(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、
前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を前記集光素子の焦点位置から後方に離して設置することにより受光領域を制限したことを特徴とする放射体温計。
【請求項２】
鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、
前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点から光軸に対して前記仮想先端点と同じ側の集光素子の縁を通過して前記集光素子による前記仮想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点よりも前記集光素子から遠く且つ前記集光素子による前記仮想先端点の像点よりも前記集光素子に近い領域に設置することを特徴とする放射体温計。
【請求項３】
鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、
前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点から光軸に対して前記仮想先端点と同じ側の集光素子の縁を通過して前記集光素子による前記仮想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点と、前記集光素子による前記仮想先端点の２つの像点とで形成される、前記集光素子の子午面内の三角形内に設置することを特徴とする放射体温計。
【請求項４】
鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、
前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点の集光素子による像点よりも前記集光素子から遠い領域に設置することを特徴とする放射体温計。
【請求項５】
鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、
前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点から光軸を挟んで前記仮想先端点と反対側の前記集光素子の縁を通過して前記集光素子による前記仮想先端点の像点へ到達する前記集光素子の子午面内の２つの光路で挟まれた領域に設置することを特徴とする放射体温計。
【請求項６】
鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、
前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の焦点距離ｆと、前記赤外受光素子の半径ｒＳと、前記集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブ先端の面と交叉する仮想先端点と光軸との距離ｒαと、前記仮想先端点と前記集光素子との距離Ｌαと、前記集光素子の半径ｒ３を用いて、
【数１】
0004006804.tif 000020
で与えられるＬ３だけ前記集光素子の焦点よりも集光素子から遠くに設置したことを特徴とする放射体温計。
【請求項７】
鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、
前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の焦点距離ｆと、前記赤外受光素子の半径ｒＳと、前記集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側の前記プローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点と光軸との距離ｒαと、前記仮想先端点と前記集光素子との距離Ｌαと、前記集光素子の半径ｒ３を用いて、
【数２】
0004006804.tif 000021
で表されるＬ３だけ前記集光素子の焦点よりも集光素子から遠くに設置したことを特徴とする放射体温計。
【請求項８】
信号処理手段は、演算結果の温度を基に体調を診断し、音声報知手段は信号処理手段の診断結果を報知する請求項１〜７記載の放射体温計。
【請求項９】
集光素子が屈折レンズであることを特徴とする請求項１〜８記載の放射体温計。
【請求項１０】
集光素子が透過型回折レンズであることを特徴とする請求項１〜８記載の放射体温計。
【請求項１１】
集光素子が集光ミラーであることを特徴とする請求項１〜８記載の放射体温計。
【請求項１２】
集光素子が反射型回折レンズであることを特徴とする請求項１〜８記載の放射体温計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生体の体温を耳孔内から放射される赤外線量を検知することにより測定する放射体温計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に表面温度を計測する体温計としては、鼓膜や口腔、肛門など外気に接触しにくい部分の温度を計測することでほぼ体温を計測できる。特に鼓膜は体温を制御する視床下部が近いこともあり、体温計測として適切な場所として知られている。表面温度は赤外線量を計測することで赤外線を放射する放射源の温度を知ることができ、短時間で測定できる。特に鼓膜およびその近傍の温度を測定する場合には温度計を耳に挿入または近づけるので、測定温度を音声で報知することにより、目の不自由な人が使う場合や暗闇で測定する場合においても測定結果がわかるなどの効果があり、例えば特開平６−１４２０６１号公報で示される方法などが知られている。
【０００３】
ここでこの種の放射体温計の一般的な構成を特公平６―６３８５１号公報、特公平８―１６６２９号公報に示されている例に基づき説明する。特公平６―６３８５１号公報に記載の放射温度計を図８に示す。１は円筒状の導波管でありその内面と外面は、滑らかで鏡面状となっている。２は着脱可能な保護カバーであり、３は赤外線センサーである。この動作について説明する。保護カバー２を装着した状態で外耳道４に挿入されると、鼓膜５とその近辺から放射された赤外線は導波管１の内面を反射しながら赤外線センサー３に入射される。導波管１の内外面は、外耳道４からの熱輻射は赤外線センサー３が受光しないように滑らかな鏡面状に加工されている。
【０００４】
ここで赤外線センサー３の出力は鼓膜５と赤外線センサー３自身の温度の温度差と相関があるので、赤外線センサー３自身の温度を温度検出器（図示せず）で計測すれば、鼓膜５の温度が測定できる。
【０００５】
また、特公平８―１６６２９号公報に記載の放射温度計の構成を図９に示す。図９は外耳道に挿入するプローブの構成図であり、６はプローブ先端開口部、７はレンズであり、８はレンズ７で集光した放射光を更に絞るためのアパーチャである。また９は赤外線センサ３の温度を計測するサーミスタであり、等温ブロック１０に埋設されている。また１１はプローブの先端に取り付けられた熱絶縁体（薄肉キャップ）であり、プローブの外表面との間にエアーギャップ１２を有する構成となっている。さらに１３はプローブの先端の温度を計測するサーミスタであり、実線１４は外耳道奥から赤外線センサ３に入射する放射赤外線を示す。また点線１５は、プローブ先端の内面から放出されて赤外線センサ３に入射する赤外線を示す。この動作について説明する。プローブが外耳道に挿入されると鼓膜近辺から放射された赤外線が実線１４に示すように、レンズ７で集光され赤外線センサ３に入射される。しかし、この時、外耳道からの熱伝導によりプローブの先端の温度が上昇する。これは測定誤差を生じさせる原因となるので、プローブの先端に熱絶縁体からなる薄肉キャップ１１を取り付け、さらにプローブとはエアーギャップ１２で断熱し、外耳道からプローブの先端に熱伝導が生じにくい構成としている。また該公報では、プローブの先端の温度が上昇すれば、点線１５で示すように、プローブ先端の内面からの熱輻射がレンズ７を介して、赤外線センサ３に入射されるので、さらに測定精度を向上させるための手段として、プローブの先端にサーミスタ１３を取り付け、プローブの先端の温度が上昇してもサーミスタ１３で温度補正をして、体温の計測精度を向上させる構成としていた。即ち、赤外線センサ３の出力とサーミスタ９の出力より鼓膜の温度を演算することを基本とするが、そこにサーミスタ１３の出力で補正を加える構成としているものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平６―６３８５１号公報の放射温度計は、図８に示す鼓膜５近辺から放射された赤外線を導波管１の内面で反射させながら赤外線センサ３に入射させる構成である。この場合、耳に挿入した時、外耳道から導波管に熱の伝導が生じれば、導波管からの熱輻射赤外線を赤外線センサ３は受光することになるので、体温の測定温度が上昇することになる。そのために導波管の内外面を滑らかな鏡面状に加工して、熱輻射が生じないような構成としているが、反射率が１で熱輻射がゼロの鏡面加工は不可能である。さらに図１０に示すように、輻射率がゼロ近くの鏡面加工を施しても、鏡面上から垂直方向の熱輻射は抑えられるが、水平方向の熱輻射を抑えることはできない。図１０は鏡面に対して垂直方向をΦ＝０°とし、水平方向を９０°として、例えばアルミニウムの指向輻射率特性を示したものであり、横軸が鏡面に対しての角度Φ、縦軸は輻射率である。したがって、導波管内面からの熱輻射赤外線を赤外線センサ３は受光することになり、受光した分だけ測定誤差が生じるという特性がある。
【０００７】
また特公平８―１６６２９号公報に記載の放射温度計の構成では、鼓膜近辺から放射される赤外線をレンズ７で集光して赤外線センサ３に入射させているにもかかわらず、プローブの先端内面からの熱輻射赤外線も赤外線センサに入射するので、プローブの先端に熱絶縁薄肉キャップを取り付けるとか、プローブの先端の温度を計測するサーミスタを取り付け温度補正をしなければならなかった。しかし、プローブ先端の絶対的な断熱は不可能であり、繰り返し外耳道に挿入して測定すればプローブ先端の温度は上昇するので、体温の計測温度は誤差をともない上昇する。またサーミスタそのものの熱応答性や、Ｂ定数等のバラツキがあるので、その分だけ測定誤差が生じるという特性がある。
