(57)【要約】【課題】  急激な周囲温度の変化やセンサー前面からのあぶられに対してあぶられの影響を打ち消して正確に温度計測を行うことができると共に、扱い易く、より廉価に製造できる赤外線体温計を提供する。【解決手段】  サーモパイルとサーミスタとからなるセンサーと、センサー背面を加熱するヒータと、サーモパイルのアナログ出力信号をデジタル信号に変換するサーモパイル出力測定ＡＤ変換回路と、サーミスタのアナログ信号をデジタル信号に変換するサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路と、ヒータによる加熱を制御する加熱制御回路と、各回路の作動を制御するとともに測定対象温度を表示および／または出力するマイクロコントローラとから構成される。マイクロコントローラは、ヒータによりセンサーを加熱してサーモパイル出力がゼロになる点を検出し、そのときのサーミスタ温度を測定することにより測定対象温度を側定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーモパイルと該サーモパイルの冷接点の温度を測定するためのサーミスタとから構成されるセンサーと、前記センサー背面を加熱するためのヒータと、前記センサーのサーモパイルからのアナログ出力信号をデジタル信号に変換するためのサーモパイル出力測定ＡＤ変換回路と、前記センサーのサーミスタ温度を測定するとともに当該サーミスタ温度を示すアナログ信号をデジタル信号に変換するためのサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路と、前記ヒータによる加熱を制御するための加熱制御回路と、前記各回路の作動を制御するとともにサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路からのデジタル信号に基づいて測定対象温度を表示および／または出力するためのマイクロコントローラとから構成され、
前記マイクロコントローラはヒータによりセンサーを加熱してサーモパイル出力がゼロになる点を検出し、そのときのサーミスタ温度を測定することにより測定対象温度を側定する、赤外線体温計。
【請求項２】
前記マイクロコントローラはヒータによりセンサーを加熱してサーミスタ温度変化が安定になる点を検出し、そのときのサーミスタ温度とサーモパイル出力とを測定することにより測定対象温度を側定する、請求項１に記載の赤外線体温計。
【請求項３】
前記サーミスタ温度測定ＡＤ変換回路はマイクロコントローラにより制御されるアナログスイッチと、ＣＲ時定数回路と、前記ＣＲ時定数回路のコンデンサの充放電を制御するためのスイッチングトランジスタとから構成され、
前記アナログスイッチの共通接点はＣＲ時定数回路のコンデンサに接続され、前記アナログスイッチの各接点はＣＲ時定数回路のための抵抗をそれぞれ構成するセンサーのサーミスタと該サーミスタの抵抗値よりも小さな抵抗値を有する第１基準抵抗とサーミスタの抵抗値よりも大きな抵抗値を有する第２基準抵抗とにそれぞれ接続され、
前記マイクロコントローラはアナログスイッチを各接点に順次に接続させる一方、各接続時にスイッチングトランジスタをオンオフしてコンデンサの放電時間を計時し、該計時した各計測値に基づいてサーミスタの抵抗値を算出することにより測定対象温度を側定する、請求項１または２に記載の赤外線体温計。
【請求項４】
前記サーモパイル出力測定ＡＤ変換回路はマイクロコントローラにより制御されるアナログスイッチと、ＣＲ時定数回路と、一方の入力端子をアナログスイッチの共通接点に接続されるとともに他方の入力端子をＣＲ時定数回路に接続されたコンパレータと、前記ＣＲ時定数回路のコンデンサの充放電を制御するためのスイッチングトランジスタとから構成され、
前記アナログスイッチの各接点にはセンサーのサーモパイル出力とサーモパイル出力０時の電圧とサーモパイル出力最大時の電圧とがそれぞれ加えられ、
