレーザ駆動回路４３の動作を制御する。表示灯３６は、ＣＰＵ３４の制御により判定信号のオン状態またはオフ状態を点灯または消灯により表示する。レーザ駆動回路３７は、ＣＰＵ３４の制御によりレーザダイオード６０を駆動する。
【００５９】
電源基板４０において、電源回路４１は本体部１００Ｂからケーブル８０を通じて与えられる電力をヘッド部１００Ａの各構成部に供給する。
【００６０】
通信回路４２およびレーザ駆動回路４３は、ともに中継基板５０を介してメイン基板３０のＣＰＵ３４と接続されている。
【００６１】
通信回路４２は、上述のように、ケーブル８０を介してＣＰＵ３４と本体部１００Ｂとの間で通信を行う。レーザ駆動回路４３は、ＣＰＵ３４の制御によりレーザダイオード７０を駆動する。レーザダイオード６０，７０から出射されるレーザ光は測定対象物の測定箇所に照射される。
【００６２】
図３に示すように、本体部１００Ｂは、電源回路９１、通信回路９２、ＣＰＵ９３、表示部９４、記憶部９５、操作設定部９６、外部出力回路９７およびアナログ出力回路９８を備える。
【００６３】
電源回路９１および通信回路９２にはケーブル８０が接続されている。電源回路９１は、電池等の電力供給源を備え、その電力を本体部１００Ｂの各構成部およびヘッド部１００Ａに供給する。通信回路９２は、ケーブル８０を介してＣＰＵ９３とヘッド部１００Ａとの間で通信を行う。
【００６４】
記憶部９５は、測定対象物の放射率、演算式および判定のためのしきい値等を記憶する。使用者は、操作設定部９６を操作することにより測定対象物の放射率およびしきい値等を設定することができる。設定された放射率およびしきい値等は記憶部９５に記憶される。
【００６５】
ＣＰＵ９３は、本体部１００Ｂの各構成部の動作を制御する。また、ＣＰＵ９３は、ヘッド部１００Ａから与えられる測定温度値と記憶部９５に記憶されるしきい値との大小関係を判定し、判定結果を判定信号として外部出力回路９７を介してケーブル８１に出力する。
【００６６】
判定信号は、例えば、測定温度値がしきい値よりも高い場合にオン状態（例えば、ハイレベル）となり、測定温度値がしきい値以下の場合にオフ状態（例えば、ローレベル）となる。
【００６７】
さらに、ＣＰＵ９３は、ヘッド部１００Ａから与えられる測定温度値を外部出力回路９７を介してケーブル８１に出力するとともに、測定温度値に対応するアナログ信号をアナログ出力回路９８を介してケーブル８１に出力する。
【００６８】
このようにして、本実施の形態に係る放射温度計１００は、測定対象物の測定温度値を表示および出力するとともに、測定温度値がしきい値よりも高いか否かの判定結果（オン状態またはオフ状態）を表示および出力することができる。
【００６９】
（２）放射温度計のヘッド部の概略構造
図４〜図６は、第１の実施の形態に係る放射温度計１００のヘッド部１００Ａの基本構造を説明するための図である。図４にヘッド部１００Ａの外観斜視図が示されている。また、図５に図４のＡ−Ａ線における模式的断面図が示され、図６に図４のＢ−Ｂ線における模式的断面図が示されている。
【００７０】
ヘッド部１００Ａの各構成部は略直方体形状のヘッドケーシングＫに内蔵される。ヘッドケーシングＫは、上面ＫＵ、下面ＫＤ、前面ＫＦ、背面ＫＢおよび側面ＫＳ１，ＫＳ２を有する。
【００７１】
以下の説明においては、図４の矢印Ｘ，Ｙ，Ｚに示すように、側面ＫＳ１，ＫＳ２に垂直な方向をＸ方向と呼び、前面ＫＦおよび背面ＫＢに垂直な方向をＹ方向と呼び、上面ＫＵおよび下面ＫＤに垂直な方向をＺ方向と呼ぶ。図４以降の図面についても同様に方向を定義する。
【００７２】
図４において、ヘッドケーシングＫの前面ＫＦに赤外線集光部ＫＨおよびレーザ出射部Ｋ６０，Ｋ７０が設けられ、上面ＫＵに発光ダイオードからなる表示灯３６が設けられ、背面ＫＢにケーブル接続部ＫＪが設けられている。表示灯３６が上面ＫＵに設けられることにより、使用者は表示灯３６の点灯および点滅状況を容易に認識することができる。
【００７３】
赤外線集光部ＫＨにおいては、測定対象物から放射される赤外線が取り込まれる。図２のレーザダイオード６０，７０により発生されたレーザ光が、レーザ出射部Ｋ６０，Ｋ７０から測定箇所へ向けて出射される。詳細な構造および動作については後述する。
【００７４】
ケーブル接続部ＫＪには、ケーブル８０が接続される。このケーブル８０は、上述のように本体部１００Ｂに接続される。
【００７５】
本実施の形態に係る放射温度計１００のヘッド部１００Ａの寸法は、例えば次の通りである。図４において、ヘッド部１００Ａの高さｈは約３４ｍｍであり、幅ｗは約２０ｍｍであり、奥行きｌは約４８ｍｍである。
【００７６】
図５および図６に示すように、サーモパイル１０はＹ方向に平行な略円柱形状を有し、Ｙ方向に平行な略筒状のサーモパイルホルダ１１０に挿入された状態で、ヘッド部１００Ａの略中央部に配置されている。さらに、サーモパイル１０の背面ＫＢ側では、サーモパイル１０に近接するように、かつ背面ＫＢに平行となるようにプリアンプ基板２０が配置されている。
【００７７】
サーモパイル１０の周辺部材として用いられるサーモパイルホルダ１１０はサーモパイル１０の内部温度とその周辺の温度とをほぼ等しく均一とするために用いられる。したがって、サーモパイルホルダ１１０は、熱伝導率の高い材料からなる。詳細は後述する。
【００７８】
また、サーモパイル１０、サーモパイルホルダ１１０およびプリアンプ基板２０を取り囲むように熱拡散部材９０が配置されている。熱拡散部材９０は、図５に示すようにヘッド部１００ＡのＹＺ平面に沿った断面において略コ字形状を有し、図６に示すようにＸＺ平面に沿った断面においても略コ字形状を有する。
