(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定装置に連結されるプローブを備えた耳式体温計において、
前記プローブは、プローブボディと、該プローブボディに結合された測温部とを含み、
前記プローブボディは、ほぼＬ字形円筒体に形成され、一端がケーブルを介して前記測定装置に接続され、他端が前記測温部に結合され、
前記測温部は、前記プローブボディに結合するフランジ部分、フランジ部分から延びる先端部分を含み、前記先端部分の内部にセンサミラーが嵌め込まれ、
前記センサミラーは、内部に凹形状反射面を有する円筒体ホルダ、該円筒体ホルダの後方から延びる連結軸、前記円筒体ホルダの前面空間にリード線で支持された測温用の第１センサおよび補正用の第２センサ、前記円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーを含み、
前記第１および第２センサを支持する各リード線が前記測温部および前記プローブボディを貫通して前記ケーブルに電気的に接続されており、
前記センサは、セラミック基板に堆積された薄膜サーミスタ、該薄膜サーミスタの両側に付着された電極、該電極に半田付けされたリード線、センサ上面全体に塗布された樹脂を含み、前記第１センサには赤外線の放射率が高く、赤外線を吸収し易い樹脂が塗布され、前記第２センサには赤外線を吸収し難い樹脂が塗布される、
耳式体温計。
【請求項２】
Ｌ字形円筒体に形成された前記プローブボディは長辺部分と屈曲短辺部分とを有し、前記長辺部分が測温対象者の耳下方付近にそって延びかつ前記屈曲短辺部分が耳孔方向に向くように前記プローブボディの輪郭が形成され、前記測温部の先端部分は測温対象者の外耳道にそうように前記フランジ部分からほぼＳ字状に蛇行して延びている、請求項１に記載の耳式体温計。
【請求項３】
前記プローブボディおよび測温部は断熱材料からなり、前記測温部の外面が抗アレルギ性材料で被覆されている、請求項１に記載の耳式体温計。
【請求項４】
前記先端部分は、前記フランジ部分に対して中心からずれた位置で該フランジ部分の中心線に関して所定の角度θ１で傾斜され、前記測温部の前記フランジ部分は前記プローブボディに結合する底面とおよび前記先端部分に連続する上面とを有し、該上面は前記底面に関して所定の角度θ２で傾斜されている、請求項２に記載の耳式体温計。
【請求項５】
前記センサミラーは、内部に凹形状反射面を有する比較的短尺の円筒体ホルダ、該円筒体ホルダの後方から延びる連結軸、前記円筒体ホルダの前面に別個のリード線で支持された第１センサおよび第２センサ、前記円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーを含む平行光集光型センサミラーである、請求項１に記載の耳式体温計。
【請求項６】
前記センサミラーは、内部に凹形状反射面を有する比較的長尺の円筒体ホルダ、該円筒体ホルダの後方から延びる連結軸、前記円筒体ホルダの前面に別個のリード線で支持された第１センサおよび第２センサ、前記円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーを含む点光源集光型センサミラーである、請求項１に記載の耳式体温計。
【請求項７】
前記円筒体ホルダの凹形状反射面は、素材表面のまま、鏡面仕上げ、金属箔貼付、または金属メッキのうちいずれかの処理が施されている、請求項５または６に記載の耳式体温計。
【請求項８】
前記各センサからのリード線を測温部前面からプローブボディ後方に案内するように、前記円筒体ホルダの前後端に切欠きが設けられ、前記連結軸に長手方向にそって複数のＶ溝が設けられた、請求項５または６に記載の耳式体温計。
【請求項９】
前記プローブボディの先端部分に連結基板が埋め込まれ、前記各センサからのリード線が前記連結基板の一端に接続され、前記ケーブルが前記連結基板の他端に接続された、請求項１に記載の耳式体温計。
【請求項１０】
前記円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーは、ポリエチレン・フィルムである、請求項５または６に記載の耳式体温計。
【請求項１１】
前記プローブは単回使用の使い捨てである、請求項１に記載の耳式体温計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、測温対象者の体温を測定する温度計に関し、特に測温部を耳孔に挿入して鼓膜の温度を測る耳式体温計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の耳式体温計の代表例について、説明の便宜上、図１７および図１８を参照して説明する。図１７は従来の耳式体温計の動作原理を示す概略構成図であり、図１８は従来の耳式体温計の測温部の縦断面図である。図１７に示すように、従来の代表的耳式体温計のプローブ１０は、サーモパイル１１を用いている。一般に、サーモパイルは、冷接点と温接点との間の温度差により電位差を生じる（ゼーベック効果）。サーモパイルを温度測定用プローブとして用いるためには、熱電対と同様に室温（環境温度）補償が必要となる。そのために、従来の耳式体温計では、サーミスタ１２が用いられている。
【０００３】
測温対象者の体温がサーモパイル１１の冷接点温度と等しいとき、プローブ１０の出力はゼロ（ゼロ点）となる。一方、測温対象者の体温がサーモパイル１１の冷接点温度よりも高いとき、プローブ１０の出力は非線形的に大きくなる。
【０００４】