前記マイクロコントローラはアナログスイッチを各接点に順次に接続させる一方、各接続時にスイッチングトランジスタをオンオフしてコンデンサの充電時間を計時し、該計時した各計測値に基づいてサーモパイル出力値を算出することにより測定対象温度を側定する、請求項１、２または３に記載の赤外線体温計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は体温計先端部を人体に接触させて、または非接触で人体の表面温度を測る体温計に関し、特に、耳式体温計と称される、プローブ先端部を耳穴に挿入して鼓膜の温度を測る非接触式の赤外線体温計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーモパイルをセンサーとして用いる赤外線体温計としては、大別して、非加熱型と加熱型に分けられる。いずれの型においても、急激な周囲温度変化やあぶられ（高温の測定対象物に長時間向けられている場合）によって出力が大きく変動したり、異常な出力特性を示したりする虞がある。
【０００３】
このため、非加熱型の赤外線体温計では、急激な周囲温度変化やあぶられに対する対策として、次のような対策が採られている。
（１）急激な温度変化やあぶられの影響を直接的に受けないように、センサーを金属フレームで覆う。
（２）急激な温度変化やあぶられの影響を緩和するために、センサーと測定対象との距離を保ち、可能な限り細い金属管をセンサーの前に取り付ける。
（３）センサーのリード線をできるだけ細くまたは薄くすることによってリード線の熱伝導がセンサーに影響を与えないようにする。
【０００４】
詳述すると、サーモパイルの赤外線吸収体（赤外線吸収膜と温接点が一体となった部分）は測定対象からの赤外線を吸収して温度が上昇するが、サーモパイルのキャン頭部からも赤外線吸収体に対して赤外線が放射されている。通常の使用法では、キャンの壁面はサーモパイル自身と同一の温度とみなすことができるが、外部から急激な温度変化が加えられると、キャンの頭部とセンサ部との間に温度差が生じ、サーモパイル出力は過渡的に不安定になり、不要な電圧を出力してしまう。このような外部からの急激な温度変化に対する対策として、サーモパイルに温度変化が均一で緩やかに加わるように、サーモパイルを熱伝導度が良い金属ホルダー内（センサーフレーム）に設置し、さらに断熱材として空気・プラスチック（プローブ）で囲むように構成されている。また、放射率が限りなく小さくなるように金メッキされた金属管をサーモパイル前面に設け、測定対象（人体）よりの熱輻射の影響を小さくしている。
【０００５】
冷接点（導波管）温度補償用のセンサとして半導体センサやサーミスタが用いられるが、生産コストが安く、精度が良いという理由によりサーミスタが用いられる事が圧倒的に多い。サーモパイル冷接点部とサーミスタの熱結合が悪いと、冷接点部とサーミスタの間に温度差が生じ、正確な計測ができなくなる。このため、サーミスタとサーモパイルを同一キャン内に取り付けることにより、サーモパイル冷接点部とサーミスタの熱結合度を高めている。サーミスタとサーモパイルの小型化により両者をより一層近接して配置できることは有効な方法ではある。しかしながら、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）にばらつきがあるため、広い環境温度範囲では精度を保つのは困難であり、体温計測用としてはまだ十分でない。また、このような対策を施した非加熱型の赤外線体温計は、センサーをプローブ先端に取り付けることができず、その構造が複雑になるため、コスト高となる。
【０００６】
一方、加熱型の赤外線体温計では、急激な周囲温度変化やあぶられに対する対策として、次のような対策が採られている。
（１）温度変化に対する安定度を増すために、センサーパッケージ全体を加熱する。
（２）センサーのパッケージに熱伝導性の良い材料を用いる。
（３）加熱ヒーターの熱がパッケージ全体に均一に行き渡ることができる構造にする。
【０００７】
このような対策を施された加熱型の赤外線体温計の測定精度は高い。しかしながら、パッケージ全体を加熱するために大きな電力を必要とし、加熱時間がかかるため、測定に要する時間が長くなるという問題がある。また、体温計として使用する場合、加熱電力が大きいことに伴って、異常動作時に人体に対する安全性に配慮しなければならず、製品化を行う上での障害となっている。
【非特許文献１】http://www.healthcare.omron.co.jp/medical/pdf/thermometer_2001_01.pdf