【００７９】
すなわち、熱拡散部材９０は、上面部９０ｕ、下面部９０ｄ、背面部９０ｂおよび側面部９０ｓを備え、熱拡散部材９０はヘッド部１００Ａの前面ＫＦ側に開口し、かつ一方の側面ＫＳ１側に開口している。
【００８０】
これにより、測定対象物から放射される赤外線が、赤外線集光部ＫＨを通じてサーモパイル１０の赤外線受光部１１（図２参照）に導かれる。
【００８１】
熱拡散部材９０は、熱伝導率の高い材料からなる。特に、熱拡散部材９０は銅、銀、アルミニウム、鉄または金等の金属材料により形成されることが好ましい。なお、本実施の形態においては、銅にニッケルめっきを施すことにより熱拡散部材９０が形成される。この場合、銅により高い熱伝導率を得ることができるとともに、ニッケルめっきにより銅の酸化が防止され、耐食性が向上する。
【００８２】
図６に示すように、熱拡散部材９０の一方の側面ＫＳ１側の開口位置には、中継基板５０が側面ＫＳ１に平行に配置される。上述のように、中継基板５０は配線面５０Ｃおよびグランド導体面５０Ｇを備える。配線面５０Ｃはサーモパイル１０側に配置され、グランド導体面５０Ｇは側面ＫＳ１側に配置されている。
【００８３】
グランド導体面５０Ｇは熱拡散部材９０と同様に熱伝導率の高い材料、すなわち銅、銀、アルミニウム、鉄または金等の金属材料により形成されることが好ましい。なお、本実施の形態において、グランド導体面５０Ｇの材料と熱拡散部材９０の材料とは同じである。
【００８４】
これにより、サーモパイル１０、サーモパイルホルダ１１０およびプリアンプ基板２０は、前面ＫＦ側を除く全ての方向において、熱拡散部材９０およびグランド導体面５０Ｇの熱伝導率の高い材料により取り囲まれている。特に、サーモパイルホルダ１１０は、Ｙ方向において長手形状を有するが、熱拡散部材９０の前面ＫＦ側の開口から外部に突出しない。
【００８５】
図５に示すように、ヘッドケーシングＫの上面ＫＵと熱拡散部材９０の上面部９０ｕとの間には、メイン基板３０およびレーザダイオード６０が配置されている。レーザダイオード６０はレーザ出射部Ｋ６０に近接し、かつサーモパイル１０と所定の距離離間するように位置している。これにより、レーザダイオード６０により発生されたレーザ光が効率よくレーザ出射部Ｋ６０から測定対象物へと出射される。メイン基板３０はヘッドケーシングＫの背面ＫＢ側で上面ＫＵに平行となるように位置している。
【００８６】
また、ヘッドケーシングＫの下面ＫＤと熱拡散部材９０の下面部９０ｄとの間には、電源基板４０およびレーザダイオード７０が配置されている。レーザダイオード７０はレーザ出射部Ｋ７０に近接し、かつサーモパイル１０と所定の距離離間するように位置している。これにより、レーザダイオード７０により発生されたレーザ光が効率よくレーザ出射部Ｋ７０から測定対象物へと出射される。電源基板４０はヘッドケーシングＫの背面ＫＢ側で下面ＫＤに平行となるように位置している。
【００８７】
サーモパイル１０およびサーモパイルホルダ１１０は熱拡散部材９０に接触しないように配置されている。また、メイン基板３０、電源基板４０およびレーザダイオード６０，７０は熱拡散部材９０と接触しないように配置されている。それにより、サーモパイル１０が挿入されたサーモパイルホルダ１１０と熱拡散部材９０との間、ならびにメイン基板３０、電源基板４０およびレーザダイオード６０，７０と熱拡散部材９０との間にはそれぞれ空気層が存在する。これらの空気層は断熱層として働く。ケーブル８０は電源基板４０と電気的に接続される。
【００８８】
上記のように、本実施の形態に係る放射温度計１００においては、２つのレーザダイオード６０，７０により発生されるレーザ光が、ヘッドケーシングＫのレーザ出射部Ｋ６０，Ｋ７０から測定対象物へと出射される。これにより、測定箇所がレーザ光により指示される。特に、２つのレーザダイオード６０，７０を用いる場合、互いのレーザ光による測定箇所の指示形態を適宜設定することにより、より精度の高い温度測定を行うことが可能となる。測定箇所の指示形態については後述する。
【００８９】
また、本実施の形態においては、サーモパイル１０とプリアンプ基板２０とが近接して配置されている。これにより、サーモパイル１０およびプリアンプ基板２０間の配線を短くすることができる。それにより、サーモパイル１０の微弱な出力信号がノイズの影響を受けにくくなる。その結果、ＣＰＵ３４は高い精度で測定対象物の温度を算出することができる。
【００９０】
本実施の形態において、ヘッド部１００ＡのヘッドケーシングＫ内では、サーモパイル１０およびプリアンプ基板２０を取り囲むように熱拡散部材９０およびグランド導体面５０Ｇが配置されている。また、熱拡散部材９０とヘッドケーシングＫとの間にはメイン基板３０、電源基板４０およびレーザダイオード６０，７０が配置されている。
【００９１】
この場合、サーモパイル１０と、メイン基板３０、電源基板４０およびレーザダイオード６０，７０との間に断熱層として働く空気層が存在するので、メイン基板３０、電源基板４０およびレーザダイオード６０，７０により発生された熱がサーモパイル１０に伝達されにくくなる。
【００９２】
また、メイン基板３０、電源基板４０およびレーザダイオード６０，７０から熱拡散部材９０に伝達された熱は、熱拡散部材９０により拡散される。これにより、サーモパイル１０に熱が伝達されにくくなるとともに、ヘッドケーシングＫ内部の温度雰囲気がほぼ均一に保たれる。
