JP5707208B2 - Infrared thermometer - Google Patents
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Description
本発明は、赤外線センサを用いて体温を測定する赤外線体温計に関する。 The present invention relates to an infrared thermometer that measures body temperature using an infrared sensor.
体温を測定する体温計として赤外線センサを用いたものは、体温を迅速に測定できるため、泣き易かったり、寝ていたり、じっとしていないような幼児や乳児などの体温を測定するのに非常に有効である。 Those using infrared sensors as thermometers to measure body temperature can measure body temperature quickly, so it is very effective for measuring body temperature of infants and infants who are easy to cry, sleep or stay still It is.
赤外線センサは、人体の皮膚などの測定対象部から放射される赤外線の量を測定して、測定対象部の温度、すなわち体温を測定するものであるが、赤外線は、距離の二乗に反比例して減衰するので、赤外線センサと測定対象部との間の距離を正確に測ったり、または測定対象部との間の距離を一定にして、赤外線の量を測定することが要求される。 An infrared sensor measures the amount of infrared rays emitted from a measurement target part such as the skin of a human body and measures the temperature of the measurement target part, that is, the body temperature. The infrared ray is inversely proportional to the square of the distance. Since it attenuates, it is required to accurately measure the distance between the infrared sensor and the measurement target part or to measure the amount of infrared light while keeping the distance between the measurement target part constant.
そこで、従来、赤外線センサと測定対象部との間の距離の設定または測定は、測定者が「だいたい何センチに合わせる」とか、「光のマークを合わせる」などで行うため、測定者の技量に頼るところが大であった。 Therefore, conventionally, the measurement person has to set or measure the distance between the infrared sensor and the measurement target part by “approximate how many centimeters” or “adjust the light mark”. The place to rely on was great.
上述したように、従来は、赤外線センサと測定対象部との間の距離の設定または測定は、測定者が「だいたい何センチに合わせる」とか、「光のマークを合わせる」などとして行うものであったため、赤外線センサと測定対象部との間の距離に誤差が多く発生し、正確な体温を測定することが困難であった。 As described above, conventionally, the distance between the infrared sensor and the measurement target part is set or measured by the measurer as “approx. How many centimeters” or “adjust the light mark”. Therefore, many errors occur in the distance between the infrared sensor and the measurement target part, and it is difficult to measure an accurate body temperature.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、測定対象部との間の距離に左右されること無く、かつ正確な体温を測定できる赤外線体温計を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an infrared thermometer capable of measuring an accurate body temperature without being influenced by the distance to the measurement target portion. .
請求項1記載の赤外線体温計は、赤外線センサを用いて、体温を測定する赤外線体温計であって、 赤外線センサを内蔵するセンサ本体が人体に接触したと判定する接触判定手段と、この接触判定手段によってセンサ本体が人体に接触したと判定したときにおける赤外線センサからの赤外線の量を測定する赤外線量測定手段と、この赤外線量測定手段で測定した赤外線の量に基づく体温を算出する体温算出手段とを有し、前記接触判定手段は、
前記センサ本体が人体に接近するときの静電容量を測定し、この静電容量に基づきセンサ本体と人体との間の距離を測定する近接センサと、前記センサ本体が人体に接触したときの所定の静電容量を予め記憶する記憶手段と、前記近接センサで測定した静電容量を前記所定の静電容量と比較し、この測定した静電容量が前記所定の静電容量になったとき、センサ本体が人体に接触したと判定する手段とを有することを要旨とする。
The infrared thermometer according to
A capacitance when the sensor body approaches the human body, a proximity sensor that measures a distance between the sensor body and the human body based on the capacitance, and a predetermined value when the sensor body contacts the human body The storage means for storing the electrostatic capacity in advance and the electrostatic capacity measured by the proximity sensor are compared with the predetermined electrostatic capacity, and when the measured electrostatic capacity becomes the predetermined electrostatic capacity, The gist of the invention is that it has means for determining that the sensor main body is in contact with the human body.
