(57)【要約】【課題】  環境温度により示度がオフセットしない正確な測定をすることができる鼓膜温度計を提供する。【解決手段】  測温時にはその一部を被測温者の外耳道１０の内側に挿入されるケース３２と、ケース３２に収納され、被測温者の鼓膜２３から放射される赤外線を検出するサーモパイル２２と、ケースの内部温度およびサーモパイル２２の冷接点温度を計測する内部温度センサ２５とを設け、サーモパイル２２および内部温度センサ２５の出力値を用いて被測温者の鼓膜温度を算出する算出手段２６ａを設けた鼓膜温度計２０において、測温時において、外耳道の外側に面したケースの外部温度を検知する外部温度センサ３０を設け、外部温度および内部温度に基づいてケースを加熱または冷却する温度調整手段２８を設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測温時にはその一部を被測温者の外耳道の内側に挿入されるケースと、
前記ケースに収納され、前記被測温者の鼓膜から放射される赤外線を検出するサーモパイルと、
前記ケースの内部温度および前記サーモパイルの冷接点温度を計測する内部温度センサとを設け、
前記サーモパイルおよび前記内部温度センサの出力値を用いて前記被測温者の鼓膜温度を算出する算出手段を設けた鼓膜温度計において、
前記測温時において、前記外耳道の外側に面した前記ケースの外部温度を検知する外部温度センサを設け、
前記外部温度および前記内部温度に基づいて前記ケースを加熱または冷却する温度調整手段を設けたことを特徴とする鼓膜温度計。
【請求項２】
前記温度調整手段は、前記内部温度センサによる出力温度と外部温度センサによる出力温度とが同一温度となるように制御されることを特徴とする請求項１記載の鼓膜温度計。
【請求項３】
測温時にはその一部を被測温者の外耳道の内側に挿入されるケースと、
前記ケースに収納され、前記被測温者の鼓膜から放射される赤外線を検出するサーモパイルと、
前記ケースの内部温度および前記サーモパイルの冷接点温度を計測する内部温度センサとを設け、
前記サーモパイルおよび前記内部温度センサの出力値を用いて前記被測温者の鼓膜温度を算出する算出手段を設けた鼓膜温度計において、
前記測温時において、前記外耳道の外側に面した前記ケースの外部温度を検知する外部温度センサを設け、
前記算出手段は、さらに前記外部温度に基づいて前記鼓膜温度を算出することを特徴とする鼓膜温度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鼓膜温度計に関し、特に、鼓膜から放射される赤外線を非接触で検出することによって検温する鼓膜温度計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
体温計には脇下温度計や舌下温度計が広く知られているが、近年、鼓膜の温度から体温を測る手法が提案され、実用化されてきた。そのための鼓膜温度計としては、例えば特許文献１で提案されている。
【０００３】
図９は特許文献１の図２の要部拡大図である。この鼓膜温度計１００は、外耳道入口１０１から外耳道の第１屈曲部１０２に達する長さの支持体１０３と、この支持体１０３に開けた挿通孔１０４に移動可能に挿通したリード線１０５と、このリード線１０５の先端に取り付けたパッケージ１０６と、挿通孔１０４に嵌めたホルダ１０７と、リード線１０５の挿入量を規定するストッパ１０８と、リード線１０５の後端から温度計本体１０９まで延ばした接続線１１０とからなる。
【０００４】
パッケージ１０６には図示せぬサーモパイルおよびサーミスタを内蔵している。そのサーモパイルで２本の直線で示した視野θで鼓膜１１１の放射赤外線を検出する。この検出信号にサーミスタで測温するパッケージ１０６自体の検出信号を加えた信号を、リード線１０５および接続線１１０を通じて温度計本体１０９に送る。この温度計本体１０９で信号を処理した上で、温度計本体１０９に温度（鼓膜温度）を表示させる。リード線１０５は剛性があり、パッケージ１０６を図の位置に保持する支持部材の役割を兼ねる。
【０００５】
２本の直線で示した視野θには、鼓膜１１１のみならず第２屈曲部１１２より鼓膜１１１寄りの外耳道内側部１１３が臨める。この結果、外耳道内側部１１３と鼓膜１１１とを平均化した温度が温度計本体１０９に表示される。すなわち、鼓膜１１１より外耳道内側部１１３は低温であり、温度計本体１０９の表示温度は鼓膜１１１の実温度より低くなる。