プローブ１０を用いて体温を測定する場合、プローブ１０の出力は微弱である。そのために、プローブ１０の出力を信号増幅器１３によって信号処理が可能なレベルまで増幅する。リニアライザ１４ａによって非線形出力を線形化する。一方、サーミスタ１２の出力も非線形であるため、リニアライザ１４ｂによって線形化する。
【０００５】
環境温度が安定した状態では、サーミスタ１２の温度とサーモパイル１１の冷接点温度とは等しい。プローブ１０からの出力を線形化した信号は、サーミスタ１２の温度と測温対象者の体温との差となる。したがって、プローブ１０の出力を線形化した信号を放射率補正器１５によって補正し、その補正信号とサーミスタ１２の出力を線形化した信号とを加算器１６で室温補償または冷接点温度補償した後、温度換算器１７で環境温度補正を行えば、測温対象者の体温が求められる。これを表示器１８に表示する。
【０００６】
サーモパイルは、個体差の感度のバラツキが大きいため、一定の温度差であっても出力電圧にバラツキを生じる。そのために、サーモパイルを用いたプローブに対する感度調整（校正作業）が個々に必要となる。サーモパイルの赤外線吸収膜（赤外線吸収膜と温接点とが一体となった部分、図１８の１１６参照）は、測温対象者からの赤外線を吸収して温度が上昇するが、サーモパイルのパッケージからも赤外線吸収膜に対して赤外線は放射されている。通常の使用法では、パッケージはサーモパイルのヒートシンク（吸熱部）と同一の温度とみなせるが、外部からの要因により急激な温度変化が与えられると、パッケージの頭部とサーモパイルのヒートシンクとの間に温度差が生じ、プローブの出力は過渡的に不安定になる。
【０００７】
そこで、図１８に示すように、プローブ１０に温度変化が均一で緩やかに加わるようにするために、サーモパイル１１０を熱伝導度がよい金属（例えば、アルミニウム）ホルダ１１１内に設置し、さらに断熱材として空気層１１２と樹脂１１３とで囲むようにカバー１１４を設けている。サーモパイル１１０の前面に金属管１１５を設け、測温対象者からの熱放射の影響を小さくする。金属管１１５は、赤外線の放射率を小さくするように金メッキが施され、導波管の働きを持たされている。冷接点温度補償用のセンサとして半導体、サーミスタ等が用いられる。しかし、サーミスタは、生産コストが安く、精度がよいために広く用いられている。
【０００８】
サーモパイル冷接点部とサーミスタとの熱結合が悪いと、温度差を生じ、正確な計測ができなくなる。サーミスタ（図示せず）をサーモパイル１１０と同一パッケージ内に取り付け、サーモパイル冷接点部ヒートシンクとサーミスタとの熱結合度を高める。同一規格のサーミスタでもＢ常数（抵抗温度特性で任意の２点の温度から求めた抵抗値変化の大きさを表す定数）にバラツキがあるため、広い環境温度範囲で精度を保つのは困難である。例えば、電子体温計のサーミスタで人体の測定温度範囲を３４−４２℃とすると、サーミスタ精度は８℃の範囲内で精度を保つだけでよい。しかし、サーモパイルの環境温度範囲を５−４０℃とした場合、サーミスタ精度は３５℃（４０−５＝３５）の範囲内で精度を保たなければならない。
【０００９】
図１８に示すプローブ１０の構造では、環境温度上昇中にサーモパイル１１０とプローブ１０の先端部間に温度差を生じ、測温部はサーモパイル１１０よりも温度が高くなるため、正方向の誤差を生じる。環境温度下降中では、サーモパイル１１０とセンサ先端部間に温度差を生じ、測温部はサーモパイル１１０よりも温度が低くなるため、負方向の誤差を生じる。この誤差を少なくするため、サーモパイル１１０をカバー１１４で囲み温度変化の影響を少なくしているが、金属ホルダ１１１の大型化は測温対象者との関係から限界がある。環境温度変化に対する誤差対策として、サーモパイル・パッケージ内のサーミスタの単位時間当たりの変化率を計算してプローブ出力を補正し、誤差を少なくしている。
そこで、本出願人は、先の特許出願（特願２００５−０７１３５０号）において、短時間の環境温度変化による影響を排除し、環境温度変化による誤差を生じない耳式体温計を提案した。
【００１０】
前記特許出願に係る耳式体温計は、樹脂製の第１断熱部材と、第１断熱部材の先端に接続された樹脂製の第２高断熱部材と、第１断熱部材および第２高断熱部材を覆う保護カバーと、第１断熱部材および第２高断熱部材内に埋め込まれたサーミスタリード細線と、ならびにサーミスタリード細線の先端折返し部分のほぼ中央に装着された超高速応答サーミスタとを含むプローブを備えている。
【００１１】
前記特許出願に係る発明によれば、サーミスタが精度を保つ温度範囲は、測温対象者の体温範囲のみでよく、従来のサーモパイルを用いた耳式体温計のように、測定環境温度範囲全域においてサーミスタの測定精度を保つ必要がない。その結果、この特許出願に係る発明のプローブは環境温度の変化（短時間の温度変化）の影響を受けない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
耳式体温計においてサーモパイルセンサは小型化が難しいいためセンサ自身を外耳道に挿入する構造をとりにくいこと、センサとプローブ間に距離をおく方式の場合サフレームが大型となりプローブが大型化（図１８）して連続測定方式のプローブに向かないなどの問題がある。
【００１３】
慣用の耳式体温計は、短時間期間中の１回体温測定には適しているが、長時間期間中の連続体温測定には適していない。特殊な使用条件、例えば、手術中の被施術者の体温測定等においては、手術前の準備段階において十分な時間が取れるので、ある程度の立ち上がり時間（約１０分程度）を無視できること、大きな相対温度および早い温度変化を無視できること（最大で１０分間に１℃の温度変化を感知できればよい）、連続して測定する必要があること、環境温度が比較的安定していることなどの使用条件においては、現在普及している耳式体温計は高価で適切ではない。