【０００８】
いずれの場合もプローブが温度変化すれば、赤外線センサの出力はその影響を受け測定誤差の要因となるものである。例えば測定の終了をビープ音で報知するのであれば０．１〜０．２秒で十分であるが、温度を音声で報知すれば２〜３秒要する。温度の報知に加え、「正常です」、「微熱があります」等の診断結果を音声で報知すれば更に２〜３秒要する。即ち、これらの構成の放射体温計で音声報知すると、その報知が終わるまでプローブを耳に挿入し続けていなければならず、その間にプローブには耳の熱が伝わり温度変化を起こす。１回だけの測定ならよいが、繰り返し測定する場合にはこの報知時間中のプローブの温度変化が次の測定の測定誤差となって表れる。
【０００９】
一般に耳に挿入する放射体温計では、その挿入方向により若干の測定温度の違いが生じる。これは鼓膜とその近傍、さらにその周囲の外耳道とでは温度差があり、挿入方向により違う箇所の温度を測定するためである。したがって、２〜３回測定し、その最高温度または平均温度を採用することが推奨されている。
【００１０】
しかし上記のような構成で音声報知すると２回目以降はプローブの温度変化の影響が測定誤差となるので、測定できない。また複数の人を順次測定する場合には２人目以降が測定できないという課題を有する。
【００１１】
２回目以降あるいは２人目以降も正確に測定するためには十分な測定の待ち時間が必要となる。この待ち時間は耳で温められたまたは冷やされたプローブが元の温度に戻る時間で、一般には耳に挿入していた時間より長い時間が必要である。それは耳との接触で伝わった熱を、空気で戻すからで、プローブの形状等による熱容量によるが、耳に挿入していた時間の数倍は必要である。即ち、音声報知のために余分に耳に数秒挿入していれば、それだけ繰り返し測定のための待ち時間が十秒〜数十秒必要ということになり、折角短時間で測定できる方式でありながら、繰り返し測定するには長時間要するという課題を有するのである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段とからなり、鼓膜およびその近傍以外からの熱輻射の影響を受けない構成とし、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段を有する構成としたものである。
【００１３】
上記発明によれば、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部からの出力を信号処理手段で温度に演算し、その信号処理手段の演算結果の温度を音声報知手段を有する報知手段で報知するので、鼓膜およびその近傍以外からの熱輻射の影響を受けず、耳に挿入している時間に拘わらず正確な鼓膜温度を検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる放射体温計は、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を前記集光素子の焦点位置から後方に離して設置することにより受光領域を制限した構成としたものである。
【００１５】
そして、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部からの出力を信号処理手段で温度に演算し、その信号処理手段の演算結果の温度を音声報知手段を有する報知手段で報知するので、鼓膜およびその近傍以外からの熱輻射の影響を受けず、耳に挿入している時間に拘わらず正確な鼓膜温度を検出することができる。
【００１９】
そして、受光部は鼓膜およびその近傍から放射されプローブを通過した赤外線のみを受光し、信号処理手段は受光部からの出力を温度に演算し、演算結果の温度を報知手段が報知する。そして受光部の赤外受光素子には集光素子で集光された赤外線が入射し、また赤外受光素子を集光素子の焦点位置から後方に離して設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、鼓膜およびその近傍から放射されプローブを通過した放射光のみをスポット的に検出することができ、プローブの温度変化の影響が測定誤差要因とならないので実質的に音声報知が可能となる。
【００２０】
また本発明の請求項２にかかる放射体温計は、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点から光軸に対して前記仮想先端点と同じ側の集光素子の縁を通過して前記集光素子による前記仮想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点よりも前記集光素子から遠く且つ前記集光素子による前記仮想先端点の像点よりも前記集光素子に近い領域に設置する構成としたものである。
【００２１】
そして、赤外受光素子には集光素子で集光された赤外線が入射し、また赤外受光素子は仮想先端点と同じ側の集光素子の縁を通過して集光素子による仮想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点よりも集光素子から遠く且つ集光素子による仮想先端点の像点よりも集光素子に近い領域に設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、鼓膜およびその近傍から放射されプローブを通過した放射光のみをスポット的に検出することができ、プローブの温度変化の影響が測定誤差要因とならないので実質的に音声報知が可能となる。
【００２２】
また本発明の請求項３にかかる放射体温計は、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点から光軸に対して前記仮想先端点と同じ側の集光素子の縁を通過して前記集光素子による前記仮想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点と、前記集光素子による前記仮想先端点の２つの像点とで形成される、前記集光素子の子午面内の三角形内に設置する構成としたものである。
【００２３】
そして、赤外受光素子には集光素子で集光された赤外線が入射し、また赤外受光素子は仮想先端点と同じ側の集光素子の縁を通過して集光素子による仮想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点と、集光素子による仮想先端点の２つの像点とで形成される、集光素子の子午面内の三角形内に設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、鼓膜およびその近傍から放射されプローブを通過した放射光のみをスポット的に検出することができ、プローブの温度変化の影響が測定誤差要因とならないので実質的に音声報知が可能となる。
【００２４】
また本発明の請求項４にかかる放射体温計は、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点の集光素子による像点よりも前記集光素子から遠い領域に設置する構成としたものである。
【００２５】
そして、赤外受光素子には集光素子で集光された赤外線が入射し、また赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点の集光素子による像点よりも前記集光素子から遠い領域に設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、鼓膜およびその近傍から放射されプローブを通過した放射光のみをスポット的に検出することができ、プローブの温度変化の影響が測定誤差要因とならないので実質的に音声報知が可能となる。
【００２６】
また本発明の請求項５にかかる放射体温計は、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点から光軸を挟んで前記仮想先端点と反対側の前記集光素子の縁を通過して前記集光素子による前記仮想先端点の像点へ到達する前記集光素子の子午面内の２つの光路で挟まれた領域に設置する構成としたものである。
【００２７】
そして、赤外受光素子には集光素子で集光された赤外線が入射し、また赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点から光軸を挟んで前記仮想先端点と反対側の前記集光素子の縁を通過して前記集光素子による前記仮想先端点の像点へ到達する前記集光素子の子午面内の２つの光路で挟まれた領域に設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、鼓膜およびその近傍から放射されプローブを通過した放射光のみをスポット的に検出することができ、プローブの温度変化の影響が測定誤差要因とならないので実質的に音声報知が可能となる。
【００２８】
また本発明の請求項６にかかる放射体温計は、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の焦点距離ｆと、前記赤外受光素子の半径ｒＳと、前記集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブ先端の面と交叉する仮想先端点と光軸との距離ｒαと、前記仮想先端点と前記集光素子との距離Ｌαと、前記集光素子の半径ｒ３を用いて、
【００２９】
【数３】
0004006804.tif 000002
【００３０】
で与えられるＬ３だけ前記集光素子の焦点よりも集光素子から遠くに設置した構成としたものである。
【００３１】
そして、赤外受光素子には集光素子で集光された赤外線が入射し、また赤外受光素子は集光素子の焦点距離ｆと、赤外受光素子の半径ｒＳと、仮想先端点と光軸との距離ｒαと、仮想先端点と集光素子との距離Ｌαと、集光素子の半径ｒ３を用いて、前記の式で与えられるＬ３だけ集光素子の焦点よりも集光素子から遠くに設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、鼓膜およびその近傍から放射されプローブを通過した放射光のみをスポット的に検出することができ、プローブの温度変化の影響が測定誤差要因とならないので実質的に音声報知が可能となる。
【００３２】