【０００６】
外耳道内側部１１３を臨まぬように視野θを狭めて、鼓膜１１１のみを検出する手法はある。しかし、このように指向性を高めると、リード線１０５が僅かに撓んでも鼓膜１１１から外れて外耳道内側部１１３を検出するおそれがある。そこで、確実に鼓膜１１１の放射赤外線をサーモパイルで検出させることのできる技術が望まれる。
【０００７】
上記要望に応えるために、特許文献２での鼓膜温度計は、鼓膜が放射する赤外線を検出する非接触式温度センサとしてのサーモパイルと、温度補償のためにサーモパイル自体の温度を計測するサーミスタと、これらのサーモパイルおよびサーミスタの出力を増幅するプリアンプ回路と、これらのサーモパイル、サーミスタおよびプリアンプ回路を一括収納するケースと、からなり、ほぼＳ字状に蛇行している人の外耳道の２つのカーブを耳の入口から鼓膜に向かって第１カーブ、第２カーブと呼ぶときに、ケースは、第１カーブに沿った第１曲げ部と第２カーブに沿った第２曲げ部とを備えることで、先端部が第２カーブと鼓膜との間に達するようにし、この先端部にサーモパイルを設置した。
【０００８】
上記の鼓膜温度計による温度測定の原理を説明する。いま、鼓膜の温度をＴ１、サーモパイルの周囲温度をＴ２とし、両温度Ｔ１，Ｔ２の温度差をΔＴとすれば、鼓膜の温度Ｔ１は、Ｔ１＝Ｔ２＋ΔＴと表される。したがって、サーモパイルで検出した周囲温度Ｔ２から鼓膜の温度Ｔ１を求めるには温度差ΔＴを求めることが必要である。ここで、温度差ΔＴが両温度Ｔ１，Ｔ２に比べて十分に小さいものとすれば、サーモパイルが鼓膜から受ける赤外線エネルギーｑは、ｑ＝ｋ１ΔＴ（ただし、ｋ１は定数）と近似できる。サーモパイルは、出力電圧Ｖが入射エネルギーに比例するから、比例定数をｋ２とすれば、Ｖ＝ｋ２ｑ＝ｋ１ｋ２ΔＴが得られる。ここで、１／ｋ１、ｋ２＝ｋとおけば、ΔＴ＝ｋＶとして温度差ΔＴを求めることができる。
【０００９】
したがって、黒体炉を用いて比例定数ｋを実験的に求めておけば、サーモパイルの出力電圧Ｖに基づいて温度差ΔＴを求めることができ、サーミスタでサーモパイルの周囲温度Ｔ２を検出することによって、鼓膜の温度Ｔ１を求めることができる。
【００１０】
ところで、上述のような鼓膜温度計での測定精度は比例定数ｋの精度に依存しており、この比例定数ｋは定数ｋ１を含むから、外耳道の形状、鼓膜の形状、センサ部の位置等によって変化する。とくに、外耳道や鼓膜の形状は個人差があるから、各人に一律に同じ比例定数ｋを用いたのでは高い精度で体温を測定することができないことになる。
【００１１】
そこで、特許文献１では、サーモパイルの出力から鼓膜の温度とサーモパイルの周囲温度（冷接点）との温度差を求めるのに必要な比例定数を被測定者毎に求めることができるようにし、求めた比例定数を用いることで個人差による測定誤差を低減し、もって鼓膜の温度を高い精度でできるようにした鼓膜温度計を開示している。
【００１２】
その鼓膜温度計は、鼓膜からの赤外線を検出し周囲温度と鼓膜の温度との温度差に比例した出力電圧を発生するサーモパイルと、サーモパイルの近傍に配置され周囲温度を検出する温度補償用のサーミスタとを外耳道内に挿入されるパッケージに収納したセンサ部を持つプローブを備え、サーモパイルの出力電圧に所定の比例定数を乗じた値とサーミスタによる検出温度との加算値を鼓膜の温度として求める演算処理部を備えた鼓膜温度計において、演算処理部は、プローブを外耳道に挿着した後にサーモパイルとサーミスタとの出力が平衡状態に達するまでの期間内の複数時点でサーモパイルの出力電圧およびサーミスタによる検出温度を求めるとともに、時間経過に伴う上記出力電圧および上記検出温度の変化に基づいて上記比例定数を求め、サーモパイルとサーミスタとの出力が平衡状態に達した後の上記出力電圧および上記検出温度と平衡状態に達するまでに求めた上記比例定数とを用いて鼓膜の温度を求める。
【００１３】
上記の鼓膜温度計を用いて鼓膜の測定を行う場合、体温より環境温度が高い場合、サーミスタよりも端子温度の影響を受けやすいサーモパイルの冷接点の温度が高くなる。そのために受光部との温度差が少なくなりサーモパイルの出力が減少し、対象物の真の温度より示度は低くなるという問題点がある。
【特許文献１】特許第２６７１９４６号公報
【特許文献２】特開２００２−３４０６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、サーモパイルを利用した鼓膜温度計において、環境温度により示度がオフセットする問題を解決することにある。