【００９３】
それにより、サーモパイル１０への局所的な熱の伝達が防止されるとともに、サーモパイル１０の内部温度と、サーモパイル１０の周辺部材（例えば、サーモパイルホルダ１１０）の温度とをほぼ等しくすることができる。その結果、ＣＰＵ３４は高い精度で測定対象物の温度を算出することができる。
【００９４】
このように、本実施の形態に係る放射温度計１００のヘッド部１００Ａにおいては、熱拡散部材９０およびグランド導体面５０Ｇの配置によりサーモパイル１０への局所的な熱の伝達を防止することができるので、ヘッドケーシングＫ内に各構成部を互いに近接して配置することが可能となる。
【００９５】
また、レーザダイオード６０，７０がヘッドケーシングＫ内で赤外線の通過路の周囲における空いたスペースに配置され、サーモパイル１０に隣接しないのでサーモパイル１０への局所的な熱の伝達がより防止される。さらに、レーザダイオード６０，７０を設けることによるヘッド部１００Ａの大型化を防止することができる。
【００９６】
これらの結果、高い精度で測定対象物の温度を算出することが可能になるとともに、放射温度計１００全体の小型化が実現される。
【００９７】
（３）放射温度計のヘッド部の詳細構造
以下、本実施の形態に係る放射温度計１００の具体的な構造および動作の詳細について説明する。
【００９８】
図７〜図９は第１の実施の形態に係る放射温度計１００のヘッド部１００Ａの詳細な構造を説明するための図であり、図１０〜図１６は図７のヘッド部１００Ａの組立て手順を説明するための斜視図である。
【００９９】
図７（ａ）にヘッド部１００Ａの正面（前面）図が示され、図７（ｂ）にヘッド部１００Ａの側面図が示されている。また、図８に図７（ａ）のＡ−Ａ線における詳細断面図が示され、図９に図７（ｂ）のＢ−Ｂ線における詳細断面図が示されている。なお、図７以降の図面においては、ヘッド部１００Ａに接続されるケーブル８０の図示を省略している。
【０１００】
本例のヘッド部１００Ａにおいては、図７（ｂ）の側面図に示すように、ヘッドケーシングＫの側面ＫＳ１，ＫＳ２の上部および下部にそれぞれ貫通孔ＫＴが設けられている。これら貫通孔ＫＴを用いてヘッド部１００Ａを所望の場所に取り付けることができる。
【０１０１】
図８に示すように、上面ＫＵには、表示灯３６の光を透過する孔部３６Ｃが形成されている。前面ＫＦの赤外線集光部ＫＨは赤外線集光レンズ２００Ｌにより構成され、レーザ出射部Ｋ６０，Ｋ７０はそれぞれレーザ用レンズカバーＬＣにより構成されている。
【０１０２】
図８および図９に示すように、ヘッドケーシングＫ内において、サーモパイル１０はサーモパイルホルダ１１０により保持されている。サーモパイル１０のサーモパイルホルダ１１０への取り付けは次のように行われる。
【０１０３】
図１０に、サーモパイル１０のサーモパイルホルダ１１０への取り付け状況が示されている。
【０１０４】
図１０に示すように、サーモパイルホルダ１１０は筒状部１１１および固定用ブロック部１１２を有する。固定用ブロック部１１２は略直方体形状を有し、固定用ブロック部１１２のＸＺ平面に平行な一面からＹ方向に延びるように、筒状部１１１が一体形成されている。
【０１０５】
固定用ブロック部１１２には、サーモパイル収容孔１１２Ｈが設けられている。サーモパイル収容孔１１２Ｈは、筒状部１１１の内部空間と連通している。
【０１０６】
筒状部１１１の内周部には円環状の第１のスリット部材１１１Ｓが形成されている。筒状部１１１の第１のスリット部材１１１Ｓの前方側に円環状の第２のスリット部材１１２Ｓが取り付けられる。
【０１０７】
図８に示すように、第１のスリット部材１１１Ｓに形成された円形のスリット（孔）の径は、第２のスリット部材１１２Ｓに形成された円状のスリット（孔）の径に比べて小さい。第１のスリット部材１１１Ｓおよび第２のスリット部材１１２Ｓは、赤外線集光レンズ２００Ｌにより集光される赤外線がサーモパイル１０に入射されるように赤外線の経路を制限する。
【０１０８】
これにより、外部から赤外線集光レンズ２００Ｌを介してヘッド部１００Ａ内に入射する赤外線が、ヘッド部１００Ａ内の種々の部材（サーモパイルホルダ１１０の内周面および後述のレンズホルダ）により反射してサーモパイル１０の赤外線受光部１１に入射することが防止される。その結果、測定対象物から直接放射された赤外線のみが赤外線受光部１１に入射する。
【０１０９】
図１０に示すように、固定用ブロック部１１２のサーモパイル収容孔１１２Ｈには、固定用リング１２０、サーモパイル１０および固定用後部キャップ１３０が順に挿入される。これにより、図８に示すように、サーモパイル１０がサーモパイルホルダ１１０内で固定される。
【０１１０】
サーモパイルホルダ１１０、第２のスリット部材１１２Ｓおよび固定用後部キャップ１３０は銅、銀、アルミニウム、鉄または金等の熱伝導率および電気伝導率の高い材料からなる。これにより、サーモパイル１０の周囲を均一な温度に保つとともに、サーモパイル１０の内部温度とサーモパイルホルダ１１０、第２のスリット部材１１２Ｓおよび固定用後部キャップ１３０の温度とをほぼ等しく均一とすることが可能となっている。
【０１１１】
それにより、サーモパイル１０の周辺部材（サーモパイルホルダ１１０および第２のスリット部材１１２Ｓ等）から放射される赤外線が赤外線受光部１１に入射する場合でも、ＣＰＵ３４はサーモパイル１０の周辺部材の赤外線量をサーモパイル１０の内部温度値に基づいて算出することができる。それにより、赤外線受光部１１に入射する全ての赤外線量から、サーモパイル１０の周辺部材の赤外線量を減算することができる。その結果、赤外線受光部１１に入射される測定対象物からの赤外線量のみを正確に得ることが可能となっており、正確な測定温度値を得ることが可能となっている。