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、急激な周囲温度の変化やセンサー前面からのあぶられに対してあぶられの影響を打ち消して正確に温度計測を行うことができると共に、扱い易く、より廉価に製造できる赤外線体温計を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による赤外線体温計は、サーモパイルとこのサーモパイルの冷接点の温度を測定するためのサーミスタとから構成されるセンサーと、センサー背面を加熱するためのヒータと、センサーのサーモパイルからのアナログ出力信号をデジタル信号に変換するためのサーモパイル出力測定ＡＤ変換回路と、センサーのサーミスタ温度を測定するとともに、このサーミスタ温度を示すアナログ信号をデジタル信号に変換するためのサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路と、ヒータによる加熱を制御するための加熱制御回路と、前記の各回路の作動を制御するとともに、サーミスタ温度測定ＡＤ変換回路からのデジタル信号に基づいて測定対象温度を表示および／または出力するためのマイクロコントローラ（ＭＣＵ）とから構成される。
【００１０】
マイクロコントローラは、ヒータによりセンサーを加熱してサーモパイル出力がゼロになる点を検出し、そのときのサーミスタ温度を測定することにより測定対象の温度を側定するか、或いはまた、ヒータによりセンサーを加熱してサーミスタ温度変化が安定になる点を検出し、そのときのサーミスタ温度とサーモパイル出力とを測定することにより測定対象の温度を側定する。
【００１１】
本発明による赤外線体温計はまた、マイクロコントローラにより制御されるアナログスイッチと、ＣＲ時定数回路と、前記ＣＲ時定数回路のコンデンサの充放電を制御するためのスイッチングトランジスタとによりサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路を構成することもできる。アナログスイッチの共通接点はＣＲ時定数回路のコンデンサに接続される。アナログスイッチの各接点はＣＲ時定数回路のための抵抗をそれぞれ構成するセンサーのサーミスタと、このサーミスタの抵抗値よりも小さな抵抗値を有する第１基準抵抗と、サーミスタの抵抗値よりも大きな抵抗値を有する第２基準抵抗とにそれぞれ接続される。マイクロコントローラはアナログスイッチを各接点に順次に接続させる一方、各接続時にスイッチングトランジスタをオンオフしてコンデンサの放電時間を計時し、この計時した各計測値に基づいてサーミスタの抵抗値を算出することにより測定対象温度を側定する。
【００１２】
本発明による赤外線体温計は更にまた、マイクロコントローラにより制御されるアナログスイッチと、ＣＲ時定数回路と、一方の入力端子をアナログスイッチの共通接点に接続されるとともに他方の入力端子をＣＲ時定数回路に接続されたコンパレータと、前記ＣＲ時定数回路のコンデンサの充放電を制御するためのスイッチングトランジスタとによりサーモパイル出力測定ＡＤ変換回路を構成することもできる。アナログスイッチの各接点にはセンサーのサーモパイル出力とサーモパイル出力０時の電圧とサーモパイル出力最大時の電圧とがそれぞれ加えられる。マイクロコントローラはアナログスイッチを各接点に順次に接続させる一方、各接続時にスイッチングトランジスタをオンオフしてコンデンサの充電時間を計時し、該計時した各計測値に基づいてサーモパイル出力値を算出することにより測定対象温度を側定する。
【００１３】
上述の如く構成される本発明の赤外線体温計は、基本的に、連続測定方式と短時間測定方式の２種類の測定方式で使用される。
【００１４】
１．連続測定方式
この測定方式は、センサーを外耳道に長時間挿入し、鼓膜温度を連続的に計測する。マイクロコントローラはサーモパイル回路のＡＤ変換回路を動作させて赤外線センサー出力を連続的に計測する。この測定される赤外線センサー出力をもとに加熱制御回路のタイマー出力のデューティ比を可変し、サーモパイル出力が常にゼロになるように制御する。一方、サーミスタ回路のＡＤ変換回路を動作させて赤外線センサー内のサーミスタ温度を計測する。サーモパイル出力がゼロの状態になったとき、センサーと測定対象の間の温度差が無くなってサーミスタ温度が安定状態に達することにより、測定対象温度として読み取ることができる。測定したサーミスタ温度は表示器に表示されるかまたは外部出力データとして出力される。
【００１５】