また本発明の請求項７にかかる放射体温計は、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子を、集光素子の焦点距離ｆと、前記赤外受光素子の半径ｒＳと、前記集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側の前記プローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点と光軸との距離ｒαと、前記仮想先端点と前記集光素子との距離Ｌαと、前記集光素子の半径ｒ３を用いて、
【００３３】
【数４】
0004006804.tif 000003
【００３４】
で表されるＬ３だけ前記集光素子の焦点よりも集光素子から遠くに設置した構成としたものである。
【００３５】
そして、赤外受光素子には集光素子で集光された赤外線が入射し、また赤外受光素子は集光素子の焦点距離ｆと、赤外受光素子の半径ｒＳと、仮想先端点と光軸との距離ｒαと、仮想先端点と前記集光素子との距離Ｌαと、集光素子の半径ｒ３を用いて、前記の式で表されるＬ３だけ前記集光素子の焦点よりも集光素子から遠くに設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、鼓膜およびその近傍から放射されプローブを通過した放射光のみをスポット的に検出することができ、プローブの温度変化の影響が測定誤差要因とならないので実質的に音声報知が可能となる。
【００３６】
また、本発明の請求項８にかかる放射体温計は、信号処理手段は、演算結果の温度を基に体調を診断し、音声報知手段は信号処理手段の診断結果を報知する構成としたものである。信号処理手段は演算結果の温度を基に体調を診断し診断結果を音声で報知するので、誤った判断をすることはない。
また本発明の請求項９にかかる放射体温計は、集光素子を屈折レンズで構成したものである。
【００３７】
そして集光素子を屈折レンズで構成することにより、赤外受光素子には集光された赤外線が入射する。
【００３８】
また本発明の請求項１０にかかる放射体温計は、集光素子を透過型回折レンズで構成したものである。
【００３９】
そして集光素子を透過型回折レンズで構成することにより、赤外受光素子には集光された赤外線が入射する。
【００４０】
また本発明の請求項１１にかかる放射体温計は、集光素子を集光ミラーで構成したものである。
【００４１】
そして集光素子を集光ミラーで構成することにより、赤外受光素子には集光された赤外線が入射する。
【００４２】
また本発明の請求項１２にかかる放射体温計は、集光素子を反射型回折レンズで構成したものである。
【００４３】
そして集光素子を反射型回折レンズで構成することにより、赤外受光素子には集光された赤外線が入射する。
【００４４】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例を図１〜図２を参照しながら説明する。図１は本発明の放射体温計の構成図である。図２は受光部およびプローブの構成図である。図１において２はプローブで体温測定に際して外耳道に挿入する部分であり、鼓膜に向かう側の先端方向に細くした形状としていて、先端部６は開口しているか、または防塵の目的で赤外線が通過する材料の膜を有している。プローブ２は本体１７に装着されていて、本体１７には受光部１８などを内蔵している。受光部１８は焦電型の赤外受光素子３と集光素子７より成り、赤外受光素子３にはプローブ２を通過した鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外光のみが入射する。
【００４５】
１９はチョッパで少なくとも表面は金属等赤外光を反射する材料より成り、モータ２０で駆動して赤外受光素子３に鼓膜およびその近傍から放射される赤外線の入光と遮光を断続する。焦電型の赤外受光素子３は入射する赤外線量の変化に対して相関を持った電気的出力を発生する。ここでチョッパ１９の表面は赤外線を反射する材料であるから、遮光時には赤外受光素子３には赤外受光素子３自身が放射する赤外線が反射して入射する。したがってチョッパ１９の動作により赤外受光素子３には鼓膜およびその近傍から放射される赤外線と、赤外受光素子３自身が放射する赤外線が交互に入射するので、赤外線受光素子３は鼓膜温度と赤外受光素子３自身の温度との温度差に相関を持った電気的出力を発生することになる。
【００４６】
２１は赤外受光素子３の温度を検出する温度センサで例えば一般周知のサーミスタである。２２は信号処理手段で、サーミスタ２１の出力より赤外受光素子３の温度を演算し、赤外受光素子３の出力より赤外受光素子３と鼓膜の温度差を演算し、それらを加算することで鼓膜の温度を演算することができる。
【００４７】
２３は報知手段であり、信号処理手段で演算により求めた鼓膜の温度を数字で表示する数字表示手段２４と音声報知手段２５から成る。数字表示手段２４は例えば液晶表示器であり、音声報知手段２５は例えばスピーカである。
【００４８】
検温時には、使用者は本体１７を持ちプローブ２を耳に挿入し、検温スイッチ（図示せず）を押すと、モータ２０が駆動しチョッパ１９が開閉動作を行い、赤外受光素子３は赤外受光素子３自身の温度と鼓膜およびその近傍の温度の温度差に相関を持った出力を発生する。信号処理手段２２が赤外受光素子３の出力とサーミスタ２１の出力から鼓膜およびその近傍の温度換算を行い、数字表示手段２４に表示出力して数字表示手段２４は温度を表示する。信号処理手段２２は同時に音声報知手段２５に音声出力を行い音声報知手段２５は例えば「さんじゅうろくてんごど」と音声出力する。
【００４９】
音声報知手段２５で音声報知するので、暗闇で測定する場合や目の不自由な人が測定する場合でも検温結果を知ることができる。また数字表示手段２４でも報知しているので、騒音の大きい環境で測定する場合や耳の不自由な人が測定する場合でも検温結果を知ることができる。耳で温度を測定するので音声報知手段２５は十分小さな音量で被験者に報知することができ、被験者にのみ検温結果が聞こえ、被験者以外には検温結果が聞こえないようにできて、被験者の周囲に不要な雑音で迷惑をかけることはない。
【００５０】
ここで、受光部１８は鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外線のみを受光するのでプローブ２の温度変動の影響を受けることはない。したがって、音声報知の時間中プローブ２を耳に挿入した状態を続けて、プローブ２が温度変動し、すぐに次の測定を行っても正確に温度測定できる。
【００５１】
信号処理手段２２は音声報知手段２５に、検温結果の温度を音声出力するだけでなく、例えば「正常です」「微熱があります」「高熱があります」などのメッセージを報知してもよい。プローブ２の温度変動の影響を受けないので長時間プローブ２を耳に挿入していても、すぐに次の測定を正確に行えるので。長いメッセージでも構わない。体温測定には、耳以外にも腋下や舌下などでの測定方法があり、それぞれ若干の温度差があっていわゆる平熱も測定方法により差がある。検温結果に対して誤った判断をしないために前記したようなメッセージを報知することは効果がある。
【００５２】
受光部１８の構成を図２により説明する。図２において、７は集光素子である屈折レンズ、３は赤外受光素子、２６は筐体である。Ａ、Ａ’は屈折レンズ７の縁からこの縁と同じ側のプローブ２の内壁に接するように引いた直線とプローブ２の先端の面との交点で、図２のように直線的なプローブであればプローブ２の先端内壁に位置する点である。Ｂはプローブ２の内壁における点、即ち受光したくない領域の点、Ｆは屈折レンズ７の焦点、ＦＡは屈折レンズ７によるＡの像点、ＦＡ’は屈折レンズ７によるＡ’の像点、ＦＢは屈折レンズ７によるＢの像点、Ｋ１ＡはＡから光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡへ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２ＡはＡから光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦＡに到達する光の光路、Ｋ３ＡはＡから屈折レンズ７の中心を通過してＦＡに到達する光の光路、Ｋ４ＡはＡから光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡに到達する光（マージナル光線）の光路である。また同様にＫ１Ａ’はＡ’から光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡ’へ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２Ａ’はＡ’から光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦＡ’に到達する光の光路、Ｋ３Ａ’はＡ’から屈折レンズ７の中心を通過してＦＡ’に到達する光の光路、Ｋ４Ａ’はＡ’から光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡ’に到達する光（マージナル光線）の光路、Ｋ３ＢはＢから屈折レンズ７の中心を通過してＦＢに到達する光の光路、ＦＸは光路Ｋ１Ａと光路Ｋ１Ａ’の交点である。
【００５３】
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するような光学系を設計する。
【００５４】
赤外受光素子３を筐体２６に取り付け、屈折レンズ７を通過しない赤外線を赤外受光素子３が受光しないようにする。屈折レンズ７を通った赤外線のみ受光する構成にした上で以下の設計を行う。
【００５５】
Ａから放射される光は光路Ｋ１Ａ、Ｋ２Ａ、Ｋ３Ａ、Ｋ４Ａなどを通ってＡの像点ＦＡに到達する。幾何光学で周知の通り、Ａの像点ＦＡは光軸を挟んでＡと反対側に形成される。図２中に示すように、光路Ｋ２Ａを通る光は、屈折レンズ７を通過してＦで光軸と交叉したのち光軸から離れながらＦＡに到達する。同じように、光路Ｋ１Ａを通る光は、屈折レンズ７を通過して光軸と交叉したのち光軸から離れながらＦＡに到達する。光路Ｋ３Ａを通る光は、屈折レンズ７で光軸と交叉したのち光軸から離れながらＦＡに到達する。光路Ｋ４Ａを通る光は、光軸と交叉して屈折レンズ７を通過し、屈折レンズ７を通過してからは光軸と交叉せずにＦＡに到達する。このように、光路Ｋ１Ａと光軸が交叉する点ＦＸよりも屈折レンズ７から離れた位置かつＦＡよりも屈折レンズ７に近い位置で、Ａから放射される光が通過しない領域が存在する。この領域は、ＦＸとＦＡとＦＡ’が形成する三角形の内側となる。この三角形の内側に赤外受光素子３を設置することで、Ａ、Ａ’から放射される光を受光しない受光部が得られる。