【００１５】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、環境温度により示度がオフセットしない正確な測定をすることができる鼓膜温度計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る鼓膜温度計は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００１７】
第１の鼓膜温度計（請求項１に対応）は、測温時にはその一部を被測温者の外耳道の内側に挿入されるケースと、ケースに収納され、被測温者の鼓膜から放射される赤外線を検出するサーモパイルと、ケースの内部温度およびサーモパイルの冷接点温度を計測する内部温度センサとを設け、サーモパイルおよび内部温度センサの出力値を用いて被測温者の鼓膜温度を算出する算出手段を設けた鼓膜温度計において、測温時において、外耳道の外側に面したケースの外部温度を検知する外部温度センサを設け、外部温度および内部温度に基づいてケースを加熱または冷却する温度調整手段を設けたことで特徴づけられる。
【００１８】
第２の鼓膜温度計（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは温度調整手段は、内部温度センサによる出力温度と外部温度センサによる出力温度とが同一温度となるように制御されることで特徴づけられる。
【００１９】
第３の鼓膜温度計（請求項３に対応）は、測温時にはその一部を被測温者の外耳道の内側に挿入されるケースと、ケースに収納され、被測温者の鼓膜から放射される赤外線を検出するサーモパイルと、ケースの内部温度およびサーモパイルの冷接点温度を計測する内部温度センサとを設け、サーモパイルおよび内部温度センサの出力値を用いて被測温者の鼓膜温度を算出する算出手段を設けた鼓膜温度計において、測温時において、外耳道の外側に面したケースの外部温度を検知する外部温度センサを設け、算出手段は、さらに外部温度に基づいて鼓膜温度を算出することで特徴づけられる。
【発明の効果】
【００２０】
ケース外部を加熱または冷却する温度調整手段を設け、外部温度に基づいてサーミスタの出力温度を補正するため、サーミスタが外耳道外部の温度の影響を受けず、鼓膜温度を精度良く計ることができる。また、外部温度センサにより外部温度を測定して、サーミスタで測定される内部温度を補正するため、鼓膜温度を精度良く計ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
実施形態で説明される構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また、数値および各構成の組成（材質）については例示にすぎない。従って本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る鼓膜温度計を装着した耳の断面図である。外耳道１０に鼓膜温度計２０を深く挿入し、その先端部２１に設けたサーモパイル２２で鼓膜２３が放射する赤外線を検出している作用状態を示す。符号２４は、信号を外へ引き出す出力線である。
【００２４】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る鼓膜温度計２０の正面断面図である。また、図３は、鼓膜温度計２０のブロック図である。鼓膜温度計２０は、鼓膜が放射する赤外線を検出する非接触式温度センサとしてのサーモパイル２２と、温度補償のためにサーモパイル２２自体の温度を計測するサーミスタ２５と、これらのサーモパイル２２およびサーミスタ２５の出力を検出する制御部２６と電源２７とペルチェ素子２８とヒートシンク２９とペルチェ素子用温度センサ３０とこれらを電気的につなぐハーネス３１と、サーモパイル２２、サーミスタ２５および制御部２６と電源２７を一括収納するケース３２と、からなる。また、サーミスタ２５とサーモパイル２２を支持する熱伝達部材３５と、それらを覆う赤外線透過窓３３を有したパッケージ３４を備えている。
【００２５】
サーモパイル２２は、複数の熱電対を直列に接続した熱電対列の温接点側を受光部としている。受光部へ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。ここで温度を知るためには、冷接点側の温度を測定し、この温度による補正を行う必要がある。そこで冷接点の温度を得るために、サーモパイル自身の温度をサーミスタ２５により測定している。