２．短時間測定方式
この測定方式は、赤外線体温計の電源をＯＮした後、測定ボタンによる計測により測定した値を保持するタイプのもの、または、体温計の電源ＯＮ後、自動的に測定した温度を保持するタイプものに適用される。電源をＯＮ時、マイクロコントローラはサーミスタ回路のＡＤ変換回路を動作させて赤外線センサー自身の温度計測を開始する。サーミスタ温度が想定される測定対象温度より極端に低い場合はただちにセンサーの予備加熱を開始し、たとえば測定対象温度とセンサー内温度の差が１０℃以内になるようにセンサーを加熱する。
【００１６】
マイクロコントローラの作用について説明する。測定開始時、マイクロコントローラはサーミスタ温度とサーモパイル出力を計測してセンサーの加熱状態を把握する。センサーの加熱が激しいと判断した場合、マイクロコントローラは加熱制御回路のタイマー出力のデューティ比を可変し加熱制御を行い、サーミスタ温度とサーモパイル出力から測定対象温度を求める。
【００１７】
サーミスタ温度をＡＤ変換してＭＣＵにデジタル数値として取り込む方法として古くから用いられて方法は、サーミスタをＣＲ発振回路の一部として発振させ、その発振周波数をマイクロコントローラに読み込方式であった。この方式は簡単な回路で変換データの有効ビット数を長くとれるメリットを有してはいるが計数に時間がかかる欠点を有している。このため、本発明におけるサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路は、短時間の計測で高精度の変換を可能にするもので、ＣＲ時定数回路のコンデンサを放電しながらその電圧がマイクロコントローラポートのスレッショルドレベルに達するまでの時間を計り、その時間をもってサーミスタ温度のＡＤ変換の値としている。マイクロコントローラポートのスレッショルドレベルはＭＣＵの電源電圧に依存する。
【００１８】
一方、本発明におけるサーモパイル出力測定ＡＤ変換回路は、ＣＲ時定数回路のコンデンサを充電しながらその電圧が被測定電圧に達するまでの時間を計り、その時間をサーモパイル出力のＡＤ変換の値としている。
【発明の効果】
【００１９】
サーミスタの計測温度範囲対策
本発明の赤外線体温計は、測定対象温度に近づくセンサー前面からのあぶられに対して背面から加熱することにより対応している。プローブ前面に取り付けられたセンサーは前面からのあぶられによりサーミスタ温度が測定対象温度に近づく。このとき、センサーを背面から加熱することにより、サーミスタ温度は更に測定対象温度に近づくことになる。その結果、サーミスタの温度計測範囲は狭い範囲に限られ、サーミスタによる測定誤差要因を減らすことができる。
【００２０】
環境温度対策と環境温度変化対策
環境温度の影響による示度変化を少なくし、かつ、環境温度変化による誤差の少ない高精度な体温測定赤外線体温計を実現するために、本発明の赤外線体温計は、前面からのあぶられに対してセンサーを背面から加熱することにより、センサー温度が測定対象温度に近づき、環境温度の影響や環境温度変化の影響を激減することができる。
【００２１】
センサー前面からのあぶられ対策
サーモパイル出力とサーミスタ出力を監視し、サーモパイルが前面より受けているあぶられ（赤外線と熱伝導による加熱）を計測する。サーモパイルセンサーの背面に取り付けられた加熱素子に電流を流して加熱する。加熱の目安は測定対象とサーミスタ温度の差（相対温度）が１０℃以内となるようにするのが好ましい。サーミスターの温度変化を一定値内（サーモパイルが大きな誤差を生じない範囲）に保ち（安定状態）、安定状態におけるサーミスタ温度とサーモパイル出力から測定対象の温度（体温）を求める。これにより、前面からのあぶられに対してセンサーを背面から加熱することにより、前面からの影響を背面から打ち消すことになり、あぶられに対する影響を大幅に減らすことが可能となる。