【００５６】
受光したくないプローブ２内壁の領域中のＢ点は、Ａよりも光軸から遠いため、屈折レンズ７によるＢの像点ＦＢがＦＡより光軸から遠くなることは周知の通りである。従って、ＦＸとＦＡとＦＡ’が形成する三角形の内側に赤外受光素子３を設置することによってＡ、Ａ’から放射される赤外線を受光しないようにすれば、自動的にＢからの赤外線も受光しない構成となる。
【００５７】
以上のように、ＦＸとＦＡとＦＡ’が形成する三角形の内側に赤外受光素子３を設置することによって、光軸付近の受光したい領域、即ちプローブ２を通過した鼓膜およびその近傍から放射される赤外線のみを受光するような受光部が得られる。
【００５８】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例を図３を用いて説明する。図３は本発明の第２の実施例における放射体温計の受光部およびプローブを示す構成図である。図３において、７は屈折レンズ、３は赤外受光素子、２６は筐体である。Ａ、Ａ’は屈折レンズ７の縁からプローブ２の内壁に接するように引いた直線とプローブ２の先端の面との交点で、図３のように直線的なプローブであればプローブ２の先端内壁に位置する点である。Ｂはプローブ２の内壁における点、即ち受光したくない領域の点、Ｆは屈折レンズ７の焦点、ＦＡは屈折レンズ７によるＡの像点、ＦＡ’は屈折レンズ７によるＡ’の像点、ＦＢは屈折レンズ７によるＢの像点、Ｋ１ＡはＡから光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡへ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２ＡはＡから光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦＡに到達する光の光路、Ｋ３ＡはＡから屈折レンズ７の中心を通過してＦＡに到達する光の光路、Ｋ４ＡはＡから光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡに到達する光（マージナル光線）の光路、Ｋ１Ａ’はＡ’から光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡ’へ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２Ａ’はＡ’から光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦＡ’に到達する光の光路、Ｋ３Ａ’はＡ’から屈折レンズ７の中心を通過してＦＡ’に到達する光の光路、Ｋ４Ａ’はＡ’から光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＡ’に到達する光（マージナル光線）の光路、Ｋ３ＢはＢから屈折レンズ７の中心を通過してＦＢに到達する光の光路、Ｋ４ＢはＢから光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦＢに到達する光（マージナル光線）の光路、ＦＸは光路Ｋ１Ａと光路Ｋ１Ａ’の交点、ＦＹは光路Ｋ４Ａと光路Ｋ４Ａ’の交点である。
【００５９】
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するような光学系を設計する。
【００６０】
赤外受光素子３を筐体２６に取り付け、屈折レンズ７を通過しない赤外線を赤外受光素子３で受光しないようにする。屈折レンズ７を通った赤外線のみ受光する構成にした上で以下の設計を行う。
【００６１】
Ａから放射される光は光路Ｋ１Ａ、Ｋ２Ａ、Ｋ３Ａ、Ｋ４Ａなどを通ってＡの像点ＦＡに到達する。幾何光学で周知の通り、Ａの像点ＦＡは光軸を挟んでＡと反対側に形成される。図３中に示すように、光路Ｋ２Ａを通る光は、屈折レンズ７を通過してＦで光軸と交叉してＦＡに到達し光軸から離れていく。同じように、光路Ｋ１Ａを通る光は、屈折レンズ７を通過して光軸と交叉してＦＡに到達し光軸から離れていく。光路Ｋ３Ａを通る光は、屈折レンズ７で光軸と交叉してＦＡに到達し光軸から離れていく。光路Ｋ４Ａを通る光は、光軸と交叉して屈折レンズ７を通過し、屈折レンズ７を通過してからは光軸と交叉せずにＦＡに到達し、その後光軸に近づくかあるいは遠ざかっていく。このように、Ａの像点ＦＡよりも屈折レンズから離れた位置でＡから放射される光が通過しない領域が存在する。この領域は、ＦＡよりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４Ａと、ＦＡ’よりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４Ａ’で挟まれた領域である。この領域に赤外受光素子３を設置することで、Ａ、Ａ’から放射される赤外線を受光しない光学系が実現できる。
【００６２】
受光したくないプローブ２内壁の領域中のＢ点は、Ａよりも光軸から遠いため、屈折レンズ７によるＢの像点ＦＢがＦＡより光軸から遠くなることは周知の通りである。従って、ＦＡよりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４Ａと、ＦＡ’よりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４Ａ’で挟まれた領域内に赤外受光素子を設置することによってＡ、Ａ’から放射される赤外線を受光しないようにすれば、自動的にＢから放射される赤外線も受光しない構成となる。
【００６３】
以上のように、ＦＡよりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４Ａと、ＦＡ’よりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４Ａ’で挟まれた領域内に赤外受光素子３を設置することによって、光軸付近の受光したい領域、即ち鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外線のみを受光するような受光部が得られる。
【００６４】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例を図４を用いて説明する。図４は本発明の第３の実施例における放射体温計の受光部およびプローブを示す構成図である。ここでプローブ２は前記実施例と異なり、より外耳道に挿入し易いようＲ付けの部分を持たせている。図４において、７は屈折レンズ、３は赤外受光素子、２６は筐体である。α、α’は屈折レンズ７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる仮想先端点、Ｆは屈折レンズ７の焦点、Ｆα、Ｆα’はそれぞれ屈折レンズ７によるα、α’の像点、Ｋ１αはαから光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過してＦαへ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２αはαから光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦαに到達する光の光路、Ｋ３αはαから屈折レンズ７の中心を通過してＦαに到達する光の光路、Ｋ４αはαから光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦαに到達する光（マージナル光線）の光路、Ｋ１α’はα’から光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過してＦα’へ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２α’はα’から光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦα’に到達する光の光路、Ｋ３α’はα’から屈折レンズ７の中心を通過してＦα’に到達する光の光路、Ｋ４α’はα’から光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦα’に到達する光（マージナル光線）の光路、ＦＸは光路Ｋ１αと光軸との交点である。
【００６５】
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するような光学系を設計する。
【００６６】
赤外受光素子３を筐体２６に取り付け、屈折レンズ７を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するようにする。屈折レンズ７を通った赤外線のみ受光する構成にした上で以下の設計を行う。
【００６７】
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外光のみを受光するためには、プローブ２から放射される赤外光を受光しないようにすればよい。そのため、受光したい領域と受光したくない領域の境界に位置する点を仮想し、この点から、光軸に対してこの仮想した境界に位置する点と同じ側の屈折レンズ７の縁を通過する光（マージナル光線）の光路よりも、光軸から遠くに位置するようにプローブ２を設置すればよい。そこで、上記仮想の境界に位置する点を、屈折レンズ７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる点α、α’として、ＦαとＦα’とＦＸで形成される三角形の内側に赤外受光素子３を設置する。これにより、プローブ２をαと屈折レンズ７の間で光路Ｋ１α、Ｋ１α’よりも光軸から遠くに位置させることになるため、プローブ２からの光を受光しない光学系が得られる。
【００６８】