請求項1記載の赤外線体温計では、
赤外線センサを内蔵するセンサ本体が人体に接触したと判定したときにおける赤外線センサからの赤外線の量を測定し、この測定した赤外線の量に基づく体温を算出する際に、
センサ本体が人体に近接するときの静電容量を測定し、この測定した静電容量を予め記憶した所定の静電容量と比較し、この測定した静電容量が所定の静電容量になったとき、センサ本体が人体に接触したと判定するため、人体に接触したことを確実に検出して、体温を測定でき、例えば顔を背けて嫌がったり、体温計などの物が触れると、反射的に顔を動かしたり、泣き易かったり、じっとしていないような幼児や乳児などの体温を測定するのに非常に有効である。
In the infrared thermometer according to
When measuring the amount of infrared rays from the infrared sensor when it is determined that the sensor body incorporating the infrared sensor has contacted the human body, and calculating the body temperature based on the measured amount of infrared rays,
The capacitance when the sensor body is close to the human body is measured, the measured capacitance is compared with a predetermined capacitance stored in advance, and the measured capacitance becomes a predetermined capacitance. Since it is determined that the sensor body is in contact with the human body, it is possible to reliably detect contact with the human body and measure the body temperature.For example, when the object is disliked by facing away from the face or touching an object such as a thermometer, It is very effective for measuring the body temperature of infants and infants who move their faces, are easy to cry, or are still still.
請求項2記載の赤外線体温計は、前記接触判定手段が、前記センサ本体が人体に近接する近接距離を測定する近接センサと、この近接センサで測定された近接距離が人体に比較的近づいた所定の距離以下になったとき、前記体温算出手段で算出された温度を監視する温度監視手段と、この温度監視手段で監視する温度が所定の温度付近になったときをセンサ本体が人体に接触したと判定する手段とを有することを要旨とする。
The infrared thermometer according to
請求項2記載の赤外線体温計では、近接距離が所定の距離以下になったとき、赤外線センサからの赤外線の量に基づいて算出された温度を監視し、この監視温度が所定の温度付近になったときをセンサ本体が人体に接触したと判定するため、人体に接触したときを確実に検出して、体温を測定でき、例えば顔を背けて嫌がったり、泣き易かったり、じっとしていないような幼児や乳児などの体温を測定するのに非常に有効である。
In the infrared thermometer according to
請求項3記載の赤外線体温計は、前記所定の温度付近が、体温と考えられる温度であることを要旨とする。
The gist of the infrared thermometer according to
請求項3記載の赤外線体温計では、前記所定の温度付近が体温と考えられる温度であり、この所定の温度になったときをセンサ本体が人体に接触したと判定するため、極端な低体温や外気温であるような場合を除外すれば、検知温度が体温であると考えられたときが人体の皮膚に接触したときであると判定することは有効であり、これにより人体に接触したことを確実に検出して、体温を測定でき、例えば顔を背けて嫌がったり、泣き易かったり、じっとしていないような幼児や乳児などの体温を測定するのに非常に有効である。
In the infrared thermometer according to
請求項4記載の赤外線体温計は、前記所定の距離が、5ミリメートル〜5センチメートルであることを要旨とする。 The infrared thermometer according to claim 4 is characterized in that the predetermined distance is 5 millimeters to 5 centimeters.
請求項4記載の赤外線体温計では、前記所定の距離が5ミリメートル〜5センチメートルであるため、この所定の距離になったときから、温度を監視することは、体温測定の効率化のためにも有効である。 In the infrared thermometer according to claim 4 , since the predetermined distance is 5 millimeters to 5 centimeters, monitoring the temperature after reaching the predetermined distance is also effective for improving the temperature measurement. It is valid.