【００１４】
そこで、本発明の第１の課題は、測温対象者の体温を長時間期間中連続測定でき、しかも安価で使い捨て可能な耳式体温計を得ることにある。
【００１５】
また、耳式体温計が測温対象者の外耳道に装着されたとき、接続コードからの外力によって装着位置が移動したり、外れたりすることがある。このような場合には、正確な体温測定ができない。
【００１６】
本発明の第２の課題は、測温対象者の外耳道に確実かつ安定して装着できる耳式体温計を得ることにある。
【００１７】
一般の耳式体温計では、校正作業が製品のコスト高をもたらしていた。本発明の第３の課題は、大幅に簡略化された校正を可能にした耳式体温計を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に基づく耳式体温計は、測定装置に連結されるプローブを備えている。プローブは、プローブボディ、プローブボディに結合された測温部を含む。プローブボディは、ほぼＬ字形円筒体に形成され、一端がケーブルを介して測定装置に接続され、他端が測温部に結合される。測温部は、プローブボディに結合するフランジ部分、フランジ部分から延びる先端部分を含み、先端部分の内部にセンサミラーが嵌め込まれる。センサミラーは、内部に凹形状反射面を有する円筒体ホルダ、円筒体ホルダの後方から延びる連結軸、円筒体ホルダの前面空間にリード線で支持された測温用の第１センサおよび補正用の第２センサ、円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーを含む。第１センサおよび第２センサを支持する各リード線が測温部およびプローブボディを貫通してケーブルに電気的に接続される。
第１センサおよび第２センサは、セラミック基板に堆積された薄膜サーミスタ、薄膜サーミスタの両側に付着された電極、電極に半田付けされたリード線、センサ上面全体に塗布された樹脂を含む。第１センサには赤外線の放射率が高く、赤外線を吸収し易い樹脂が塗布され、第２センサには赤外線を吸収し難い樹脂（例えば、２液硬化型エポキシ樹脂）が塗布されることが好ましい。このことにより第１センサおよび第２センサの示度差（温度差）がセンサの受けている赤外線の強さとしてとらえることができ、第１および第２センサと凹形状反射面の部分を赤外線センサと定義できる。
【００１９】
ここで、「前方」とは測温対象者側を言い、また、「後方」とは測定装置側を言う。以下、同様である。
【００２０】
Ｌ字形円筒体に形成されたプローブボディは長辺部分と屈曲短辺部分とを有している。長辺部分が測温対象者の耳下方付近にそって延びかつ屈曲短辺部分が耳孔方向に向くようにプローブボディの輪郭が形成される。測温部の先端部分は測温対象者の外耳道にそうようにフランジ部分からほぼＳ字状に蛇行して延びている。この形状により、プローブを測温対象者に装着したとき、プローブが耳から脱落したり、ずれたりすることはない。プローブボディおよび測温部は断熱材料からなり、測温部の外面が抗アレルギ性材料で被覆されていることが好ましい。
【００２１】
先端部分は、フランジ部分に対して中心からずれた位置でフランジ部分の中心線に関して所定の角度θ１で傾斜される。測温部のフランジ部分はプローブボディに結合する底面とおよび先端部分に連続する上面とを有する。上面は底面に関して所定の角度θ２で傾斜されている。
【００２２】
第１センサミラーは、内部に凹形状反射面を有する比較的短尺の円筒体ホルダ、円筒体ホルダの後方から延びる連結軸、円筒体ホルダの前面に別個のリード線で支持された第１センサおよび第２センサ、円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーを含む平行光集光型センサミラーである。
【００２３】
第２センサミラーは、内部に凹形状反射面を有する比較的長尺の円筒体ホルダ、円筒体ホルダの後方から延びる連結軸、円筒体ホルダの前面に別個のリード線で支持された第１センサおよび第２センサ、円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーを含む点光源集光型センサミラーである。円筒体ホルダの凹形状反射面は、素材表面のまま、鏡面仕上げ、金属箔貼付、または金属メッキのうちいずれかの処理が施されていることが好ましい。リード線を測温部前面からプローブボディ後方に案内するように、円筒体ホルダの前後端に切欠きが設けられ、連結軸に長手方向にそって複数のＶ溝が設けられることが好ましい。プローブボディの先端部分に連結基板が埋め込まれ、各センサからのリード線が連結基板の一端に接続され、ケーブルが連結基板の他端に接続されることが好ましい。円筒体ホルダの前面を覆う保護カバーは、ポリエチレン・フィルムであることが好ましい。
【００２４】