【０１１２】
また、サーモパイルホルダ１１０、第２のスリット部材１１２Ｓおよび固定用後部キャップ１３０が電気伝導率の高い材料により形成されているので、それぞれの部材を接地することにより、微弱な出力信号を発生するサーモパイル１０を外部の電磁環境から電気的にシールドすることができる。
【０１１３】
また、上述のように、サーモパイル収容孔１１２Ｈには固定用リング１２０が挿入されている。したがって、固定用リング１２０の形状およびその材質を調整することにより、サーモパイルホルダ１１０からサーモパイル１０への熱の伝達条件およびサーモパイル１０と赤外線集光レンズ２００Ｌとの距離を調整することが可能となっている。
【０１１４】
続いて、図８に示すように、サーモパイル１０が取り付けられたサーモパイルホルダ１１０には、レンズホルダ２００およびアンプ連結スペーサ１４０が装着される。
【０１１５】
サーモパイルホルダ１１０へのレンズホルダ２００およびアンプ連結スペーサ１４０の装着は次のように行われる。
【０１１６】
図１１にサーモパイルホルダ１１０へのレンズホルダ２００およびアンプ連結スペーサ１４０の装着状況が示されている。また、図１２にサーモパイルホルダ１１０へのレンズホルダ２００およびアンプ連結スペーサ１４０の装着により完成する赤外線集光部の外観が示されている。さらに、図１３に図１２の赤外線集光部のＣ−Ｃ線断面図が示されている。なお、図１３においては、理解を容易とするためレンズホルダ２００の一部を点線で示している。
【０１１７】
図１１に示すように、レンズホルダ２００の前端には、レンズ固定リング２１０により赤外線集光レンズ２００Ｌが取り付けられている。レンズホルダ２００の外周面にはＺ方向に突出するようにレーザ支持柱２６０（図８参照）およびレーザ支持柱２７０が形成されている。レーザ支持柱２６０はレーザダイオード６０を支持し、レーザ支持柱２７０はレーザダイオード７０を支持する。
【０１１８】
さらに、レンズホルダ２００の後端には、ホルダ固定片２０１，２０２が形成されている。サーモパイルホルダ１１０の筒状部１１１にレンズホルダ２００が装着される。これにより、サーモパイルホルダ１１０とレンズホルダ２００とが固定される。
【０１１９】
サーモパイルホルダ１１０の後端面にはアンプ連結スペーサ１４０が取り付けられる。アンプ連結スペーサ１４０は、２つの基板保持部１４１，１４２を有する。この基板保持部１４１，１４２により、プリアンプ基板２０が保持される（図８および図１２参照）。これにより、赤外線集光部９００が完成する。
【０１２０】
レンズホルダ２００およびアンプ連結スペーサ１４０は、例えば、樹脂等の材料からなる。特に、熱伝導率の低い樹脂を用いた場合、レーザダイオード６０，７０により発生される熱がレンズホルダ２００へ伝達しにくい。それにより、レーザダイオード６０，７０により発生される熱のサーモパイル１０への伝達が低減される。
【０１２１】
赤外線集光部９００においては、図１３に示すように、サーモパイル１０の複数の端子１０Ｔとプリアンプ基板２０との距離Ｊが短くなる。それにより、サーモパイル１０の複数の端子１０Ｔとプリアンプ基板２０との間の配線長を短くすることができる。
【０１２２】
図８および図９に示すように、赤外線集光部９００はメインフレーム３００によりヘッドケーシングＫ内で固定される。メインフレーム３００はメイン基板３０および電源基板４０を保持する。
【０１２３】
図１４に、メインフレーム３００への赤外線集光部９００の取り付け、ならびにメインフレーム３００へのメイン基板３０および電源基板４０の取り付け状況が示されている。
【０１２４】
図１４に示すように、メインフレーム３００は４つの支持部３０１，３０２，３０３，３０４および４つの保持部３０５，３０６，３０７，３０８により一体的に形成されている。４つの支持部３０１〜３０４は略正方形に連結され、各連結部に垂直に保持部３０５〜３０８がそれぞれ連結されている。
【０１２５】
支持部３０２および保持部３０５，３０６にメイン基板３０が装着され、支持部３０４および保持部３０７，３０８に電源基板４０が装着され、支持部３０３保持部３０６，３０７の間に赤外線集光部９００のサーモパイルホルダ１１０が挿入される。
【０１２６】
赤外線集光部９００のサーモパイルホルダ１１０は、支持部３０１〜３０４および保持部３０５〜３０８により囲まれた空間内に収容される。ここで、赤外線集光部９００の基板保持部１４１，１４２（図１１参照）は保持部３０５，３０８に取り付けられる。
【０１２７】
中継基板５０はメインフレーム３００により固定される。中継基板５０は、ヘッドケーシングＫ内で、メインフレーム３００に固定されたメイン基板３０および電源基板４０と電気的に接続される。
【０１２８】
なお、メインフレーム３００によりメイン基板３０、電源基板４０および赤外線集光部９００が固定された状態において、メイン基板３０とプリアンプ基板２０との間の電気的な接続は図示しないフレキシブル配線回路基板により行われる。
【０１２９】
メイン基板３０、電源基板４０、中継基板５０、メインフレーム３００および赤外線集光部９００からなる組立て集合体はヘッドケーシングＫ内に収容される。この、組立て集合体のヘッドケーシングＫ内への収容時には、組立て集合体にさらに熱拡散部材９０およびレーザダイオード６０，７０が取り付けられる。