本発明によれば、赤外線センサを内蔵するセンサ本体が人体に接触したと判定したときにおける赤外線センサからの赤外線の量を測定し、この測定した赤外線の量に基づく体温を算出するので、体温測定で例えば顔を背けて嫌がったり、体温計などの物が触れると、反射的に顔を動かしたり、泣き易かったり、じっとしていないような幼児や乳児などの体温を測定するのに非常に有効であり、確実かつ簡単に失敗することなく幼児などの体温を測定することができる。 According to the present invention, the amount of infrared rays from the infrared sensor when it is determined that the sensor body incorporating the infrared sensor has contacted the human body is measured, and the body temperature is calculated based on the measured amount of infrared rays. For example, it is very effective to measure the body temperature of infants and infants who are disgusted by turning their faces, touching objects such as thermometers, moving their faces in a reflective manner, crying easily, and stillness. Yes, it is possible to measure the temperature of an infant or the like without failing reliably and easily.
また、本発明によれば、センサ本体が人体に近接するときの静電容量を測定し、この測定した静電容量を予め記憶した所定の静電容量と比較し、この測定した静電容量が所定の静電容量になったとき、人体に接触したと判定するので、人体に接触したことを確実に検出して、体温を測定でき、例えば顔を背けて嫌がったり、泣き易かったり、じっとしていないような幼児や乳児などの体温を測定するのに非常に有効である。 Further, according to the present invention, the capacitance when the sensor main body is close to the human body is measured, and the measured capacitance is compared with a predetermined capacitance stored in advance. When it reaches the specified capacitance, it is determined that it has touched the human body, so it can be reliably detected that it has touched the human body, and body temperature can be measured, for example, disliked by facing away, easy to cry, still It is very effective for measuring body temperature of infants and infants who are not.
更に、本発明によれば、近接距離が所定の距離以下になったとき、赤外線センサからの赤外線の量に基づいて算出された温度を監視し、この監視温度が所定の温度付近になったときを人体に接触したと判定するので、人体に接触したときを確実に検出して、体温を測定でき、例えば顔を背けて嫌がったり、泣き易かったり、じっとしていないような幼児や乳児などの体温を測定するのに非常に有効である。 Furthermore, according to the present invention, when the proximity distance becomes equal to or less than the predetermined distance, the temperature calculated based on the amount of infrared rays from the infrared sensor is monitored, and when the monitored temperature becomes close to the predetermined temperature. Because it is determined that it has touched the human body, it is possible to reliably detect when it touches the human body and measure body temperature, such as infants and babies who are disgusted, easy to cry, or do not stay still It is very effective for measuring body temperature.
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態(以下、実施形態と称する)を説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係わる赤外線体温計を示す斜視図である。同図に示す赤外線体温計1は、若干縦型の樽状の形状に構成されることから、その中央の少し凹んだ部分などを指でつまみ易くなっている。そして、この凹部分をつまんで体温の測定対象部である例えば額の中央部などに接触させ、この接触したときの体温を測定するものであるが、このように接触したときの体温を測定するものであるので、従来のように人体との間の距離に左右されることなく、正確に体温を測定できるものである。
FIG. 1 is a perspective view showing an infrared thermometer according to an embodiment of the present invention. Since the
図1に示す赤外線体温計1は、体温を測定するための赤外線センサ、および人体の測定対象部と当該赤外線体温計1の先端部分との間の距離を測定するための近接センサを有しているが、図1に示す赤外線体温計1のセンサ本体の前面側のほぼ中央部分、すなわち図1において右下方を向いた先端部分のほぼ中央部分は、すり鉢状に凹んで構成され、このすり鉢状部分の中心に赤外線センサ3が取り付けられている。そして、この赤外線センサ3の周囲に近接センサを構成するグラウンド電極5と電極S7(図2参照、図1及び図3(c)では電極S7の保護部である電極外装7aが示されている)が設けられ、人体などの測定対象部への赤外線センサ3の近接を適確に感知し得るようになっている。