プローブは単回使用の使い捨てでもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に基づく耳式体温計においては、プローブに使用されるサーミスタが精度を保つ温度範囲は、測温対象者の体温変化範囲のみでよく、従来のサーモパイルを用いた耳式体温計のように、測定環境温度範囲全域においてサーミスタの測定精度を保つ必要がない。比較的安定した環境温度の下では、長時間期間中の連続測定が可能となる。測温回路が単純化され、温度校正が簡略化され、プローブが小型化され、量産時の組立が容易になり、小型で安価な耳式体温計が得られる。従って、本発明に基づく耳式体温計は使い捨てが可能になり、測温対象者の耳への装着が安定確実になるので、特に手術中の被施術者の体温測定に最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１〜１６を参照して、本発明に基づく耳式体温計の実施例について説明する。図１は本発明に基づく耳式体温計を備えた測定装置の概略説明図であり、図２は図１の測定装置の概略構成線図である。図１に示すように、本発明に基づく耳式体温計１は、プローブ２、ケーブル３、プローブコネクタ４、測定装置５、ケーブル６からなる。ケーブル３の一端はプローブ２のプローブボディ２１（図３参照）に接続され、また、ケーブル３の他端はプローブコネクタ４に接続される。プローブコネクタ４は測定装置５に着脱自在に連結される。ケーブル６の一端は測定装置５に接続され、また、ケーブル６の他端は温度プラグ７に接続される。温度プラグ７は表示装置８に着脱自在に連結される。
【００２７】
プローブ２の測温部２２（図３参照）は、図１５、１６に示すように、測温対象者９の耳孔９ａに装着される。
【００２８】
図２を参照して、測定装置５の概略構成を説明する。測定装置５の主な構成要素は、ＡＤ変換器５１、差動増幅器５２、制御信号処理回路５３、抵抗値出力回路５４、スイッチ群５５（スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３）、スイッチング・ライン群５６（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３）、抵抗群５７（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）を含む。
【００２９】
プローブ２は、ケーブル３、プローブコネクタ４を介して測定装置５に連結される。プローブ２は、後述する第１センサ２５、第２センサ２６を備えている。センサ２５、２６は、後述するように、サーミスタからなる。抵抗Ｒ３、Ｒ４は図２ではプローブコネクタ４内に設けられているが、それらは測定装置５に設けられてもよい。プローブコネクタ４は、図示されていないが、慣用のカードエッジ式コネクタが好ましい。このカードに、後述する校正（較正）値等の個別情報が記録される。
【００３０】
プローブ２の第１センサ２５および第２センサ２６の検出信号がＡＤ変換器５１および差動増幅器５２に入力される。ＡＤ変換器５１は制御信号処理回路５３および差動増幅器５２に接続され、制御信号処理回路５３は抵抗値出力回路５４に接続される。制御信号処理回路５３からはデジタル信号が出力され、抵抗値出力回路５４からはアナログ信号が出力される。制御信号処理回路５３はスイッチング・ライン群５６を介してスイッチ群５５に接続される。スイッチ群５５は差動増幅器５２に接続される。
【００３１】
第１センサ２５および第２センサ２６からの微少温度差信号を容易に検出できるようにするために、ＡＤ変換器５１には高精度高分解能を持たせることが好ましい。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は高精度抵抗である。ＶｒｅｆはＡＤ変換器５１の基準電圧であって、ＡＤ変換値のフルスケール値である。
【００３２】
測定装置５を用いて行う校正（較正）操作については、後述する実施例１において説明する。
【００３３】
本発明に基づく耳式体温計１のプローブ２は、図３〜６に示すように、プローブボディ２１、プローブボディ２１に連結された測温部２２、プローブボディ２１の外側にそって設けられたタブ２３を含む。プローブボディ２１は、長辺部分２１１と屈曲短辺部分２１２からなるほぼＬ字形に屈曲した円筒体に形成される。長辺部分２１１が測温対象者９の耳孔９ａの下方から顔面こめかみ付近にそって延び、屈曲短辺部分２１２が測温部２２の後述するフランジ部分２２１に結合する。この概略Ｌ字形形状は、測温部２２の先端部分２２２を測温対象者９の耳孔９ａ内で鼓膜９ｂ側に向けると共に、装着時にプローブボディ２１が耳介から脱落または耳介上で回転しないようにする（図１５、１６参照）。プローブボディ２１の下端からは後述する第１センサ２５および第２センサ２６のリード線２４６とプローブコネクタ４とを接続するケーブル３が延びている。タブ２３は、プローブ２を測温対象者９の耳孔９ａに着脱する際に作業を容易にするために設けられている。
【００３４】
測温部２２は、プローブボディ２１の屈曲短辺部分２１２に結合するフランジ部分２２１、フランジ部分２２１から延びる先端部分２２２を含む。図１６に示すように、フランジ部分２２１は耳孔９ａの入口を閉じるように形成され、また、先端部分２２２は外耳道の複雑な形状に合わせるように形成される。さらに詳細に言えば、先端部分２２２は、その長手方向に概略Ｓ字形状に蛇行して延び（図３、６）、また、フランジ部分２２１に対して中心からずれた位置でフランジ部分２２１の中心線２２１Ｃに関して所定の角度θ１（約１５〜２０度）で傾斜されている（図５）。さらに、図４に示すように、測温部２２のフランジ部分２２１はプローブボディ２１に結合する底面２２１ａと、先端部分２２２に連続する上面２２１ｂとを有し、上面２２１ｂは底面２２１ａに関して所定の角度θ２（約５〜１０度）で傾斜されている。
【００３５】
プローブ２を構成するプローブボディ２１、測温部２２、タブ２３、センサミラー２４ａ、２４ｂは断熱性材料から作られる。測温部２２は、測温対象者９のアレルギ体質を考慮して、エラストマまたはシリコンゴムで被覆することが好ましい。