上記について詳細を以下に述べる。αから放射される光は光路Ｋ１α、Ｋ２α、Ｋ３α、Ｋ４αなどを通ってαの像点Ｆαに到達する。幾何光学で周知の通り、αの像点Ｆαは光軸を挟んでαと反対側に形成される。図４中に示すように、光路Ｋ２αを通る光は、屈折レンズ７を通過してＦで光軸と交叉したのち光軸から離れながらＦαに到達する。同じように、光路Ｋ１αを通る光は、屈折レンズ７を通過して光軸と交叉したのち光軸から離れながらＦαに到達する。光路Ｋ３αを通る光は、屈折レンズ７で光軸と交叉したのち光軸から離れながらＦαに到達する。光路Ｋ４αを通る光は、光軸と交叉して屈折レンズ７を通過し、屈折レンズ７を通過してからは光軸と交叉せずにＦαに到達する。このように、光路Ｋ１αと光軸が交叉する点ＦＸよりも屈折レンズ７から離れた位置かつＦαよりも屈折レンズ７に近い位置で、αから放射される光が通過しない領域が存在する。同じように、α’についても、光路Ｋ１α’と光軸が交叉する点よりも屈折レンズ７から離れた位置かつＦα’よりも屈折レンズ７に近い位置で、α’から放射される光が通過しない領域が存在する。この、Ｆα、Ｆα’、ＦＸで形成される三角形の内側よりに赤外受光素子３を設置することで、α、α’から放射される光を受光しない受光部が得られる。αと屈折レンズ７の間の光路Ｋ１αより光軸から遠い部分からの光は、αと同じ面内で光軸からの距離がαより大きい点からの光と置き換えられる。この点の屈折レンズ７による像点はＦαよりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通りである。そのため、αからの光を受光しないようにすれば、αよりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受光しない。同様に、α’と屈折レンズ７の間の光路Ｋ１α’より光軸から遠い部分からの光は、α’と同じ面内で光軸からの距離がα’より大きい点からの光と置き換えられる。この点の屈折レンズ７による像点はＦα’よりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通りである。そのため、α’からの光を受光しないようにすれば、α’よりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受光しない。このように、ＦαとＦα’とＦＸで形成される三角形の内側に赤外受光素子３を設置することでα、α’から放射される赤外線を受光しないようにすれば、自動的にプローブ２から放射される赤外線も受光しない構成となる。
【００６９】
以下、αからの光を受光しないような赤外受光素子３の位置を求める。
赤外受光素子３はＦαよりも屈折レンズ７に近い。この時、次式が成り立つ。
【００７０】
ＬαＦ≧ｆ＋Ｌ３            （１）
したがって、
Ｌ３≦ＬαＦ−ｆ            （２）
ここでＬαＦ屈折レンズ７の中心からαの像点Ｆαまでの距離、ｆは屈折レンズ７の中心から焦点Ｆまでの距離、Ｌ３は焦点Ｆから赤外受光素子３までの距離である。
【００７１】
図４に示すように、受光面は光路Ｋ１αと光軸が交わる点ＦＸとＦαとの間であるので、αからＦαまでの各光路のうち受光面で赤外受光素子３に最も近づくものはＫ１αである。したがって、αからの光を赤外受光素子３で受光しないためには、次式を満たす必要がある。
【００７２】
ｒαＳ１＞ｒＳ              （３）
ここで、ｒαＳ１は光路Ｋ１αと赤外受光素子３の受光面との交点ＦαＳ１から光軸までの距離、ｒＳは赤外受光素子３の半径である。また屈折レンズ７の半径をｒ３、光軸から像点Ｆαまでの距離をｒαＦとしたとき、幾何光学で周知の通りｒ３、ｒαＦ、ｒαＳ１、Ｌ３、ｆは幾何関係として（式４）を満たす。
【００７３】
【数５】
0004006804.tif 000004
【００７４】
したがって、（式５）を満たす。
【００７５】
【数６】
0004006804.tif 000005
【００７６】
（式５）を（式３）へ代入することで（式６）が得られる。
【００７７】
【数７】
0004006804.tif 000006
【００７８】
（式２）、（式６）から、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式７）となる。
【００７９】
【数８】
0004006804.tif 000007
【００８０】
さらにαから光軸までの距離をｒα、プローブ２の先端から屈折レンズ７の中心までの距離をＬαとしたときに、幾何光学で周知の通り、ｒα、Ｌα、ｒαＦ、ＬαＦは幾何関係として（式８）を満たす。
【００８１】
【数９】
0004006804.tif 000008
【００８２】
したがって、（式９）を満たす。
【００８３】
【数１０】
0004006804.tif 000009
【００８４】
（式９）を（式７）へ代入することにより、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式１０）となる。
【００８５】
【数１１】
0004006804.tif 000010
【００８６】
また、ガウスの公式から（式１１）が成り立つ。
【００８７】
【数１２】
0004006804.tif 000011
【００８８】
したがって、（式１２）が成り立つ。
【００８９】
【数１３】
0004006804.tif 000012
【００９０】
（式１２）を（式１０）に代入することにより、αから放射される光を赤外受光素子４で受光しないための条件は（式１３）となる。
【００９１】
【数１４】
0004006804.tif 000013
【００９２】
以上のように、プローブ２先端のαから放射される光を赤外受光素子３で受光しないためには、（式７）、或いは（式１０）、或いは（式１３）を満たすよう光学系を設計する必要がある。（式７）、（式１０）、（式１３）で与えられるＬ３だけ、赤外受光素子３を屈折レンズ７の焦点からずらして設置することで、プローブ２から放射される赤外線を赤外受光素子３で受光せずに、鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外線のみを赤外受光素子３で受光させることができる。
【００９３】
（実施例４）
次に本発明の第４の実施例を図５に基づいて説明する。図５は本発明の第４の実施例における放射体温計の受光部およびプローブを示す構成図である。図５において、２はプローブで実施例３と同様にＲ付けの部分を持たせている。また７は屈折レンズ、３は赤外受光素子、２６は筐体である。α、α’は屈折レンズ７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる仮想先端点、Ｆは屈折レンズ７の焦点、Ｆα、Ｆα’はそれぞれ屈折レンズ７によるα、α’の像点、Ｋ１αはαから光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過してＦαへ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２αはαから光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦαに到達する光の光路、Ｋ３αはαから屈折レンズ７の中心を通過してＦαに到達する光の光路、Ｋ４αはαから光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦαに到達する光（マージナル光線）の光路、Ｋ１α’はα’から光軸に対して同じ側の屈折レンズ７の縁を通過してＦα’へ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２α’はα’から光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦα’に到達する光の光路、Ｋ３α’はα’から屈折レンズ７の中心を通過してＦα’に到達する光の光路、Ｋ４α’はα’から光軸を挟んで反対側の屈折レンズ７の縁を通過してＦα’に到達する光（マージナル光線）の光路、ＦＸは光路Ｋ１αと光軸との交点である。
【００９４】
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するような光学系を設計する。
【００９５】
赤外受光素子３を筐体２６に取り付け、屈折レンズ７を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するようにする。屈折レンズ７を通った赤外線のみ受光する構成にした上で以下の設計を行う。
【００９６】
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外光のみを受光するためには、プローブ２から放射される赤外光を受光しないようにすればよい。そのため、受光したい領域と受光したくない領域の境界に位置する点を仮想し、この点から、光軸に対してこの仮想した境界に位置する点と同じ側の屈折レンズ７の縁を通過する光（マージナル光線）の光路よりも、光軸から遠くに位置するようにプローブ２を設置すればよい。そこで、上記仮想の境界に位置する点を、屈折レンズ７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる点α、α’として、Ｆαよりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４αと、Ｆα’よりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４α’で挟まれた領域に赤外受光素子３を設置する。これにより、プローブ２をαと屈折レンズ７の間で光路Ｋ１α、Ｋ１α’よりも光軸から遠くに位置させることになるため、プローブ２からの光を受光しない光学系が得られる。
【００９７】
上記について詳細を以下に述べる。