The
図2は、図1に示す赤外線体温計1のカバーを取り外した状態を示す斜視図であるが、図1に加えて、図2からも分かるように、赤外線センサ3の周囲のすり鉢状部分は、近接センサのグラウンド電極5を構成し、このグラウンド電極5の周囲のリング状の部分が近接センサの電極S7を構成している。従って、図1および図2に示す赤外線体温計1の赤外線センサ3や近接センサのグラウンド電極5と電極S7のある先端部分を人体に近づけると、この先端部分に設けられている近接センサで人体の測定対象部との間の距離を測定しながら、赤外線センサ3で人体からの赤外線を検出し、この検出した赤外線の量から体温を測定できるようになっている。
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the cover of the
なお、グラウンド電極5は、赤外線センサ3の周囲に設けられて、赤外線センサ3の温度安定と側面からの放射を反射するためのセンサーフレームを構成しているが、このセンサーフレームがグラウンド電極5の代わりとして用いられ、グラウンド電極5として十分な面積を確保している。
The
図3(a)、(b)および(c)は、図1に示した赤外線体温計1の後面、側面および前面をそれぞれ示す後面図、側面図および前面図である。同図から分かるように、図3(a)に示す赤外線体温計1の後面には、体温を表示する液晶(LCD)からなる液晶表示器11が設けられ、この液晶表示器11の上側には、押圧面の広い電源スイッチ13が設けられている。この電源スイッチ13をオンに操作すれば、赤外線体温計1は作動して、体温を測定し、この測定した体温を液晶表示器11に表示するようになっている。
3A, 3B, and 3C are a rear view, a side view, and a front view, respectively, showing a rear surface, a side surface, and a front surface of the
また、図3(b)に示す赤外線体温計1の側面には、電池収納部15が設けられ、この電池収納部15に例えば1.5〜3ボルトのボタン電池等の電池を入れ蓋をビス留め等することにより、赤外線体温計1の電源として機能し作動可能になる。
Further, a
図4は、図1に示す赤外線体温計1の回路の一部を示す回路図である。同図に示す回路は、前記近接センサで検知された静電容量に基づき人体の測定対象部と近接センサのある赤外線体温計1の先端部分との間の距離を測定する測定回路の一部と赤外線体温計1での体温測定完了を示す告知機能および前記液晶表示器11の液晶用のバックライト用の回路の一部とを含んでいる。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a part of the circuit of the
すなわち、近接センサを構成する電極S7とグラウンド電極5との間の静電容量は、近接センサが接近する人体の測定対象部と近接センサとの間の距離によって影響されて変化するが、この変化する電極S7とグラウンド電極5との間の静電容量を図4に示すように入力が抵抗R1に接続されたシュミットトリガCMOSインバータU1の入力に供給すると、このシュミットトリガCMOSインバータU1は、次式に示す発振周波数Fで発振する。
That is, the electrostatic capacitance between the electrode S7 constituting the proximity sensor and the
F=1/(0.8×Cf×R1)
この式で、Cfは、近接センサを構成する電極S7とグラウンド電極5との間の静電容量と配線の浮遊容量を含んだ静電容量であって、上述したように近接センサが接近する人体の測定対象部と近接センサとの間の距離によって影響されて変化する静電容量であり、R1は、図4の抵抗R1の抵抗値である。
F = 1 / (0.8 × Cf × R1)
In this equation, Cf is a capacitance including the capacitance between the electrode S7 constituting the proximity sensor and the
このように発振周波数Fで発振するシュミットトリガCMOSインバータU1の出力信号Aは、後述するマイクロプロセッサを用いたマイクロコントローラ(以下、MCUと略称する)に供給され、このMCUで発振周波数Fが計数され、この計数値に基づき人体と赤外線体温計1の先端部分の近接センサとの間の距離が算出される。
The output signal A of the Schmitt trigger CMOS inverter U1 that oscillates at the oscillation frequency F in this way is supplied to a microcontroller (hereinafter abbreviated as MCU) using a microprocessor to be described later, and the oscillation frequency F is counted by this MCU. Based on this count value, the distance between the human body and the proximity sensor at the tip of the
なお、近接センサが測定対象部である人体の皮膚、例えば額などに近くなったとき、例えば約5mm以内に近づいたときにおける前記静電容量Cは、近接センサの電極S7の面積に比例し、測定対象部である人体の皮膚などとの間の距離に反比例し、次式に近い値となる。 When the proximity sensor is close to the skin of the human body that is the measurement target, such as the forehead, for example, when approaching within about 5 mm, the capacitance C is proportional to the area of the electrode S7 of the proximity sensor, It is inversely proportional to the distance to the human skin that is the measurement target, and is close to the following equation.