サーミスタ温度を安定状態に保つ代わりに、サーモパイル出力がゼロになるまで加熱し、そのときのサーミスター温度から測定対象温度を求めることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施例による赤外線体温計は、図１〜４に示すように、サーモパイルＴＨ１とサーモパイルＴＨ１の冷接点の温度を測定するためのサーミスタＲ１とから構成されるセンサー１０と、センサー１０の背面を加熱するためのヒータ２０と、センサーのサーモパイルＴＨ１からのアナログ出力信号をデジタル信号に変換するためのサーモパイル出力測定ＡＤ変換回路３０と、センサーのサーミスタ温度（実際には、サーミスタＲ１の抵抗値）を測定するとともにサーミスタ温度を示すアナログ信号をデジタル信号に変換するためのサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路４０と、センサーのヒータ２０による加熱を制御するための加熱制御回路５０と、前記の各回路の作動を制御するとともにサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路４０からのデジタル信号に基づいて測定対象温度を表示および／または出力するためのマイクロコントローラ６０とから構成される。符号７０で示すものは測定対象温度を表示および／または記録するための表示器または外部接続機器である。
【００２３】
サーモパイル出力測定ＡＤ変換回路３０は、図２に示すように、マイクロコントローラ６０により制御されるアナログスイッチ３１と、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１により構成されるＣＲ時定数回路と、一方の入力端子をアナログスイッチ３１の共通接点ＰtmにオペアンプＯＰ１を介して接続されるとともに、他方の入力端子をＣＲ時定数回路に接続されたコンパレータＣＭＰ１と、ＣＲ時定数回路のコンデンサＣ１の充放電を制御するためのスイッチングトランジスタＱ１とから構成される。アナログスイッチ３１の３つの接点Ｐ１およびＰ２には、定電圧ダイオードＤrefにより現出された基準電圧Ｖrefを抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５によって分割することにより得られるセンサーのサーモパイル出力０時の電圧Ｖ１とサーモパイル出力最大時の電圧Ｖ２とがそれぞれ加えられ、接点Ｐ３にはサーモパイルＴＨ１が接続されてサーモパイル出力電圧Ｖ３が加えられる。
【００２４】
サーミスタ温度測定ＡＤ変換回路４０は、図３に示すように、マイクロコントローラ６０により制御されるアナログスイッチ４１と、サーミスタＲ１或いは抵抗Ｒ７またはＲ８とコンデンサＣ２とから構成されるＣＲ時定数回路と、ＣＲ時定数回路のコンデンサＣ２の充放電を制御するためのスイッチングトランジスタＱ２とから構成される。アナログスイッチ４１の共通接点ＰthはＣＲ時定数回路のコンデンサＣ２に接続される。アナログスイッチの３つの接点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６はそれぞれセンサーのサーミスタＲ１と、サーミスタＲ１の抵抗値よりも小さな抵抗値を有する第１基準抵抗Ｒ７と、サーミスタの抵抗値よりも大きな抵抗値を有する第２基準抵抗Ｒ８とに接続される。コンデンサＣ２は点線で示すような位置に接続することもできる。
【００２５】
ヒータ２０は、図４に示すように、センサー１０の背面に設置されたダイオードＤ１により構成される。加熱制御回路５０は、ヒータとなるダイオードＤ１への通電をオンオフするためのスイッチングトランジスタＱ３により構成される。スイッチングトランジスタＱ３はマイクロコントローラ６０から送出されるパルスにより制御される。
【００２６】
次に、マイクロコントローラ６０が行う各回路の制御関係について説明する。
【００２７】
サーミスタ温度校正サイクル
図５はサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路４０の動作を説明するための図である。アナログスイッチ４１を接点Ｐ４（第１基準抵抗Ｒ７）に接続する一方、スイッチングトランジスタＱ２をＯＮにしてコンデンサＣ２を放電する。コンデンサＣ２の放電によって点Ａにおける電圧ＶＡは上昇し、マイクロコントローラ６０のポートの高レベル入力電圧以上となり、最終的にほぼ電源電圧Ｖccまで上昇する。コンデンサＣ２の放電完了時に、スイッチングトランジスタＱ２をＯＦＦにすると同時に、マイクロコントローラ６０内のタイマーをスタートさせる。第１基準抵抗Ｒ７によりコンデンサＣ２が充電されるとともにＶＡは下降し、マイクロコントローラ６０のポートの高レベル入力電圧以下となる。マイクロコントローラ入力ポートのスレッショルドレベルに達したとき、マイクロコントローラ６０のタイマーを自動的に停止させる。マイクロコントローラ６０のタイマー停止によりマイクロコントローラ６０に割り込みをかけ、タイマーの計数値を読み取り、その値を計数値１とする。