αから放射される光は光路Ｋ１α、Ｋ２α、Ｋ３α、Ｋ４αなどを通ってαの像点Ｆαに到達する。幾何光学で周知の通り、αの像点Ｆαは光軸を挟んでαと反対側に形成される。図５中に示すように、光路Ｋ２αを通る光は、屈折レンズ７を通過してＦで光軸と交叉してＦαに到達し光軸から離れていく。同じように、光路Ｋ１αを通る光は、屈折レンズ７を通過して光軸と交叉してＦαに到達し光軸から離れていく。光路Ｋ３αを通る光は、屈折レンズ７で光軸と交叉してＦαに到達し光軸から離れていく。光路Ｋ４αを通る光は、光軸と交叉して屈折レンズ７を通過し、屈折レンズ７を通過してからは光軸と交叉せずにＦαに到達し、その後光軸に近づくかあるいは遠ざかっていく。このように、αの像点Ｆαよりも屈折レンズ７から離れた位置でαから放射される光が通過しない領域が存在する。同じようにα’についても、α’の像点Ｆα’よりも屈折レンズ７から離れた位置でα’から放射される光が通過しない領域が存在する。この、Ｆαよりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４αと、Ｆα’よりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４α’で挟まれた領域内に赤外受光素子を設置することによってα、α’から放射される赤外線を受光しない受光部が得られる。αと屈折レンズ７の間の光路Ｋ１αより光軸から遠い部分からの光は、αと同じ面内で光軸からの距離がαより大きい点からの光と置き換えられる。この点の屈折レンズ７による像点はＦαよりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通りである。そのため、αからの光を受光しないようにすれば、αよりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受光しない。同様に、α’と屈折レンズ７の間の光路Ｋ１α’より光軸から遠い部分からの光は、α’と同じ面内で光軸からの距離がα’より大きい点からの光と置き換えられる。この点の屈折レンズ７による像点はＦα’よりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通りである。そのため、α’からの光を受光しないようにすれば、α’よりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受光しない。このように、Ｆαよりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４αと、Ｆα’よりも屈折レンズ７から遠い部分の光路Ｋ４α’で挟まれた領域に赤外受光素子３を設置することでα、α’から放射される赤外線を受光しないようにすれば、自動的にプローブ２から放射される赤外線も受光しない構成となる。
【００９８】
以下、αからの光を受光しないような赤外受光素子３の位置を求める。
赤外受光素子３はＦαよりも屈折レンズ７から遠い。この時、次式が成り立つ。
【００９９】
ＬαＦ≦ｆ＋Ｌ３            （１４）
したがって、
Ｌ３≧ＬαＦ−ｆ            （１５）
ここでＬαＦは屈折レンズ７の中心からαの像点Ｆαまでの距離、ｆは屈折レンズ７の中心から焦点Ｆまでの距離、Ｌ３は焦点Ｆから赤外受光素子３までの距離である。
【０１００】
図５に示すように、受光面はＦαよりも屈折レンズ７から遠いので、αからＦαまでの各光路のうち受光面で赤外受光素子３に最も近づくものはＫ４αである。したがって、αからの光を赤外受光素子３で受光しないためには、次式を満たす必要がある。
【０１０１】
ｒαＳ４＞ｒＳ              （１６）
ここで、ｒαＳ４は光路Ｋ４αと赤外受光素子３の受光面との交点ＦαＳ４から光軸までの距離、ｒＳは赤外受光素子３の半径である。また屈折レンズ７の半径をｒ３、光軸から像点Ｆαまでの距離をｒαＦとしたとき、幾何光学で周知の通りｒ３、ｒαＦ、ＬαＦ、ｒαＳ４、Ｌ３、ｆは幾何関係として（式１７）を満たす。
【０１０２】
【数１５】
0004006804.tif 000014
【０１０３】
したがって（式１８）を満たす。
【０１０４】
【数１６】
0004006804.tif 000015
【０１０５】
（式１８）を（式１６）へ代入することで（式１９）が得られる。
【０１０６】
【数１７】
0004006804.tif 000016
【０１０７】
（式１５）、（式１９）から、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式２０）となる。
【０１０８】
【数１８】
0004006804.tif 000017
【０１０９】
さらにαから光軸までの距離をｒα、プローブ２の先端から屈折レンズ７の中心までの距離をＬαとしたときに、幾何光学で周知の通り、ｒα、Ｌα、ｒαＦ、ＬαＦは幾何関係として前記した（式８）を満たす。したがって前記した（式９）を満たす。
【０１１０】
（式９）を（式２０）へ代入することにより、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式２１）となる。
【０１１１】
【数１９】
0004006804.tif 000018
【０１１２】
また、ガウスの公式から前記した（式１１）が成り立つ。したがって前記した（式１２）が成り立つ。
【０１１３】
（式１２）を（式２１）に代入することにより、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式２２）となる。
【０１１４】
【数２０】
0004006804.tif 000019
【０１１５】
以上のように、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないためには、（式２０）、或いは（式２１）、或いは（式２２）の条件を満たすよう光学系を設計する必要がある。（式２０）、（式２１）、（式２２）で与えられるＬ３だけ、受光素子３を屈折レンズ７の焦点からずらして設置することで、プローブ２から放射される赤外線を赤外受光素子３で受光せずに、鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外線のみを赤外受光素子３で受光させることができる。
【０１１６】
以上、受光部の集光素子として屈折レンズを用いた例を説明したが、透過型回折レンズを用いても同様に赤外受光素子を配置することにより鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外線のみを赤外受光素子３で受光させることができる他、レンズの成形が容易という効果がある。
【０１１７】
（実施例５）
次に本発明の第５の実施例を図６を用いて説明する。図６は本発明の第５の実施例における放射体温計の受光部およびプローブを示す構成図である。ここで集光素子７は前記実施例と異なり、集光ミラーを用いている。図６において、２はプローブ、３は赤外受光素子、２６は筐体である。α、α’は集光ミラー７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる仮想先端点、Ｆは集光ミラー７の焦点、Ｆα、Ｆα’はそれぞれ集光ミラー７によるα、α’の像点、Ｋ１αはαから光軸に対して同じ側の集光ミラー７の縁で反射してＦαへ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２αはαから光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦαに到達する光の光路、Ｋ３αはαから集光ミラー７の中心で反射してＦαに到達する光の光路、Ｋ４αはαから光軸を挟んで反対側の集光ミラー７の縁で反射してＦαに到達する光（マージナル光線）の光路、Ｋ１α’はα’から光軸に対して同じ側の集光ミラー７の縁で反射してＦα’へ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２α’はα’から光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦα’に到達する光の光路、Ｋ３α’はα’から集光ミラー７の中心で反射してＦα’に到達する光の光路、Ｋ４α’はα’から光軸を挟んで反対側の集光ミラー７の縁で反射してＦα’に到達する光（マージナル光線）の光路、ＦＸは光路Ｋ１αと光軸との交点である。
【０１１８】
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するような光学系を設計する。
【０１１９】
赤外受光素子３を筐体２６に取り付け、集光ミラー７で反射する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するようにする。集光ミラー７で反射した赤外線のみ受光する構成にした上で以下の設計を行う。
【０１２０】
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外光のみを受光するためには、プローブ２から放射される赤外光を受光しないようにすればよい。そのため、受光したい領域と受光したくない領域の境界に位置する点を仮想し、この点から、光軸に対してこの仮想した境界に位置する点と同じ側の集光ミラー７の縁で反射する光（マージナル光線）の光路よりも、光軸から遠くに位置するようにプローブ２を設置すればよい。そこで、上記仮想の境界に位置する点を、集光ミラー７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる点α、α’として、ＦαとＦα’とＦＸで形成される三角形の内側に赤外受光素子３を設置する。これにより、プローブ２をαと集光ミラー７の間で光路Ｋ１α、Ｋ１α’よりも光軸から遠くに位置させることになるため、プローブ２からの光を受光しない光学系が得られる。
【０１２１】