【００２６】
サーミスタ２５は、熱伝達部材３５に接合して設けられており、サーモパイル２２の冷接点の温度を熱伝達部材３５を介して計測するものであり、ケースの内部の雰囲気温度を計測する内部温度センサとして機能する。
【００２７】
ペルチェ素子２８は、温度センサ３０によって測定される外部温度Ｔ３、サーミスタ２５によって測定される内部温度Ｔ２に基づいて、ケース３２を加熱または冷却するためのものであり、温度調節部として用いられる。この素子に通電したとき、発熱作用と熱吸収作用をする。このペルチェ素子２８にはヒートシンク２９が取り付けられている。
【００２８】
外部温度センサ３０は、ケース３２の外部温度Ｔ３を測定するものであり、測温時には被測温者の外耳道より外側に面した部位に設けられる。
【００２９】
制御部２６は、算出部２６ａを含み、鼓膜温度算出用プログラムを有し、また、ペルチェ素子動作用の加熱用のプログラムを有する。
【００３０】
次に、図１〜図３を用いて鼓膜温度計２０の動作について説明する。
【００３１】
本発明の鼓膜温度計２０を用いての計測は、まず、被測温者は、本発明の鼓膜温度計２０を図１で示すように耳に挿入する。まず、制御部２６の加熱用プログラムが作動する。図４は、その加熱冷却の処理フローチャートである。ケース３２の内部温度Ｔ２をサーミスタ２５により検出し、記憶部２６ｂに記憶する（ステップＳ１１）。次に、外部温度Ｔ３を外部温度センサ３０により検知し、記憶部２６ｂに記憶する（ステップＳ１２）。そして、記憶された内部温度Ｔ２と外部温度Ｔ３を比較する（ステップＳ１３）。もし、内部温度Ｔ２と外部温度Ｔ３が異なる場合は、温度調節部（ペルチェ素子）２８を通電する（ステップＳ１４）。内部温度Ｔ２と外部温度Ｔ３が等しいならば、温度調節を終了する。次に、サーミスタ２５とサーモパイル２２からの信号を制御部２６に入力する。そして、算出部２６ａでは、内部温度Ｔ２とサーモパイル２２からの値を温度差に換算した値ΔＴを加算して鼓膜の温度（Ｔｉ＝Ｔ２＋ΔＴ）を出力する。そして、図示しない表示器に鼓膜温度Ｔ１を表示する。
【００３２】
このように、ケース３２の裏面からケース３２の外面までの間にペルチェ素子を設置し、サーミスタ温度と同じ温度または一定温度差に制御するので端子温度は環境温度に影響されなく、精度良い鼓膜の温度を計測することができる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る鼓膜温度計について説明する。
【００３４】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る鼓膜温度計４０の正面断面図である。また、図６は、鼓膜温度計４０のブロック図である。鼓膜温度計４０は、鼓膜が放射する赤外線を検出する非接触式温度センサとしてのサーモパイル２２と、温度補償のためにサーモパイル２２自体の温度を計測するサーミスタ２５と、これらのサーモパイル２２およびサーミスタ２５の出力を検出する制御部４１と環境温度センサ４２とこれらを電気的につなぐハーネス４３と、サーモパイル２２、サーミスタ２５および制御部４１を一括収納するケース４４と、からなる。
【００３５】
この実施形態では、第１の実施形態と異なる点は、温度調節手段はなく、環境温度センサを４２用いた点である。環境温度センサ４２は、ケース４４の外部の温度を検出するセンサである。他の構成要素は、第１の実施形態と同様であるので、符号を同一とし、説明を省略する。
【００３６】
次に、図５および図６を用いて鼓膜温度計４０の動作について説明する。
【００３７】
本発明の鼓膜温度計４０を用いての計測は、まず、被測温者は、本発明の鼓膜温度計４０を耳に挿入する。ケース４４の内部温度Ｔ２をサーミスタ２５により検出し、記憶部４１ａに記憶する。次に、外部温度Ｔ３を環境温度センサ４２により検知し、記憶部４１ａに記憶する。次に、サーミスタ２５とサーモパイル２２からの信号を入力する。そして、算出部４１ｂでは、内部温度Ｔ２とサーモパイル２２からの値を温度差に換算した値ΔＴを加算し、鼓膜温度（Ｔ１＝Ｔ２＋ΔＴ）を求める。そして、内部温度Ｔ２と外部温度Ｔ３が等しい場合は、そのままＴ１を出力する。そして、図示しない表示器に鼓膜温度Ｔ１を表示する。また、内部温度Ｔ２と外部温度Ｔ３が異なるときは、外部温度Ｔ３と内部温度Ｔ２の差（Ｔ３−Ｔ２）に予め決められた所定の補正用の係数ｋをかけた値（ｋ・（Ｔ３−Ｔ２））を加えて、鼓膜温度（Ｔ１＝Ｔ２＋ｋ・（Ｔ３−Ｔ２）＋ΔＴ）を出力する。