【００２８】
同様に、アナログスイッチをＰ５の位置にし、スイッチングトランジスタＱ２をＯＮにして第２基準抵抗Ｒ８によりコンデンサＣ２を放電する。スイッチングトランジスタＱ２をＯＦＦにすると同時にマイクロコントローラ６０内のタイマーをスタートさせる。コンデンサＣ２が充電されるとともにＡ点の電圧ＶＡは下降し、マイクロコントローラ６０のポートのスレッショルドレベルに達してマイクロコントローラ６０のタイマーを自動的に停止させる。マイクロコントローラ６０のタイマー停止によりマイクロコントローラ６０に割り込みをかけてタイマーの計数値を読み取り、その値を計数値２とする。
【００２９】
サーミスタ温度測定サイクル
次に、アナログスイッチをＰ６の位置にする。スイッチングトランジスタＱ２をＯＮにしてコンデンサＣ２を放電する。スイッチングトランジスタＱ２をＯＦＦにすると同時にマイクロコントローラ６０内のタイマーをスタートさせる。コンデンサＣ２が充電されるとともにＡ点の電圧は下降し、マイクロコントローラ６０のポートのスレッショルドレベルに達してマイクロコントローラ６０のタイマーを自動的に停止させる。マイクロコントローラ６０のタイマー停止によりマイクロコントローラ６０に割り込みをかけ、タイマーの計数値を読み取る。その値を計数値３とする。これにより、第１および第２基準抵抗Ｒ７およびＲ８の抵抗値並びにコンデンサＣ２の容量は既知であるから、計数値１、計数値２、計数値３の値からセンサー１０内のサーミスタＲ１の抵抗値を求めることができる。ここにおいて、サーミスタの抵抗値はサーミスタ温度を意味することに留意されたい。
【００３０】
サーミスタ温度測定時に校正サイクルを含めることにより測定回路電圧Ｖccの変動、コンデンサＣ２の温度変化による変動、マイクロコントローラ６０のポートの温度によるスレッショルドレベル変動の誤差要因を取り除くことができ、また、校正サイクルを含め３サイクルのタイマーカウントで精度の高いサーミスタ温度測定が可能である。
【００３１】
サーモパイル出力校正サイクル
図６はサーモパイル出力測定ＡＤ変換回路の動作を説明するための図である。アナログスイッチ３１を接点Ｐ１に接続すると、接点Ｐ１の電圧はオペアンプＯＰ１により増幅され、コンパレータＣＭＰ１の比較対象電圧／被測定電圧（ＶＣ）となる。スイッチングトランジスタＱ１をＯＮにしてコンデンサＣ１を放電すると、コンパレータＣＭＰ１の他方の入力電圧ＶＢは０Ｖとなる。コンデンサＣ１の放電完了時に、スイッチングトランジスタＱ１をＯＦＦにすると同時に、マイクロコントローラ６０内のタイマーをスタートさせる。コンデンサＣ１が充電されるとともに電圧ＶＢは上昇してコンパレータＣＭＰ１のもう一方の入力電圧レベルＶＣに達し、コンパレータ出力を反転させる。マイクロコントローラのポート入力の反転によりマイクロコントローラのタイマーを自動的に停止させる。マイクロコントローラのタイマー停止によりマイクロコントローラに割り込みをかけ、タイマーの計数値を読み取って、その値を計数値４とする。
【００３２】
同様に、アナログスイッチ３１を接点Ｐ２の位置にし、スイッチングトランジスタＱ１をＯＮにしてコンデンサＣ１を放電する。スイッチングトランジスタＱ１をＯＦＦにすると同時にマイクロコントローラ内のタイマーをスタートさせる。コンデンサＣ１が充電されるとともに電圧ＶＢは上昇し、コンパレータＣＭＰ１のもう一方の入力電圧レベルＶＣに達してコンパレータ出力を反転させる。マイクロコントローラ６０のポート入力の反転によりマイクロコントローラのタイマーを自動的に停止させる。マイクロコントローラのタイマー停止によりマイクロコントローラに割り込みをかけ、タイマーの計数値を読み取る。その値を計数値５とする。
【００３３】
サーミスタ出力測定サイクル