【００３６】
プローブ２の寸法関係は、一例として、次のとおりである。図４に示すように、測温部２２の先端部分２２２の長さＬを１０ｍｍ、先端直径ｄ３を６．５ｍｍ、根本直径ｄ２を７．５ｍｍ、フランジ部分２２１の基部直径ｄ１を１６〜１７ｍｍとしている。外耳道入口から鼓膜までの距離は個人差が比較的に少ないが、安全を取って長さＬを１０ｍｍにしている。プローブ先端から鼓膜までは７〜１０ｍｍ程度となる。先端部分２２２の先端直径ｄ３は、センサの性能向上の観点からは可能な限り大きい方がよい。しかし、外耳道が大きく変化する「第２カーブ」周辺に測温部２２の先端部分２２２が位置する（図１６参照）ことから、測温対象者９に苦痛を与えない範囲内でできるだけ大きく設定している。測温部２２のフランジ部分２２１は装着時の安定性を決定する。そこで、外耳道入口に合わせて先端直径ｄ３よりも大きな根本直径ｄ２および基部直径ｄ１としている。
【００３７】
フランジ部分２２１は、外耳道入口周辺部分に相当する。この部分の大きさは装着時の安定性に大きく影響を及ぼす。そこで、耳介の比較的小さな人を考慮して、フランジ部分２２１の基部直径ｄ１を１６〜１７ｍｍとし、フランジ部分２２１の底面２２１ａに関する上面２２１ｂの傾斜角度θ２を５〜１０度としている。フランジ部分２２１の上面２２１ｂに対する先端部分２２２の取付け位置および傾斜角度θ１は、外耳道の複雑な形状に合わせた複雑な形状にすべきではあるが、加工が困難であるので、代表寸法を採用している。
【００３８】
前述したように、本発明に基づく耳式体温計１のプローブ２は、プローブボディ２１、測温部２２、タブ２３を含む。測温部２２は、フランジ部分２２１、先端部分２２２を含む。図６、７に示すように、測温部２２の先端部分２２２の内部に第１センサミラー２４ａまたは第２センサミラー２４ｂが嵌め込まれる。第１センサミラー２４ａは、図８に示す平行光集光型センサミラーである。第２センサミラー２４ｂは、図９に示す点光源集光型センサミラーである。各センサミラー２４ａ、２４ｂは、各センサ２５、２６の組付け作業を容易にするために、測温部２２とは別部品としている。
【００３９】
第１センサミラー（平行光集光型センサミラー）２４ａは、図８に示すように、内部に凹形状反射面２４１を有する比較的短尺の円筒体ホルダ２４２ａ、ホルダ２４２ａの後方から延びる連結軸２４５、ホルダ２４２ａの前面にリード線２４６で支持された後述する第１センサ２５および第２センサ２６、ホルダ前面を覆う保護カバー２７を含む。第２センサミラー（点光源集光型センサミラー）２４ｂは、図９に示すように、内部に凹形状反射面２４１を有する比較的長尺の円筒体ホルダ２４２ｂ、ホルダ２４２ｂの後方から延びる連結軸２４５、ホルダ２４２ｂの前面にリード線２４６で支持された後述する第１センサ２５および第２センサ２６、ホルダ前面を覆う保護カバー２７を含む。第２センサミラー２４ｂは、第１センサミラー２４ａとほぼ同一の構造であるが、円筒体ホルダ２４２ｂが第１センサミラー２４ａの円筒体ホルダ２４２ａよりも長く前方に伸長しかつ第１センサ２５および第２センサ２６がそれに伴って前方に配置されている点が相違している。
【００４０】
各センサミラー２４ａ、２４ｂの反射面２４１は、素材の鏡面仕上げのままにするか、さらにその上に金属（例えば、アルミニウム）箔を貼り付けるか、ニッケルメッキを施すことが好ましい。
【００４１】
第１センサミラー（平行光集光型センサミラー）２４ａは、円筒体ホルダ２４２ａの前面の平行光をセンサ２５、２６に集光する。第２センサミラー（点光源集光型センサミラー）２４ｂは、鼓膜想定位置の点光源からの光を集光する。保護カバー２７は、放射エネルギ損失を抑え、センサ２５、２６を保護する材料であればよい。例えば、厚み０．０１５ｍｍのポリエチレン・フィルムが好ましい。保護カバー２７は、センサミラー２４ａ（２４ｂ）の円筒体ホルダ２４２ａ（２４２ｂ）の外周面と測温部２２の先端部分２２２の穴内周面との間に一部が押し込まれて固定される。
【００４２】
第２センサミラー（点光源集光型センサミラー）２４ｂの具体的構造を図１０に示す。円筒体ホルダ２４２ｂの前後端には切欠き２４２ｄが設けられ、また、連結軸２４５には長手方向にそってＶ溝２４５ｇが４本設けられている。各センサ２５、２６に接続しているリード線２４６は、切欠き２４２ｄおよびＶ溝２４５ｇを通り、後述するように、フランジ部分２２１内で、ケーブル３に電気的に接続される。第１センサミラー２４ａについても同様である。
【００４３】
図６、７に示すように、各センサ２５、２６から延びるリード線２４６は、プローブボディ２１の先端に埋め込まれた連結基板２１３に接続される。ケーブル３の一端が基板２１３に接続される。
【００４４】
示度試験の結果、プローブ２の示度は外気温度によって影響を受けることがわかった。そこで、測温用のセンサ（第１センサ２５）の外に別のセンサ（第２センサ２６）を設けて、外気温度の影響を補正する。
【００４５】
第１センサ２５および第２センサ２６には、小熱容量、高熱感受性、高赤外線反応温度上昇率等の特性を備えたサーミスタ素子が適している。例えば、東京都墨田区に所在する石塚電子株式会社から市販されている薄膜サーミスタが好適である。この薄膜サーミスタは、例えば、長さ０．４ｍｍ、幅０．１ｍｍ、厚み０．２ｍｍの寸法である。この薄膜サーミスタ２５１は、図１１−１３に示すように、セラミック基板２５２（例えば、長さ０．６ｍｍ、幅０．３ｍｍ、厚み０．２ｍｍ）上に堆積される。セラミック基板２５２上で薄膜サーミスタ２５１の両側にある電極２５３にリード線２４６（図８、９参照）が半田付けされる（図１３）。センサ上面全体に樹脂を塗布して薄膜サーミスタ２５１および電極２５３を絶縁保護することが好ましい。