【０１３０】
図１５に、図１４の組立て集合体のヘッドケーシングＫ内への収容状況が示されている。また、図１６に、組立て集合体８００に対するレーザダイオード６０，７０の取り付け状況が示されている。
【０１３１】
図１５および図１６に示すように、組立て集合体８００にはレーザダイオード６０，７０が取り付けられる。組立て集合体８００へのレーザダイオード６０，７０の取り付けは次のように行われる。
【０１３２】
レンズホルダ２００のレーザ支持柱２７０の端面から延びるように突起部２７１が形成されている。図１６（ａ）に示すように、突起部２７１に連結部材７１を介してレーザ保持部材７２が取り付けられる。
【０１３３】
連結部材７１はＸ方向の孔部７１ＸおよびＺ方向の孔部７１Ｚを有する。これにより、図１６（ｂ）に示すように、連結部材７１は、レンズホルダ２００の突起部２７１に矢印Ｒ１の方向へ回転可能に取り付けられる。
【０１３４】
レーザ保持部材７２はレーザダイオード７０およびレーザ用レンズ７０Ｌを保持する。図１６（ａ）に示すように、レーザ保持部材７２には、Ｘ方向へ延びる突起部７２Ｔが形成されている。
【０１３５】
これにより、図１６（ｂ）に示すように、レーザ保持部材７２は、連結部材７１の孔部７１Ｘに矢印Ｒ２の方向へ回転可能に取り付けられる。その結果、レーザダイオード７０により発生されるレーザ光の出射方向が容易に調整される。
【０１３６】
図１６において、レンズホルダ２００のレーザ支持柱２６０（図８参照）に取り付けられる連結部材６１およびレーザ保持部材６２は図示していないが、連結部材６１およびレーザ保持部材６２の構造は連結部材７１およびレーザ保持部材７２と同じである。したがって、レーザ支持柱２６０に対しても連結部材６１およびレーザ保持部材６２が、上記同様に取り付けられる。
【０１３７】
レーザダイオード６０，７０の取り付けられた組立て集合体８００に上述の熱拡散部材９０が装着される。
【０１３８】
図１５の組立て集合体８００において、メインフレーム３００の支持部３０４と電源基板４０との間には空間ＳＤが存在し、メインフレーム３００の支持部３０２とメイン基板３０との間には空間ＳＵが存在する。これら、空間ＳＵ，ＳＤに熱拡散部材９０の上面部９０ｕおよび下面部９０ｄの一部が挿入される。
【０１３９】
また、熱拡散部材９０にはレーザ支持柱２６０，２７０に応じて切り欠きが設けられている。これにより、組立て集合体８００への熱拡散部材９０の装着時には、レンズホルダ２００とレーザダイオード６０，７０との間に熱拡散部材９０の上面部９０ｕおよび下面部９０ｄが配置される。
【０１４０】
これにより、組立て集合体８００の上面側、下面側、背面側および一方の側面側が熱拡散部材９０により覆われ、サーモパイルホルダ１１０とメイン基板３０、電源基板４０およびレーザダイオード６０，７０との間に熱拡散部材９０が配置される。
【０１４１】
最後に、熱拡散部材９０の取り付けられた組立て集合体８００が２つの部材からなるヘッドケーシングＫに収容される。ヘッドケーシングＫ内の上記の構成において、メイン基板３０とレーザダイオード６０との間の電気的な接続、ならびに電源基板４０とレーザダイオード７０との間の電気的な接続は図示しないフレキシブル配線回路基板により行われる。
【０１４２】
図１７は、図８のレーザダイオード６０，７０による測定箇所の指示形態を示す図である。以下の説明において、ヘッド部１００Ａのレーザダイオード６０，７０からはそれぞれレーザ光Ｌ１，Ｌ２が出射される。
【０１４３】
例えば、図１７（ａ）に示すように、測定箇所ＳＰに対してレーザ光Ｌ１により測定箇所ＳＰの上端を指示し、レーザ光Ｌ２により測定箇所ＳＰの下端を指示する。この場合、使用者は測定箇所ＳＰの範囲を容易に知ることができる。
【０１４４】
また、図１７（ｂ）に示すように、測定箇所ＳＰの中心でレーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２が交差するようにレーザダイオード６０およびレーザダイオード７０の出射角度を設定する。この場合、使用者はヘッド部１００Ａおよび測定対象個所ＳＰ間の距離Ｑが適正であるかを容易に知ることができる。
【０１４５】
さらに、図１７（ｃ）に示すように、測定箇所ＳＰの中心でレーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２が交差するようにレーザダイオード６０およびレーザダイオード７０の出射角度を設定するとともに、レーザ光Ｌ１，Ｌ２を所定の広がり角で出射させる。この場合、使用者はヘッド部１００Ａおよび測定対象個所ＳＰ間の距離Ｑが適正であるかを容易に知ることができるとともに、測定箇所ＳＰの範囲を容易に知ることができる。
【０１４６】
本実施の形態に係る放射温度計１００においては、図１６に示すヘッド部１００Ａの構造により、レーザダイオード６０，７０から発生されるレーザ光Ｌ１，Ｌ２の出射方向を容易に調整することができる。なお、測定箇所ＳＰの指示方法は、図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）の例に特に限定されない。
【０１４７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る放射温度計は、以下の点で第１の実施の形態に係る放射温度計１００と構成が異なる。なお、本実施の形態に係る放射温度計において、ヘッド部の外観形状は第１の実施の形態に係る放射温度計１００のヘッド部１００Ａと同じである。