【００３８】
このように、ケース４４の裏面の環境温度Ｔ３を測定し、補正して出力するので環境温度に影響されなく、精度良い鼓膜の温度を計測することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態に係る鼓膜温度計について説明する。図７は、本実施形態に係る鼓膜温度計５０の正面断面図である。また、図８は、鼓膜温度計５０を用いた測定を示す図である。鼓膜温度計５０は、鼓膜が放射する赤外線を検出する非接触式温度センサとしてのサーモパイル２２と、温度補償のためにサーモパイル２２自体の温度を計測するサーミスタ２５と、これらのサーモパイル２２およびサーミスタ２５の出力を検出する制御部５１と、これらを電気的につなぐハーネス５２と、サーモパイル２２、サーミスタ２５および制御部５１を一括収納するケース５２と、からなる。制御部５１は、鼓膜温度Ｔ１に係る信号を送信する無線送信装置５１ｂを備えている。そして、ケース５２の露出面を断熱材５３で覆っている。そして、外部の受信機５４により無線送信装置５１ｂから送信された信号を受信し、鼓膜温度Ｔ１を表示する。鼓膜温度計５０の内部は、無線送信装置５１ｂを設けた以外は、第１の実施形態と同様の構成要素の説明は省略する。
【００４０】
次に、図７および図８を用いて鼓膜温度計５０の動作について説明する。
【００４１】
本発明の鼓膜温度計５０を用いての計測は、まず、被測温者は、本発明の鼓膜温度計５０を耳に挿入する。制御部５１にサーミスタ２５とサーモパイル２２からの信号を入力する。そして、算出部５１ａでは、内部温度Ｔ２とサーモパイル２２からの値を温度差に換算した値ΔＴを加算し、鼓膜温度（Ｔ１＝Ｔ２＋ΔＴ）を求める。そして、無線送信機５１ｂでその鼓膜温度Ｔ１に係る信号を送信する。受信機５４では、その信号を受信し、鼓膜温度Ｔ１を表示する。
【００４２】
このように、ケース５２を断熱材５３で覆い、測定された鼓膜温度Ｔ１に係る信号を無線で出力し、受信機により受信し鼓膜温度を表示するので環境温度に影響されなく、精度良い鼓膜の温度を計測することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、外耳道内に挿入し、鼓膜の温度を計る鼓膜温度計として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鼓膜温度計を装着した耳の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る鼓膜温度計２０の正面断面図である。
【図３】鼓膜温度計のブロック図である。
【図４】加熱冷却の処理フローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る鼓膜温度計の正面断面図である。
【図６】鼓膜温度計のブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る鼓膜温度計の正面断面図である。
【図８】鼓膜温度計を用いた測定を示す図である。
【図９】特許文献１の図２の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０          外耳道
２０          鼓膜温度計
２１          先端部
２２          サーモパイル
２３          鼓膜
２４          出力線
２５          サーミスタ
２６          制御部
２６ａ        算出部
２６ｂ        記憶部
２７          電源
２８          ペルチェ素子
２９          ヒートシンク
３０          温度センサ
３１          ハーネス
３２          ケース
３３          赤外線透過窓
３４          パッケージ
３５          熱伝達部材
【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】
2005334254.tif 000009
【図８】
2005334254.tif 000010
【図９】
2005334254.tif 000011