【００４６】
測温用の第１センサ２５は、図１４に示すように、センサミラー２４ａ（２４ｂ）の反射面２４１の集光点に配置される。外気温度補正用の第２センサ２６は、集光点から外れた位置に配置される。各センサ２５、２６は、リード線２４６によって反射面２４１の前方空間に片持ち式に支持される。第１センサ２５には、赤外線の放射率が高く（赤外線を良く吸収し発熱する）、赤外線により発生した熱を発散し易い樹脂（例えば、黒色熱硬化性のエポキシ樹脂）が塗布される。第２センサ２６には、赤外線を吸収し難い樹脂（例えば、２液硬化型エポキシ樹脂）が塗布される。
【００４７】
第１センサ２５のリード線２４６の直径（例えば、０．０５ｍｍ）を第２センサ２６のリード線２４６の直径（例えば、０．０８ｍｍ）よりも細くし、第１センサ２５のリード線２４６の熱抜けを第２センサ２６のリード線２４６よりも低くし（保温性を高め）、両センサ間の示度差を大きく設定する。
【００４８】
第１センサ２５および第２センサ２６を同時に温度校正（較正）する。この校正のさいには、赤外線による影響がない状態で校正をしなければならない。センサ２５、２６をセンサミラー２４ａ（２４ｂ）に組み込んだときに赤外線の影響下で校正されていると示度差が小さくなる。最もよい校正方法は、液体中に埋没させて行うことであるが、しかし量産に適さないので、温度制御されたアルミニウム板でセンサ２５、２６を挟む方法を採用する。赤外線の影響を極力避けるために、アルミニウム板の表面に白アルマイト処理を施す。
【００４９】
温度校正は、２点温度による校正とする。第１センサ２５は未校正のままとし、第２センサ２６は第１センサ２５の示度に対する校正と温度に対する校正とする。両センサ間の示度差を取得するときに、校正の計算誤差が少なくなるように、一方に合わせることにした。
【実施例１】
【００５０】
（１）測定装置の操作
前述した図２に示す測定装置５を用いて、測温対象者９の体温を測定する。まず、プローブコネクタ４を測定装置５に接続し、温度プラグ７を表示装置８に接続する。
【００５１】
ａ）オフセット校正（較正）
スイッチ群５５のスイッチＳ１をオン、スイッチＳ２およびＳ３をオフにする。ＡＤ変換を実行し、オフセット値を求める。抵抗Ｒ１、Ｒ２が既知であるから、ＡＤ入力値が既知となる。ＡＤ変換値とＡＤ入力値との差は、差動増幅器５２およびＡＤ変換器５１のオフセット誤差である。オフセット校正時のＡＤ変換器入力Ｖ１は、Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）×Ｖｒｅｆとなる。高精度ＡＤ変換器の場合、測定毎にセルフキャリブレーションが行われるため、ＡＤ変換器のオフセット誤差は無視してよい。従って、オフセット誤差は実質的に差動増幅器５２に起因する。
【００５２】
ｂ）第１センサ２５の測定
スイッチＳ２をオン、スイッチＳ１およびＳ３をオフにする。ＡＤ変換を実行し、ＡＤ変換値を求める。第１センサ２５の測定時のＡＤ変換入力Ｖ２は、Ｒ３／（Ｒ３＋ＲＴｈ１）×Ｖｒｅｆとなる。ただし、ＲＴｈ１は、任意の温度における第１センサ２５の抵抗値である。
【００５３】
ｃ）第２センサ２６の測定
スイッチＳ３をオン、スイッチＳ１およびＳ２をオフにする。ＡＤ変換を実行し、ＡＤ変換値を求める。第２センサ２６の測定時のＡＤ変換入力Ｖ３は、Ｒ４／（Ｒ４＋ＲＴｈ２）×Ｖｒｅｆとなる。だだし、ＲＴｈ２は任意の温度における第２センサ２６の抵抗値である。
【００５４】
ｄ）第１センサ２５と第２センサ２６とのＡＤ変換値差
第１センサ２５のＡＤ変換値からオフセット校正で求めたオフセット値を引く。この値と第１センサ２５と第２センサ２６とのＡＤ変換値の差の関係から、測定しようとする目標点の温度を求める。測定された温度データは、信号処理回路５３からデジタル信号として出力され、また、抵抗値出力回路５４からアナログ信号が出力される。アナログ信号はセンサ（サーミスタ）入力の温度計や表示器に接続可能にするためである。ここで対象とするのは標準的サーミスタであって、広く普及した抵抗温度特性のサーミスタである。
【００５５】
測定された温度データをＭＣＵ内部演算で温度をサーミスタ抵抗値に変換し抵抗値出力回路５４に出力する。
【００５６】
測定装置５は、測定対象温度を長時間期間中連続的に測定することを目的とし、その操作手順は、（１）校正、（２）第１センサ２５の測定、（３）第２センサ２６の測定、（４）測定温度計算、（５）温度データ出力となる。前記の操作手順（１）−（５）を連続的に繰り返す。
【００５７】
（２）サーミスタ・センサの放射校正（較正）
一定温度に設定した黒体炉（模擬耳孔形状）にプローブ２を挿入し、示度差（赤外線）と相対温度とを取得した。
【００５８】
示度差（Ｘ）と相対温度（Ｙ）との関係をグラフに現すと、その曲線は非線形で４次の多項式によく合致する。これは、サーモパイルの出力特性によく合致する。相対温度（Ｘ）が１℃以内のとき、示度差（Ｙ）０．００１℃当たりの相対温度（Ｘ）は０．００５〜０．０１℃であった（個体差はある）。
【００５９】
製品の誤差を±０．１℃、校正後の示度の誤差を±０．０５℃と設定する。校正時の誤差として±０．０３℃、分解能（ハードウエア）誤差として±０．０２℃と設定すると、サーミスタ回路（ＡＤ変換能力を含む）の分解能は最低０．００２℃が必要である。