上記について詳細を以下に述べる。αから放射される光は光路Ｋ１α、Ｋ２α、Ｋ３α、Ｋ４αなどを通ってαの像点Ｆαに到達する。幾何光学で周知の通り、αの像点Ｆαは光軸を挟んでαと反対側に形成される。図６中に示すように、光路Ｋ２αを通る光は、集光ミラー７で反射してＦで光軸と交叉したのち光軸から離れながらＦαに到達する。同じように、光路Ｋ１αを通る光は、集光ミラー７で反射して光軸と交叉したのち光軸から離れながらＦαに到達する。光路Ｋ３αを通る光は、集光ミラー７で光軸と交叉したのち光軸から離れながらＦαに到達する。光路Ｋ４αを通る光は、光軸と交叉して集光ミラー７で反射し、集光ミラー７で反射してからは光軸と交叉せずにＦαに到達する。このように、光路Ｋ１αと光軸が交叉する点ＦＸよりも集光ミラー７から離れた位置かつＦαよりも集光ミラー７に近い位置で、αから放射される光が通過しない領域が存在する。同じように、α’についても、光路Ｋ１α’と光軸が交叉する点よりも集光ミラー７から離れた位置かつＦα’よりも集光ミラー７に近い位置で、α’から放射される光が通過しない領域が存在する。この、Ｆα、Ｆα’、ＦＸで形成される三角形の内側よりに赤外受光素子３を設置することで、α、α’から放射される光を受光しない受光部が得られる。αと集光ミラー７の間の光路Ｋ１αより光軸から遠い部分からの光は、αと同じ面内で光軸からの距離がαより大きい点からの光と置き換えられる。この点の集光ミラー７による像点はＦαよりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通りである。そのため、αからの光を受光しないようにすれば、αよりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受光しない。同様に、α’と集光ミラー７の間の光路Ｋ１α’より光軸から遠い部分からの光は、α’と同じ面内で光軸からの距離がα’より大きい点からの光と置き換えられる。この点の集光ミラー７による像点はＦα’よりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通りである。そのため、α’からの光を受光しないようにすれば、α’よりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受光しない。このように、ＦαとＦα’とＦＸで形成される三角形の内側に赤外受光素子３を設置することでα、α’から放射される赤外線を受光しないようにすれば、自動的にプローブ２から放射される赤外線も受光しない構成となる。
【０１２２】
以下、αからの光を受光しないような赤外受光素子３の位置を求める。
赤外受光素子３はＦαよりも集光ミラーに近い。この時、（式１）が成り立ち、したがって（式２）が成り立つ。ここでＬαＦは集光ミラー７の中心からαの像点Ｆαまでの距離、ｆは集光ミラー７の中心から焦点Ｆまでの距離、Ｌ３は焦点Ｆから赤外受光素子３までの距離である。
【０１２３】
図６に示すように、受光面は光路Ｋ１αと光軸が交わる点ＦＸとＦαとの間であるので、αからＦαまでの各光路のうち受光面で赤外受光素子３に最も近づくものはＫ１αである。したがって、αからの光を赤外受光素子３で受光しないためには、（式３）を満たす必要がある。ここで、ｒαＳ１は光路Ｋ１αと赤外受光素子３の受光面との交点ＦαＳ１から光軸までの距離、ｒＳは赤外受光素子３の半径である。また集光ミラー７の半径をｒ３、光軸から像点Ｆαまでの距離をｒαＦとしたとき、幾何光学で周知の通りｒ３、ｒαＦ、ｒαＳ１、Ｌ３、ｆは幾何関係として（式４）を満たし、したがって（式５）を満たす。また（式５）を（式３）へ代入することで（式６）が得られる。（式２）、（式６）から、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式７）となる。
【０１２４】
さらにαから光軸までの距離をｒα、プローブ２の先端から集光ミラー７の中心までの距離をＬαとしたときに、幾何光学で周知の通り、ｒα、Ｌα、ｒαＦ、ＬαＦは幾何関係として（式８）を満たし、したがって、（式９）を満たす。（式９）を（式７）へ代入することにより、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式１０）となる。また、ガウスの公式から（式１１）が成り立ち、したがって、（式１２）が成り立つ。（式１２）を（式１０）に代入することにより、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式１３）となる。
【０１２５】
以上のように、プローブ２先端のαから放射される光を赤外受光素子３で受光しないためには、（式７）、或いは（式１０）、或いは（式１３）を満たすよう光学系を設計する必要がある。（式７）、（式１０）、（式１３）で与えられるＬ３だけ、赤外受光素子３を集光ミラー７の焦点からずらして設置することで、プローブ２から放射される赤外線を赤外受光素子３で受光せずに、鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外線のみを赤外受光素子３で受光させることができる。
【０１２６】
（実施例６）
次に本発明の第６の実施例を図７に基づいて説明する。図７は本発明の第６の実施例における放射体温計の受光部およびプローブを示す構成図である。図７において、２はプローブ、７は集光ミラー、３は赤外受光素子、２６は筐体である。α、α’は集光ミラー７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる仮想先端点、Ｆは集光ミラー７の焦点、Ｆα、Ｆα’はそれぞれ集光ミラー７によるα、α’の像点、Ｋ１αはαから光軸に対して同じ側の集光ミラー７の縁で反射してＦαへ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２αはαから光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦαに到達する光の光路、Ｋ３αはαから集光ミラー７の中心で反射してＦαに到達する光の光路、Ｋ４αはαから光軸を挟んで反対側の集光ミラー７の縁で反射してＦαに到達する光（マージナル光線）の光路、Ｋ１α’はα’から光軸に対して同じ側の集光ミラー７の縁を通過してＦα’へ進行する光（マージナル光線）の光路、Ｋ２α’はα’から光軸と平行に進んで焦点Ｆを通過してＦα’に到達する光の光路、Ｋ３α’はα’から集光ミラー７の中心で反射してＦα’に到達する光の光路、Ｋ４α’はα’から光軸を挟んで反対側の集光ミラー７の縁で反射してＦα’に到達する光（マージナル光線）の光路、ＦＸは光路Ｋ１αと光軸との交点である。
【０１２７】
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するような光学系を設計する。
【０１２８】
赤外受光素子３を筐体２６に取り付け、集光ミラー７で反射する赤外線のみを赤外受光素子３で受光するようにする。集光ミラー７で反射した赤外線のみ受光する構成にした上で以下の設計を行う。
【０１２９】
鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外光のみを受光するためには、プローブ２から放射される赤外光を受光しないようにすればよい。そのため、受光したい領域と受光したくない領域の境界に位置する点を仮想し、この点から、光軸に対してこの仮想した境界に位置する点と同じ側の集光ミラー７で反射する光（マージナル光線）の光路よりも、光軸から遠くに位置するようにプローブ２を設置すればよい。そこで、上記仮想の境界に位置する点を、集光ミラー７の縁からこの縁と光軸に対して同じ側のプローブ２内壁へ接する直線がプローブ２の先端面と交わる点α、α’として、Ｆαよりも集光ミラー７から遠い部分の光路Ｋ４αと、Ｆα’よりも集光ミラー７から遠い部分の光路Ｋ４α’で挟まれた領域に赤外受光素子３を設置する。これにより、プローブ２をαと集光ミラー７の間で光路Ｋ１α、Ｋ１α’よりも光軸から遠くに位置させることになるため、プローブ２からの光を受光しない光学系が得られる。
【０１３０】
上記について詳細を以下に述べる。
αから放射される光は光路Ｋ１α、Ｋ２α、Ｋ３α、Ｋ４αなどを通ってαの像点Ｆαに到達する。幾何光学で周知の通り、αの像点Ｆαは光軸を挟んでαと反対側に形成される。図７中に示すように、光路Ｋ２αを通る光は、集光ミラー７で反射してＦで光軸と交叉してＦαに到達し光軸から離れていく。同じように、光路Ｋ１αを通る光は、集光ミラー７で反射して光軸と交叉してＦαに到達し光軸から離れていく。光路Ｋ３αを通る光は、集光ミラー７で光軸と交叉してＦαに到達し光軸から離れていく。光路Ｋ４αを通る光は、光軸と交叉して集光ミラー７で反射し、集光ミラー７で反射してからは光軸と交叉せずにＦαに到達し、その後光軸に近づくかあるいは遠ざかっていく。このように、αの像点Ｆαよりも集光ミラー７から離れた位置でαから放射される光が通過しない領域が存在する。同じようにα’についても、αの像点Ｆαよりも集光ミラー７から離れた位置でαから放射される光が通過しない領域が存在する。この、Ｆαよりも集光ミラー７から遠い部分の光路Ｋ４αと、Ｆα’よりも集光ミラー７から遠い部分の光路Ｋ４α’で挟まれた領域内に赤外受光素子３を設置することによってα、α’から放射される赤外線を受光しない受光部が得られる。αと集光ミラー７の間の光路Ｋ１αより光軸から遠い部分からの光は、αと同じ面内で光軸からの距離がαより大きい点からの光と置き換えられる。この点の集光ミラー７による像点はＦαよりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通りである。そのため、αからの光を受光しないようにすれば、αよりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受光しない。同様に、α’と集光ミラー７の間の光路Ｋ１α’より光軸から遠い部分からの光は、α’と同じ面内で光軸からの距離がα’より大きい点からの光と置き換えられる。この点の集光ミラー７による像点はＦα’よりも光軸から遠くなることは幾何光学で周知の通りである。そのため、α’からの光を受光しないようにすれば、α’よりも光軸から遠い点からの光を受光せず、従ってプローブ２からの光を受光しない。このように、Ｆαよりも集光ミラー７から遠い部分の光路Ｋ４αと、Ｆα’よりも集光ミラー７から遠い部分の光路Ｋ４α’で挟まれた領域に赤外受光素子３を設置することでα、α’から放射される赤外線を受光しないようにすれば、自動的にプローブ２から放射される赤外線も受光しない構成となる。
【０１３１】
以下、αからの光を受光しないような赤外受光素子３の位置を求める。
赤外受光素子３はＦαよりも集光ミラー７から遠い。この時、（式１４）が成り立ち、したがって（式１５）が成り立つ。ここでＬαＦは集光ミラー７の中心からαの像点Ｆαまでの距離、ｆは集光ミラー７の中心から焦点Ｆまでの距離、Ｌ３は焦点Ｆから赤外受光素子３までの距離である。
【０１３２】