【０１４８】
図１８は第２の実施の形態に係る放射温度計のヘッド部のＹＺ平面に沿った詳細断面図であり、図７（ａ）のＡ−Ａ線における詳細断面図に相当する。図１９は第２の実施の形態に係る放射温度計のヘッド部のＸＺ平面に沿った詳細断面図であり、図７（ｂ）のＢ−Ｂ線における詳細断面図に相当する。
【０１４９】
図１８および図１９に示すように、本実施の形態に係る放射温度計のヘッド部１００Ａにおいては、ヘッドケーシングＫに内蔵される赤外線集光部９００の構造が第１の実施の形態に用いられる赤外線集光部９００の構造と異なる。以下、本実施の形態に用いられる赤外線集光部９００の構造の詳細を説明する。
【０１５０】
図２０は、第２の実施の形態に係る放射温度計のヘッド部１００Ａに用いられる赤外線集光部９００の組立て状況を示す図である。なお、以降の図面（図２０〜図２４）において、赤外線集光部９００のアンプ連結スペーサ１４０（図１８）およびプリアンプ基板２０（図１８）の図示は省略する。
【０１５１】
図２０に示すように、サーモパイルホルダ４１０は前方筒状部４１１ａ、後方筒状部４１１ｂおよび固定用ブロック部４１２を有する。固定用ブロック部４１２は、Ｙ方向に沿って略筒状に形成されている。固定用ブロック部４１２のＸＺ平面に平行な一面からＹ方向に延びるように、後方筒状部４１１ｂおよび前方筒状部４１１ａが順に一体形成されている。
【０１５２】
固定用ブロック部４１２は、ＸＺ平面に沿った断面において、Ｚ方向における肉厚がＸ方向における肉厚よりも厚くなるように形成されている（図１９参照）。固定用ブロック部４１２のＺ方向における肉厚は、第１の実施の形態における固定用ブロック部１１２の肉厚よりも十分に厚く形成されている。
【０１５３】
一方、後方筒状部４１１ｂは、Ｙ方向に沿って略筒状に形成され、固定用ブロック部４１２よりも小さな外径を有する。また、後方筒状部４１１ｂは、固定用ブロック部４１２と同様に、Ｚ方向における肉厚がＸ方向における肉厚よりも厚くなるように形成されている。後方筒状部４１１ｂのＺ方向における肉厚は、第１の実施の形態における筒状部１１１の肉厚よりも十分に厚く形成されている。
【０１５４】
他方、前方筒状部４１１ａは、Ｙ方向に沿って筒状に形成され、後方筒状部４１１ｂよりもさらに小さな外径を有する。また、前方筒状部４１１ａは、その肉厚が均一となるように形成されている。
【０１５５】
本実施の形態においても、サーモパイルホルダ４１０は銅、銀、アルミニウム、鉄または金等の熱伝導率および電気伝導率の高い材料からなる。
【０１５６】
上述のように、本例のサーモパイルホルダ４１０はその肉厚が十分に厚く形成されているので、第１の実施の形態におけるサーモパイルホルダ１１０に比べて高い熱容量を有する。
【０１５７】
これにより、サーモパイルホルダ４１０にサーモパイル１０が挿入された状態で、サーモパイル１０の周囲をより均一な温度に保つとともに、サーモパイル１０の内部温度と、後述するサーモパイル１０の周辺部材の温度とをより等しく均一にすることが可能となる。その結果、サーモパイルホルダ４１０を用いることにより、より正確な測定温度値を得ることが可能となる。
【０１５８】
固定用ブロック部４１２には、サーモパイル収容孔４１２Ｈが設けられている。固定用ブロック部４１２は、前方筒状部４１１ａおよび後方筒状部４１１ｂの内部空間と連通している。
【０１５９】
図２０の矢印Ｆ１に示すように、固定用ブロック部４１２のサーモパイル収容孔４１２Ｈには、固定用リング４２０、サーモパイル１０および固定用後部キャップ４３０が順に挿入される。
【０１６０】
また、図２０の矢印Ｆ２に示すように、前方筒状部４１１ａおよび後方筒状部４１１ｂの内部に、円環状の第１のスリット部材４１１Ｓおよび第２のスリット部材４１２Ｓが順に挿入される。また、前方筒状部４１１ａのＹ方向における先端部には、円環状の第３のスリット部材４１３Ｓが取り付けられる。
【０１６１】
この状態で、サーモパイルホルダ４１０の前方筒状部４１１ａにレンズホルダ５００が取り付けられる。レンズホルダ５００の先端には、赤外線集光レンズ２００Ｌが取り付けられている。このレンズホルダ５００は、Ｙ方向における長さが第１の実施の形態において用いられるレンズホルダ２００よりも短い。
【０１６２】
このようにして組立てられたサーモパイル１０およびその周辺部材からなる集合体に、第１の実施の形態と同様にアンプ連結スペーサ１４０が取り付けられ、アンプ連結スペーサ１４０によりプリアンプ基板２０が保持されることにより、赤外線集光部９００が完成する（図１８参照）。赤外線集光部９００の内部構造の詳細を説明する。
【０１６３】
図２１は第２の実施の形態に係る放射温度計の赤外線集光部９００の側面図（Ｘ方向から見たＹＺ平面図）および正面図であり、図２２は第２の実施の形態に係る放射温度計の赤外線集光部９００の外観斜視図である。
【０１６４】
図２３は図２２の赤外線集光部９００のＤ−Ｄ線断面図であり、図２４は図２３の点線Ｎにより示される部分の拡大断面図である。
【０１６５】
図２１および図２２に示すように、レンズホルダ５００の後端にはホルダ固定片５０１，５０２が形成されており、レンズホルダ５００はホルダ固定片５０１，５０２によりサーモパイルホルダ４１０の先端に固定されている。
【０１６６】
さらに、レンズホルダ５００には、第１の実施の形態のレンズホルダ２００と同様に、Ｚ方向に突出するようにレーザ支持柱５６０およびレーザ支持柱５７０が形成されている。
【０１６７】