アナログスイッチ３１を接点Ｐ３の位置にし、スイッチングトランジスタＱ１をＯＮにしてコンデンサＣ１を放電する。スイッチングトランジスタＱ１をＯＦＦにすると同時にマイクロコントローラ内のタイマーをスタートさせる。コンデンサＣ１が充電されるとともに電圧ＶＢは上昇してコンパレータＣＭＰ１のもう一方の入力電圧レベルＶＣに達し、コンパレータ出力を反転させる。マイクロコントローラ６０のポート入力の反転によりマイクロコントローラのタイマーを自動的に停止させる。マイクロコントローラ６０のタイマー停止によりマイクロコントローラに割り込みをかけてタイマーの計数値を読み取り、その値を計数値６とする。このとき、接点Ｐ２とＰ３に加えられる電圧Ｖ１とＶ２の値は、基準電圧Ｖrefを基準抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５によって分圧された正確で安定なものあるから、計数値１、計数値２、計数値３の値からオペアンプＯＰ１の出力を求めることができ、オペアンプＯＰ１の出力からセンサー１０のサーモパイル出力を求めることができる。センサーのサーモパイル出力はマイクロコントローラ内部で温度に換算する。
【００３４】
サーモパイル出力測定時に校正サイクルを含めることにより、コンデンサＣ１の温度変化による変動、コンパレータＣＭＰ１の温度によるオフセット電圧変動、コンパレータＣＭＰ１のオフセット誤差、オペアンプＯＰ１の温度によるオフセット電圧変動、オペアンプＯＰ１のオフセット誤差、オペアンプ増幅回路のゲイン（Ｎ）誤差などの誤差要因を取り除くことができる。このため、校正サイクルを含む３サイクルのタイマーカウントで精度の高いサーモパイル出力測定が可能である。
【００３５】
加熱回路２０にはマイクロコントローラ６０のタイマー出力が積分回路（抵抗Ｒ９、コンデンサＣ３）を介してスイッチングトランジスタＱ３のベースに接続されている。スイッチングトランジスタＱ３のエミッタに抵抗Ｒ１０を介してセンサー加熱用のダイオードＤ１が接続されており、スイッチングトランジスタＱ３のベース電圧が上昇すると加熱電流が増えるエミッタホロワ回路となっている。マイクロコントローラ６０のタイマー出力のデューテイ比を可変することによりダイオードＤ１に流れる電流を精密に制御できる。ダイオードＤ１の加熱制御は積分回路を通さなくても可能であるが、不用意なノイズをセンサー回路に混入するのをさけるためにタイマー出力を積分するのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明で提案した構成は、赤外線体温計だけでなく、非接触式の種々の温度計に適用することができる。その場合、抵抗値や容量等の種々の値については測定対象に応じた値に変更して使用することは容易に理解されよう。また、サーモパイル出力測定ＡＤ変換回路３０およびサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路４０における基準抵抗の数は、上述の説明では測定予定値の上下の値をそれぞれ１つずつ用いたが、基準抵抗の数を増加することによってより正確な測定値を算出するように構成できことも容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例による赤外線体温計のブロック図である。
【図２】本発明の赤外線体温計におけるサーモパイル出力測定ＡＤ変換回路の概要を示す図である。
【図３】本発明の赤外線体温計におけるサーミスタ温度測定ＡＤ変換回路の概要を示す図である。
【図４】本発明の赤外線体温計における加熱回路の概要を示す図である。
【図５】サーミスタ温度測定ＡＤ変換回路の動作を説明するための図である。
【図６】サーモパイル出力測定ＡＤ変換回路の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    センサー                            ２０    ヒータ
３０    サーモパイル出力測定ＡＤ変換回路
４０    サーミスタ温度測定ＡＤ変換回路
５０    加熱制御回路                        ６０    マイクロコントローラ
７０    表示器または外部接続機器
ＴＨ１    サーモパイル                      Ｒ１    サーミスタ
【図１】
2005342376.tif 000003
【図２】
2005342376.tif 000004
【図３】
2005342376.tif 000005
【図４】
2005342376.tif 000006
【図５】
2005342376.tif 000007
【図６】
2005342376.tif 000008