図７に示すように、受光面はＦαよりも集光ミラー７から遠いので、αからＦαまでの各光路のうち受光面で赤外受光素子３に最も近づくものはＫ４αである。したがって、αからの光を赤外受光素子３で受光しないためには、（式１６）を満たす必要がある。ここで、ｒαＳ４は光路Ｋ４αと赤外受光素子３の受光面との交点ＦαＳ４から光軸までの距離、ｒＳは赤外受光素子３の半径である。また集光ミラー７の半径をｒ３、光軸から像点Ｆαまでの距離をｒαＦとしたとき、幾何光学で周知の通りｒ３、ｒαＦ、ＬαＦ、ｒαＳ４、Ｌ３、ｆは幾何関係として（式１７）を満たし、したがって（式１８）を満たす。（式１８）を（式１６）式へ代入することで（式１９）が得られる。（式１５）、（式１９）から、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式２０）となる。
【０１３３】
さらにαから光軸までの距離をｒα、プローブ２の先端から集光ミラー７の中心までの距離をＬαとしたときに、幾何光学で周知の通り、ｒα、Ｌα、ｒαＦ、ＬαＦは幾何関係として（式８）を満たし、したがって（式９）を満たす。（式９）を（式２０）へ代入することにより、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式２１）となる。また、ガウスの公式から（式１１）が成り立つので、（式１２）が成り立つ。（式１２）を（式２１）に代入することにより、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないための条件は（式２２）となる。
【０１３４】
以上のように、αから放射される光を赤外受光素子３で受光しないためには、（式２０）、或いは（式２１）、或いは（式２２）の条件を満たすよう光学系を設計する必要がある。（式２０）、（式２１）、（式２２）で与えられるＬ３だけ、赤外受光素子３を集光ミラー７の焦点からずらして設置することで、プローブ２から放射される赤外線を赤外受光素子３で受光せずに、鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外線のみを赤外受光素子３で受光させることができる。
【０１３５】
以上、受光部の集光素子として集光ミラーを用いた例を説明したが、屈折レンズを使う場合に比べ、透過損失がなく受光量を増大させる効果がある。また、反射型回折レンズを用いても同様に赤外受光素子３を配置することにより鼓膜およびその近傍から放射されプローブ２を通過した赤外線のみを赤外受光素子３で受光させることができる他、ミラーの成形が容易という効果がある。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の放射体温計は以下の効果を有する。
【０１３７】
本発明の請求項１にかかる放射体温計によれば、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部からの出力を信号処理手段で温度に演算し、その信号処理手段の演算結果の温度を音声報知手段を有する報知手段で報知するので、鼓膜およびその近傍以外からの熱輻射の影響を受けず、耳に挿入している時間に拘わらず正確な鼓膜温度を検出することができ、実質的な音声報知が可能になり、暗闇での検温や目の不自由な人の検温も可能となる。しかも、受光部は鼓膜およびその近傍から放射されプローブを通過した赤外線のみを受光し、信号処理手段は受光部からの出力を温度に演算し、演算結果の温度を音声報知手段を有する報知手段が報知する。そして受光部の赤外受光素子には集光素子で集光された赤外線が入射し、また赤外受光素子を集光素子の焦点位置から後方に離して設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる。
【０１４０】
本発明の請求項２にかかる放射体温計によれば、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線のみを受光する受光部と、前記受光部の出力を温度に演算する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力を報知する報知手段と、前記報知手段は前記信号処理手段の演算結果の温度を音声で報知する音声報知手段と、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプローブとを備え、前記受光部は少なくともプローブを通過した赤外線を集光する集光素子と、前記集光素子で集光された赤外線を受光する赤外受光素子を有し、前記赤外受光素子は仮想先端点と同じ側の集光素子の縁を通過して集光素子による仮想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点よりも集光素子から遠く且つ集光素子による仮想先端点の像点よりも集光素子に近い領域に設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる。
【０１４１】
本発明の請求項３にかかる放射体温計によれば、赤外受光素子は仮想先端点と同じ側の集光素子の縁を通過して集光素子による仮想先端点の像点へ到達する光路と光軸との交点と、集光素子による仮想先端点の２つの像点とで形成される、集光素子の子午面内の三角形内に設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる。
【０１４２】
本発明の請求項４にかかる放射体温計によれば、赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点の集光素子による像点よりも前記集光素子から遠い領域に設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる。
【０１４３】
本発明の請求項５にかかる放射体温計によれば、赤外受光素子を、集光素子の縁から光軸に対して前記集光素子の縁と同じ側のプローブの内壁に接するように引いた直線が前記プローブの先端の面と交叉する仮想先端点から光軸を挟んで前記仮想先端点と反対側の前記集光素子の縁を通過して前記集光素子による前記仮想先端点の像点へ到達する前記集光素子の子午面内の２つの光路で挟まれた領域に設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる。
【０１４４】
本発明の請求項６にかかる放射体温計によれば、赤外受光素子は集光素子の焦点距離ｆと、赤外受光素子の半径ｒＳと、仮想先端点と光軸との距離ｒαと、仮想先端点と集光素子との距離Ｌαと、集光素子の半径ｒ３を用いて、前記の（式１３）で与えられるＬ３だけ集光素子の焦点よりも集光素子から遠くに設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる。
【０１４５】
本発明の請求項７にかかる放射体温計によれば、赤外受光素子は集光素子の焦点距離ｆと、赤外受光素子の半径ｒＳと、仮想先端点と光軸との距離ｒαと、仮想先端点と前記集光素子との距離Ｌαと、集光素子の半径ｒ３を用いて、前記の（式２２）で表されるＬ３だけ前記集光素子の焦点よりも集光素子から遠くに設置することで、プローブ内壁から集光素子に入射する赤外線を赤外受光素子以外の位置へ進行させることができ、受光領域を制限することができる。その結果、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる。
【０１４６】
本発明の請求項８にかかる放射体温計によれば、信号処理手段は演算結果の温度を基に体調を診断し診断結果を音声で報知するので、他の体温測定方法との違いによる検温結果の違いに対して使用者が誤った判断をすることはない。
本発明の請求項９にかかる放射体温計によれば、屈折レンズにより、赤外受光素子には集光された赤外線が入射するので、受光領域を制限することができ、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる。
【０１４７】
本発明の請求項１０にかかる放射体温計によれば、透過型回折レンズにより、赤外受光素子には集光された赤外線が入射するので、受光領域を制限することができ、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる他、容易に製造できる効果がある。
【０１４８】
本発明の請求項１１にかかる放射体温計によれば、集光ミラーにより、赤外受光素子には集光された赤外線が入射するので、受光領域を制限することができ、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる他、透過損失が無く赤外光を有効に赤外受光素子に導く効果がある。
【０１４９】
また本発明の請求項１２にかかる放射体温計によれば、反射型回折レンズにより、赤外受光素子には集光された赤外線が入射するので、受光領域を制限することができ、プローブの温度変化の影響を受けず鼓膜およびその近傍の温度を測定できるので、耳に挿入している時間が長くなっても測定温度誤差要因とは成らず、実質的に音声報知が可能となる他、透過損失が無く赤外光を有効に赤外受光素子に導く効果があり、また製造が容易という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における放射体温計の構成ブロック図
【図２】同実施例の受光部の要部拡大図
【図３】本発明の第２の実施例における受光部の要部拡大図
【図４】本発明の第３の実施例における受光部の要部拡大図
【図５】本発明の第４の実施例における受光部の要部拡大図
【図６】本発明の第５の実施例における受光部の要部拡大図
【図７】本発明の第６の実施例における受光部の要部拡大図
【図８】第１の従来例における放射体温計の構成図
【図９】第２の従来例における放射体温計の構成図
【図１０】反射材料の反射角度と輻射率の関係を示す特性図
【符号の説明】
２  プローブ
３  赤外受光素子
７  集光素子
１８  受光部
２２  信号処理手段
２３  報知手段
２５  音声報知手段
【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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