従来の耳式体温計では、短時間期間中の１回測定を基本としているので、サーモパイルが計測しなければならない相対温度は２５℃以上を必要とした。従って、校正値は、サーモパイルの非線形出力を直線化できる４次多項式またはテーブルを持たなければならなかった。しかし、本発明に基づく耳式体温計においては、示度安定後の連続測定（長時間期間中連続測定）を基本としており、密閉空間を作り出すので、センサ自体の温度は測定対象である鼓膜およびその周辺組織と非常に近くなり、相対温度としては最大２℃程度が正確に計測できればよいことになる。
【００６０】
従って、赤外線による示度差は非線形出力の４次多項式となるが、示度安定後の精度を±０．１℃と設定した場合、相対温度の少ない部分の１℃程度までの直線式または最大２℃までの二次式によって校正することで、±０．０５℃の精度内で校正することが可能である。
【００６１】
（３）温度ドリフトの校正（較正）
１回測定（短時間期間中１回測定）を基本とする耳式体温計であれば、１０−４０℃程度の環境温度に対応するために、環境温度別の校正値として多項式またはテーブルを持つか、またはドリフトに対応する補正式を持つ必要があった。
【００６２】
本発明に基づく耳式体温計においては、この温度ドリフトを起こす環境温度は、装着される耳内温度となり、最大３０〜４０℃の範囲である。測定の結果、環境温度１℃当たり±０．００４℃であり、ドリフトに対応しなくとも、示度の誤差は±０．０５℃以内である。
【００６３】
示度が安定するまでの立ち上がり時間は、直線式で校正した場合（１０分後の示度を最終到達示度として±０．１℃以内に到達する時間）、黒体炉では５分、人体では個人差はあるが５−１０分となる。これを２次式の校正で行うと約半分の時間で到達する。
【００６４】
このことは、製造時の校正時間に大きく影響を及ぼす。校正式が単純であるほど、時間が短くなり（測定点が少なくてすむ）、安定時の誤差も少なくできる。
【実施例２】
【００６５】
センサミラーの示度特性
前述した２種類のセンサミラーについて示度特性を評価した。評価対象の１つは、平行第１センサミラー（平行光集光型センサミラー）２４ａであり、他の１つは第２センサミラー（点光源集光型センサミラー）２４ｂである。
【００６６】
約２５℃、無風状態の良好環境において、本発明に係る耳式体温計を人体に使用した。第１センサミラー（平行光集光型センサミラー）２４ａは、他部位の体温との差に個人差が出難い。第２センサミラー（点光源集光型センサミラー）は、個人差が出易い。
【００６７】
環境温度を下げたり、風を当てたりした状態で、同様の試験を行った。試験対象者の皮膚温度が下がり、それにつれて示度が低くなった。第１センサミラー２４ａでは示度低下が顕著に起きた。これは、雰囲気温度が皮膚温度に大きく影響されるためであろうと考えられる。第２センサミラー２４ｂではこの傾向が少なく、測温対象者によってはまったく低下しない場合もあった。このことから、第１センサミラー２４ａは、耳孔のより深い位置の温度を検出できることがわかった。
【００６８】
第１センサミラー２４ａよりも第２センサミラー２４ｂにおいて低くなる測温対象者（センサを鼓膜方向に向けられないか、または鼓膜までの距離が長い人体特徴を有する者）の場合でも、第２センサミラー２４ｂでは低くならずに測定できた。
【００６９】
プローブの最適化または専用化ができる場合であれば、第２センサミラー２４ｂが断然よいことがわかる。個人差が大きく、これを吸収できない場合であれば、第１センサミラー２４ａが好ましい。
【００７０】
一般に、耳孔の構造は、年齢、性別、人種によって異なる。子供の耳孔は、大人の耳孔に比べて鼓膜までの距離が短く、比較的真直であるので、第２センサミラー２４ｂが適している。大人の場合、白人系は耳孔が比較的真直であるので、第２センサミラー２４ｂが適している。一方、日本人等のモンゴロイド系は耳孔の曲がりが大きく、個人差が出易いので、第１センサミラー２４ａが適している。第１センサミラー２４ａと第２センサミラー２４ｂとの間に様々な中間型センサミラーを設けることによって、個人差に対応できると考えられる。
【実施例３】
【００７１】
他製品との比較
本発明に係る耳式体温計を既存の鼓膜用温度プローブ（サーミスタ）と比較した。比較例は、下記のとおりである。
比較例１：  小さなセンサを鼓膜に直接接触させるプローブ（接触型）
比較例２：  緩衝材でセンサを包み、鼓膜に直接接触させるプローブ（接触型）
比較例３：  緩衝材でセンサを包み、鼓膜に接触させないプローブ（非接触型）
比較例４：  サーモパイル使用の耳式体温計
【００７２】
手術中の温度管理において、臨床的に中枢温度の絶対値がわからなければならない場合は少ない。手術中は、必ずしも絶対温度を監視しているのではなく、温度変化を捉えることが主体となっており、そのときの示度が中枢温度に近い。このことから考えると、比較例１が最も適しているが、鼓膜へのダメージが大きく、その対策を講じるのが容易ではない。従って、比較例１はほとんど使用されていない。比較例２は鼓膜へのダメージの危険性は依然として残っており、計測される示度は空洞内温度となってしまう。
【００７３】
比較例３では、示度に１〜２℃の差が出る。これまでの実験から、単にセンサ直近の外耳道温度を計測しているに過ぎず、個人差、環境差に対応できないばかりではなく、中枢温度の変化を捉え難い。
【００７４】
比較例４では、自己温度の変化を捉え難く、連続的に安定した示度を得られ難い。
【００７５】