図２３に示すように、前方筒状部４１１ａおよび後方筒状部４１１ｂの内周面においては、固定用ブロック部４１２側から順に、スリット突起部４１１Ｔ、第１の節部４１１ｆおよび第２の節部４１２ｆが形成されている。
【０１６８】
スリット突起部４１１Ｔは、後方筒状部４１１ｂの内周面から、その中央に向かって突出し、円状のスリット（孔）を形成している。
【０１６９】
第１の節部４１１ｆには、第１のスリット部材４１１Ｓが取り付けられる。第２の節部４１２ｆには、第２のスリット部材４１２Ｓが取り付けられる。
【０１７０】
第３のスリット部材４１３Ｓ、第２のスリット部材４１２Ｓ、第１のスリット部材４１１Ｓおよびスリット突起部４１１Ｔにおける円状のスリット（孔）は、この順で小さく形成されている。
【０１７１】
また、固定用ブロック部４１２のサーモパイル収容孔４１２Ｈの前端部４１２ａには、後方スリット部４２１Ｓが形成されている。後方スリット部４２１Ｓにおける円状のスリット（孔）は、スリット突起部４１１Ｔのスリットよりもさらに小さく形成されている。
【０１７２】
これら、第１のスリット部材４１１Ｓ、第２のスリット部材４１２Ｓ、第３のスリット部材４１３Ｓ、スリット突起部４１１Ｔおよび後方スリット部４２１Ｓは、赤外線集光レンズ２００Ｌにより集光される赤外線がサーモパイル１０に入射されるように赤外線の経路を制限する。
【０１７３】
このように、本実施の形態では、５つのスリットにより赤外線の経路を制限するので、外部から赤外線集光レンズ２００Ｌを介してヘッド部１００Ａ内に入射する赤外線が、ヘッド部１００Ａ内の種々の部材により反射してサーモパイル１０の赤外線受光部１１に入射することが確実に防止される。その結果、測定対象物から直接放射された赤外線のみを確実に赤外線受光部１１に入射させることができる。
【０１７４】
図２４の拡大断面図に示すように、サーモパイル収容孔４１２Ｈにおいて、後方スリット部４２１Ｓの後部に取り付けられる固定用リング４２０は、略筒状に形成されている。固定用リング４２０は、その後端が内側にわずかに突出している。以下、この突出部を後端突出部４２０ｔと呼ぶ。
【０１７５】
サーモパイル１０は、赤外線受光部１１が固定された円形基台１５の一面側に、円状の窓が形成された金属キャップ１６が取り付けられた構造を有する。円形基台１５の他面側からは、複数の端子１０ＴがＹ方向に延びている。
【０１７６】
このような構造を有するサーモパイル１０は、円形基台１５と金属キャップ１６との接続部分である円形基台１５の全周に渡って鍔部１０Ｒを有する（図２４点線部および図２０参照）。
【０１７７】
ここで、固定用後部キャップ４３０は、その内部にサーモパイル１０を固定するための段差部４３２を有する。
【０１７８】
これにより、上述のように、サーモパイル収容孔４１２Ｈに固定用リング４２０、サーモパイル１０および固定用後部キャップ４３０が順に挿入されると、鍔部１０Ｒが、固定用リング４２０の後端突出部４２０ｔおよび固定用後部キャップ４３０の段差部４３２により挟まれた状態で固定される。
【０１７９】
サーモパイル１０の金属キャップ１６は、赤外線受光部１１を覆うようにかつ近接して配置されている。したがって、赤外線受光部１１の検出面側に位置する金属キャップ１６の部分に温度変化が生じると、検出温度値に誤差が生じる場合がある。
【０１８０】
金属キャップ１６の部分的な温度変化は、サーモパイル１０を固定する固定用リング４２０と金属キャップ１６との接触部に発生しやすい。
【０１８１】
本例の赤外線集光部９００においては、固定用リング４２０とサーモパイル１０との接触部が、円形基台１５と金属キャップ１６との接触部分である鍔部１０Ｒに限定されている。これにより、赤外線受光部１１の検出面側に位置する金属キャップ１６の部分的な温度変化が防止され、検出温度値の誤差の発生が十分に防止される。
【０１８２】
ここで、サーモパイルホルダ４１０に一体形成されている後方スリット部４２１Ｓの円状のスリットは、金属キャップ１６の円状の窓よりも小さく形成されている。
【０１８３】
上述のように、サーモパイル１０は、固定用リング４２０および固定用後部キャップ４３０によりサーモパイルホルダ４１０の内部に確実に位置決めされる。これにより、金属キャップ１６内の赤外線受光部１１の前面ＫＦ（図７参照）側の視野角度が、金属キャップ１６の窓の形状にかかわらず、後方スリット部４２１Ｓにより正確に設定される。
【０１８４】
第１の実施の形態と同様に、上記のように組立てられた赤外線集光部９００は、メイン基板３０、電源基板４０、中継基板５０およびメインフレーム３００とともに組立て集合体としてヘッドケーシングＫ内に内蔵される。それにより、第２の実施の形態に係る放射温度計１００のヘッド部１００Ａが完成する（図１８および図１９参照）。
【０１８５】
本実施の形態においても、サーモパイルホルダ４１０は熱拡散部材９０に接触しないように配置されている。それにより、サーモパイル１０が挿入されたサーモパイルホルダ４１０と熱拡散部材９０との間には空気層が存在する。この空気層は断熱層として働く。その結果、メイン基板３０、電源基板４０およびレーザダイオード６０，７０により発生された熱が熱拡散部材９０を通じてサーモパイルホルダ４１０およびサーモパイル１０に伝達されにくくなっている。
【０１８６】
また、本実施の形態では、第１のスリット部材４１１Ｓ、第２のスリット部材４１２Ｓ、第３のスリット部材４１３Ｓおよび固定用後部キャップ４３０も銅、銀、アルミニウム、鉄または金等の熱伝導率および電気伝導率の高い材料からなる。これにより、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様にサーモパイル１０の周囲を均一な温度に保つことが可能となっている。