C=ε0S/2t (F)
この式で、Sは、近接センサの電極の面積であり、tは、測定対象部である人体の皮膚などと近接センサとの間の距離であり、ε0は、比誘電率であり、空気中では1である。
C = ε 0 S / 2t (F)
In this equation, S is the area of the proximity sensor electrode, t is the distance between the human skin, which is the measurement target, and the proximity sensor, ε0 is the relative permittivity, and in the air Then it is 1.
なお、近接センサが測定対象部である人体の皮膚などから離れると、近接センサの面としての働きは期待できず、静電容量は、極端に低下する。このときの近接センサの静電容量は、単に近接センサの電極の面積に比例するだけとなり、静電容量は、配線の浮遊容量と近接センサの電極の表面積の和となり、測定対象部である人体の皮膚などとの間の距離が変化しても静電容量は変化しない。 If the proximity sensor is separated from the skin of the human body, which is the measurement target portion, the function as the surface of the proximity sensor cannot be expected, and the capacitance is extremely reduced. The capacitance of the proximity sensor at this time is simply proportional to the area of the electrode of the proximity sensor, and the capacitance is the sum of the floating capacitance of the wiring and the surface area of the electrode of the proximity sensor. The capacitance does not change even if the distance to the skin etc. changes.
図5は、上述した近接センサと測定対象部との間の距離に対する静電容量との関係を示す静電容量変化曲線のグラフである。同図に示すように、近接センサと測定対象部との間の距離が5mm以下になったとき、上式で示すように、静電容量は、近接センサの電極の面積に比例し、測定対象部との間の距離に反比例するが、近接センサが測定対象部から離れると、近接センサの面としての働きは期待できず、静電容量は極端に低下する。 FIG. 5 is a graph of a capacitance change curve showing the relationship between the capacitance and the distance between the proximity sensor and the measurement target unit. As shown in the figure, when the distance between the proximity sensor and the measurement target portion is 5 mm or less, the capacitance is proportional to the area of the proximity sensor electrode as shown in the above formula, and the measurement target Although it is inversely proportional to the distance to the part, if the proximity sensor is separated from the measurement target part, it cannot be expected to function as a surface of the proximity sensor, and the capacitance is extremely reduced.
図4に戻って、上記発振周波数Fで発振するシュミットトリガCMOSインバータU1の出力信号Aは、上述したように、MCUに供給されて、測定対象部と近接センサとの間の距離が算出されることに加えて、電池収納部15に収納される電池の電圧である3ボルトを後述する体温測定完了の告知用の例えば青色の発光ダイオード(LED)を点灯させるための6ボルトの電圧に高めるための昇圧回路に供給される。
Returning to FIG. 4, the output signal A of the Schmitt trigger CMOS inverter U1 that oscillates at the oscillation frequency F is supplied to the MCU as described above, and the distance between the measurement target portion and the proximity sensor is calculated. In addition, in order to increase the voltage of the battery accommodated in the
すなわち、図4において、上記シュミットトリガCMOSインバータU1の出力信号Aは、MCU以外に、CMOSインバータU2に供給されて反転増幅され、電池の3ボルトの電圧Eの振幅と0ボルトとの間を交互に繰り返す矩形波信号となり、コンデンサC1に供給される。このコンデンサC1は、後段のショットキーダイオードD1を経由して、電池21の電圧Eのほぼ3ボルトに充電される。
That is, in FIG. 4, the output signal A of the Schmitt trigger CMOS inverter U1 is supplied to the CMOS inverter U2 and inverted and amplified in addition to the MCU, and alternately alternates between the amplitude of the voltage E of the
すなわち、CMOSインバータU2の出力が0ボルトであるとき、コンデンサC1の2側の端子が+の極性となり、コンデンサC1の1側の端子はーの極性となって、電圧Eの3ボルトがコンデンサC1に充電される。また、CMOSインバータU2の出力が電圧Eの3ボルトであるときには、コンデンサC1に充電された電圧がCMOSインバータU2の出力と直列に接続されるため、コンデンサC1の2側の端子には、3ボルトの電圧Eの2倍である6ボルトの電圧2E(電圧E×2=2E)が発生し、この6ボルトの電圧2EがショットキーダイオードD1を経由して、コンデンサC2に充電される。 That is, when the output of the CMOS inverter U2 is 0 volt, the terminal on the 2 side of the capacitor C1 has a positive polarity, the terminal on the 1 side of the capacitor C1 has a negative polarity, and the voltage E of 3 volts is the capacitor C1. Is charged. When the output of the CMOS inverter U2 is 3 volts of the voltage E, the voltage charged in the capacitor C1 is connected in series with the output of the CMOS inverter U2, so that the terminal on the 2 side of the capacitor C1 has 3 volts A voltage 2E (voltage E × 2 = 2E) of 6 volts, which is twice the voltage E, is generated, and the voltage 2E of 6 volts is charged to the capacitor C2 via the Schottky diode D1.