一方、本発明に係る耳式体温計では、比較例１〜３に比べて、鼓膜との接触はなく、鼓膜に与えるダメージの危険性は皆無である。耳道温度より先の鼓膜およびその周辺温度を計測でき、中枢温度の変化を追うことができる。また、比較例４に比べて、小型安価であり、様々な個人差の対象者に使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の耳式体温計は、人間のみならず、動物にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に基づく耳式体温計を備えた測定装置の概略説明図である。
【図２】図１の測定装置の概略構成線図である。
【図３】本発明に基づく耳式体温計の斜視図である。
【図４】本発明に基づく耳式体温計の側面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線から見た耳式体温計の平面図である。
【図６】本発明に基づく耳式体温計を構成するプローブの一部破断側面図である。
【図７】図６と同様な図面の一部であって、プローブの別の実施例を示す。
【図８】本発明に基づくプローブを構成するセンサミラーの縦断面図である。
【図９】図８と同様な図面であって、センサミラーの別の実施例を示す。
【図１０】図９に示すセンサミラーの各種図面であって、（Ａ）図は斜視図、（Ｂ）図は側面図、（Ｃ）図は（Ｂ）図の右側正面図、（Ｄ）図は（Ｂ）図の左側背面図である。
【図１１】本発明に基づくプローブを構成するセンサの平面図である。
【図１２】図１１の側面図である。
【図１３】図１１と同様な図面であって、センサにリード線を固定した状態を示す。
【図１４】図８のＸＩＶ−ＸＩＶ線から見たセンサミラーの正面図であって、各センサの取付け位置を示す。
【図１５】本発明に基づく耳式体温計のプローブを測温対象者の耳に装着した状態を示す外観図である。
【図１６】本発明に基づく耳式体温計のプローブを測温対象者の耳孔内部に装着した状態を示す説明図である。
【図１７】従来の耳式体温計の動作原理を示す概略構成図である。
【図１８】従来の耳式体温計の測温部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１    耳式体温計                          ２    プローブ
３、６    ケーブル                            ４    プローブコネクタ
５    測定装置                            ７    温度プラグ
８    表示装置                            ９    測温対象者
９ａ    耳孔                              ２１    プローブボディ
２２    測温部                            ２３    タブ
２４ａ    第１センサミラー                ２４ｂ    第２センサミラー
２５    第１センサ                        ２６    第２センサ
２７    保護カバー                        ５１    ＡＤ変換器
５２    差動増幅器                        ５３    制御信号処理回路
５４    抵抗値出力回路                    ５５    スイッチ群
５６    スイッチング・ライン群            ５７    抵抗群
２１１    長辺部分                        ２１２    屈曲短辺部分
２１３    連結基板                        ２２１    フランジ部分
２２２    先端部分                      ２２１ａ    底面
２２１ｂ    上面                          ２２１Ｃ    中心線
２４１    凹形状反射面                  ２４２ａ    円筒体ホルダ
２４２ｂ    円筒体ホルダ                  ２４２ｄ    切欠き
２４５    連結軸                        ２４５ｇ    Ｖ溝
２４６    リード線                        ２５１    薄膜サーミスタ
２５２    セラミック基板                  ２５３    電極
【図１】
0004751174.tif 000002
【図２】
0004751174.tif 000003
【図３】
0004751174.tif 000004
【図４】
0004751174.tif 000005
【図５】
0004751174.tif 000006
【図６】
0004751174.tif 000007
【図７】
0004751174.tif 000008
【図８】
0004751174.tif 000009
【図９】
0004751174.tif 000010
【図１０】
0004751174.tif 000011
【図１１】
0004751174.tif 000012
【図１２】
0004751174.tif 000013
【図１３】
0004751174.tif 000014
【図１４】
0004751174.tif 000015
【図１５】
0004751174.tif 000016
【図１６】
0004751174.tif 000017
【図１７】
0004751174.tif 000018
【図１８】
0004751174.tif 000019