【０１８７】
上記のレンズホルダ５００は、第１の実施の形態のレンズホルダ２００と同様に、樹脂等の熱伝導率の低い材料からなる。これにより、レーザダイオード６０，７０により発生される熱がレンズホルダ５００へ伝達しにくい。それにより、レーザダイオード６０，７０により発生される熱のサーモパイル１０への伝達が低減される。
【０１８８】
以上、第１および第２の実施の形態に係る放射温度計１００において、ヘッドケーシングＫはケーシングに相当し、前面ＫＦは第１の面に相当し、背面ＫＢは第２の面に相当し、上面ＫＵは第３の面に相当し、下面ＫＤは第４の面に相当し、側面ＫＳ１は第５の面に相当し、側面ＫＳ２は第６の面に相当し、赤外線集光部ＫＨは赤外線透過部に相当する。
【０１８９】
また、サーモパイル１０は検出素子に相当し、第１の信号増幅部２１および第２の信号増幅部２２は第１の回路に相当し、プリアンプ基板２０は第１の基板に相当し、ＣＰＵ３４を含む回路は第２の回路に相当し、メイン基板３０は第２の基板に相当し、電源回路４１を含む回路は第３の回路に相当し、電源基板４０は第３の基板に相当する。
【０１９０】
さらに、熱拡散部材９０および中継基板５０のグランド導体面５０Ｇは熱拡散部材に相当し、レーザダイオード６０は第１の光源に相当し、レーザダイオード７０は第２の光源に相当し、レーザ駆動回路３７は第１の駆動回路に相当し、レーザ駆動回路４３は第２の駆動回路に相当する。
【０１９１】
ＣＰＵ３４は制御回路に相当し、表示灯３６は表示素子に相当し、サーモパイル１０と熱拡散部材９０との間、ならびにメイン基板３０、電源基板４０およびレーザダイオード６０，７０と熱拡散部材９０との間の空気層は隙間に相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１９２】
本発明は、物体から放射される赤外線エネルギーを検出することに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】第１の実施の形態に係る放射温度計のブロック図である。
【図２】図１のヘッド部のブロック図である。
【図３】図１の本体部のブロック図である。
【図４】第１の実施の形態に係る放射温度計のヘッド部の基本構造を説明するための図である。
【図５】第１の実施の形態に係る放射温度計のヘッド部の基本構造を説明するための図である。
【図６】第１の一実施の形態に係る放射温度計のヘッド部の基本構造を説明するための図である。
【図７】第１の一実施の形態に係る放射温度計のヘッド部の詳細な構造を説明するための図である。
【図８】第１の一実施の形態に係る放射温度計のヘッド部の詳細な構造を説明するための図である。
【図９】第１の一実施の形態に係る放射温度計のヘッド部の詳細な構造を説明するための図である。
【図１０】図７のヘッド部の組立て手順を説明するための斜視図である。
【図１１】図７のヘッド部の組立て手順を説明するための斜視図である。
【図１２】図７のヘッド部の組立て手順を説明するための斜視図である。
【図１３】図７のヘッド部の組立て手順を説明するための斜視図である。
【図１４】図７のヘッド部の組立て手順を説明するための斜視図である。
【図１５】図７のヘッド部の組立て手順を説明するための斜視図である。
【図１６】図７のヘッド部の組立て手順を説明するための斜視図である。
【図１７】図８のレーザダイオードによる測定箇所の指示形態を示す図である。
【図１８】第２の実施の形態に係る放射温度計のヘッド部のＹＺ平面に沿った詳細断面図である。
【図１９】第２の実施の形態に係る放射温度計のヘッド部のＸＺ平面に沿った詳細断面図である。
【図２０】第２の実施の形態に係る放射温度計のヘッド部に用いられる赤外線集光部の組立て状況を示す図である。
【図２１】第２の実施の形態に係る放射温度計の赤外線集光部の側面図（Ｘ方向から見たＹＺ平面図）および正面図である。
【図２２】第２の実施の形態に係る放射温度計の赤外線集光部の外観斜視図である。
【図２３】図２２の赤外線集光部のＤ−Ｄ線断面図である。
【図２４】図２３の点線Ｎにより示される部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１９４】
１０  サーモパイル
２０  プリアンプ基板
２１  第１の信号増幅部
２２  第２の信号増幅部
３０  メイン基板
３４  ＣＰＵ
３６  表示灯
３７，４３  レーザ駆動回路
４０  電源基板
４１  電源回路
５０  中継基板
５０Ｇ  グランド導体面
６０，７０  レーザダイオード
９０  熱拡散部材
１００  放射温度計
ヘッドケーシングＫ
ＫＦ  前面
ＫＢ  背面
ＫＵ  上面
ＫＤ  下面
ＫＳ１  側面
ＫＳ２  側面
ＫＨ  赤外線集光部
【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】
2006215012.tif 000017
【図１６】
2006215012.tif 000018
【図１７】
2006215012.tif 000019
【図１８】
2006215012.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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