このようにコンデンサC2に充電された電圧2Eの6ボルトは、上述した体温測定完了の告知用の例えば青色の発光ダイオード(LED)D2に供給される。この発光ダイオードD2には、抵抗R2と調光用トランジスタQ1が直列に接続されていて、この抵抗R2で発光ダイオードD2に流れる電流が決められる。また、調光用トランジスタQ1のベースに供給されるMCUからの調光コントロール信号Bにより調光用トランジスタQ1は、オンーオフ制御され、オンのとき最大の明るさに制御される。 Thus, 6 volts of the voltage 2E charged in the capacitor C2 is supplied to, for example, a blue light emitting diode (LED) D2 for notification of completion of the body temperature measurement. A resistor R2 and a dimming transistor Q1 are connected in series to the light emitting diode D2, and a current flowing through the light emitting diode D2 is determined by the resistor R2. The dimming transistor Q1 is controlled to be turned on and off by the dimming control signal B from the MCU supplied to the base of the dimming transistor Q1, and is controlled to the maximum brightness when it is on.
すなわち、MCUからの調光コントロール信号Bによる調光用トランジスタQ1のオンーオフ制御により、発光ダイオードD2に流れる電流は、図6に示すように、制御され、同図に示すように、発光ダイオードD2に連続的に電流が流れたときの調光が最大となり、オンーオフ制御されたときの調光は1/3となり、電流が遮断されたときには、発光ダイオードD2は消灯し、調光は0となる。上記調光が1/3となるオンーオフ制御の繰り返し周期は、人間の目にちらつきを感じさせない例えば1.6mS以下に設定されている。なお、発光ダイオードD2は、液晶表示器11の液晶用のバックライトとしても使用されている。このバックライトとの併用のため、発光ダイオードD2は、上述したように、多段階に調光し得るようになっている。
That is, the current flowing through the light emitting diode D2 is controlled as shown in FIG. 6 by the on / off control of the dimming transistor Q1 based on the dimming control signal B from the MCU, and as shown in FIG. The dimming when the current flows continuously is maximum, the dimming when the on / off control is performed becomes 1/3, and when the current is interrupted, the light emitting diode D2 is turned off and the dimming becomes zero. The repetition cycle of the on-off control in which the dimming is 1/3 is set to, for example, 1.6 mS or less so that the human eye does not feel flicker. The light emitting diode D2 is also used as a liquid crystal backlight of the
図7は、本実施形態の赤外線体温計1の全体の回路図であり、詳しくは、上述した近接センサで検知された静電容量に基づき人体の測定対象部と近接センサのある赤外線体温計1の先端部分との間の距離を測定する測定回路の一部と、赤外線体温計1での体温測定完了を示す告知機能および前記液晶表示器11の液晶用のバックライト用の回路の一部と、上述したMCUを含む本実施形態の赤外線体温計1の全体の回路図である。
FIG. 7 is an overall circuit diagram of the
なお、図7において、近接センサで検知された静電容量に基づき人体の測定対象部と近接センサのある赤外線体温計1の先端部分との間の距離を測定する測定回路の一部は、近接センサ回路71として示され、赤外線体温計1での体温測定完了を示す告知機能および前記液晶表示器11の液晶用のバックライト用の回路の一部のための昇圧回路がバックライト/イルミネーション昇圧回路73として示されている。
In FIG. 7, a part of the measurement circuit that measures the distance between the measurement target portion of the human body and the tip portion of the
近接センサ回路71からの前記シュミットトリガCMOSインバータU1の出力信号Aは、MCU83に供給され、このMCU83で上述したように人体の測定対象部と近接センサのある赤外線体温計1の先端部分との間の距離が算出される。また、このMCU83からは、前記調光コントロール信号Bが出力されて、前記調光用トランジスタQ1に供給され、この調光用トランジスタQ1により抵抗R2を介して発光ダイオードD2を制御し、上述した調光制御および液晶表示器11を構成する液晶のバックライト制御を行うようになっている。なお、この発光ダイオードD2には、前記バックライト/イルミネーション昇圧回路73からの6ボルトに昇圧された電圧が供給されている。また、MCU83には、前記電源スイッチ13および3ボルトの電池21が接続されている。
The output signal A of the Schmitt trigger CMOS inverter U1 from the
更に、前記赤外線センサ3は、複数の熱電対を直列接続して構成されるサーモパイル式のものが使用されているが、このサーモパイル式赤外線センサ3で測定された赤外線量は、アナログスイッチ77を介してOPアンプ79で増幅されてから、AD変換回路81でデジタル信号に変換されて、MCU83に供給されている。MCU83は、上述したように、この赤外線センサ3からのデジタル信号に基づき体温、すなわち人体の測定対象部の体温を算出し、この算出した体温を液晶表示器11に表示するようになっている。
Further, the
また、MCU83には、体温測定完了を示す告知機能として、前記青色の発光ダイオードD2以外に、ブザー87を有するが、このブザー87が抵抗89を介したMCU83に接続され、MCU83の制御により鳴動して体温測定完了を知らせるようになっている。
In addition to the blue light emitting diode D2, the
次に、以上のように構成される赤外線体温計の作用について説明する。 Next, the operation of the infrared thermometer configured as described above will be described.
まず、赤外線体温計1の電源スイッチ13をオンに操作し、電池収納部15内の3ボルトの電池21から動作電圧を赤外線体温計1に供給すると、赤外線体温計1の赤外線センサ3およびグラウンド電極5と電極S7からなる近接センサが作動開始するが、このとき、図1に示すように、樽状の赤外線体温計1の電池収納部15のある凹んだ胴体部分を指などでつまんで、この赤外線体温計1の先端部分を人体の例えば額などである測定対象部に向けて近づけていくと、この先端部分にある近接センサのグラウンド電極5と電極S7との間の静電容量に基づきMCU83が測定対象部と近接センサとの間の距離を監視する。
First, when the
更に具体的には、近接センサは、測定対象部と近接センサとの間の距離で変化する電極S7とグラウンド電極5との間の静電容量に従って近接センサ回路71内のシュミットトリガCMOSインバータU1の発振周波数Fが変化するので、この発振周波数の変化するシュミットトリガCMOSインバータU1の出力信号AをMCU83に供給して計数し、この計数結果に基づいてMCU83は、測定対象部と赤外線体温計1の先端部分との間の距離を算出しながら監視を続け、この距離が所定の距離、例えば5cm以下になったか否かを監視する。
More specifically, the proximity sensor includes a Schmitt-trigger CMOS inverter U1 in the
そして、MCU83は、測定対象部と赤外線体温計1の先端部分との間の距離が所定の距離である例えば5cm以下になったことを検知すると、この時点から赤外線センサ3による赤外線の測定を開始し、この赤外線センサ3で測定した赤外線の量に基づいて測定対象部の温度を検知する。すなわち、赤外線センサ3で測定された赤外線量は、アナログスイッチ77、OPアンプ79、AD変換回路81を介してデジタル信号としてMCU83に供給されるので、MCU83は、このデジタル信号に基づき測定対象部の温度を算出する。
When the
なお、ここで所定の距離を5cm以下を近接センサの検知能力によっては、例えば5mm以下としても良い。 Here, the predetermined distance may be 5 cm or less, for example, 5 mm or less depending on the detection capability of the proximity sensor.
また、MCU83は、近接センサからの静電容量に基づき測定対象部と近接センサとの間の距離を上述したように監視しながら、すなわち近接センサ回路71からの静電容量に基づき発振周波数が変化する近接センサ回路71のシュミットトリガCMOSインバータU1の出力信号Aに基づき測定対象部と近接センサとの間の距離を監視しながら、近接センサからの静電容量を所定の静電容量と比較し、この所定の静電容量になったか否かを検知するようになっている。この所定の静電容量は、近接センサが測定対象部である人体の皮膚に接触したときの静電容量であり、この所定の静電容量は、MCU83においてメモリなどに予め記憶されているものである。
Further, the
このようにMCU83は、近接センサからの静電容量を前記所定の静電容量と比較し、近接センサからの静電容量が前記所定の静電容量になったことを検知したとき、近接センサが測定対象部である人体の皮膚に接触したときであると判定し、この接触したときにおける赤外線センサ3による温度を測定対象部である体温と考え、このときに赤外線センサ3を用いて測定した温度を体温として液晶表示器11で表示する。この体温測定および表示とともに、前記青色の発光ダイオードD2を点灯し、更に前記ブザー87を鳴動して、体温測定が完了したことを使用者に告知する。
In this way, the
なお、この場合の赤外線センサ3を用いて測定した温度では、この温度が28度以上である場合、この温度を人体の測定対象部の体温と考えるが、この28度以下の場合には、人体以外の、例えば衣服や髪に触れている、あるいは机上に載置されている等であると考えて無視する。
In this case, when the temperature measured using the
さらに、上記実施形態では、MCU83は、測定対象部と赤外線体温計1の先端部分との間の距離が所定の距離以下になったことを検知すると、この時点から赤外線センサ3による赤外線量の測定を開始し、この赤外線の量に基づいて測定対象部の温度を検知することに加えて、近接センサからの静電容量を所定の静電容量と比較し、この所定の静電容量になったときに近接センサが測定対象部である人体の皮膚に接触したときであると判定しているが、このように所定の静電容量に基づくものに限定されるものでなく、例えば、赤外線センサ3で検知した測定対象部の温度が体温であると考えられるとき、赤外線体温計1の先端部分が測定対象部である例えば人体の皮膚に接触したときであると判定して、体温測定処理を行うことも可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, when the
すなわち、具体的には、MCU83は、上述したように検知した温度が体温であると考えられると、赤外線体温計1の先端部分が測定対象部である例えば人体の皮膚に接触したときであると判定し、この接触したときにおける赤外線センサによる温度を測定対象部である体温と考え、この体温を液晶表示器11で表示する。この体温測定および表示とともに、前記青色の発光ダイオードD2を点灯し、更に前記ブザー87を鳴動して、体温測定が完了したことを使用者に告知する。
Specifically, when the detected temperature is considered to be a body temperature, the
なお、体温は、この体温測定を例えば診察室などの通常の測定環境で行うと考える場合、例えば雪山などで遭難したり、海や川で長い時間漂流したり、その他の要因などで極端な低体温になるような場合を除いて、例えば32度乃至43度程度であると考えられるが、上述したように、検知温度が体温になったと考えられた場合に、人体の皮膚に接触したときであると判定することは有効である。なお、検知温度が体温であるとの判定においては、この判定のための閾値を外気温によって最適化している。すなわち、MCU83は、上述したように検知した温度が例えば28度のように通常の体温よりも低い場合には、体温でないと判定し、この温度は無視する。具体的には、赤外線体温計1の先端部分の赤外線センサ3がまだ人体の皮膚などに接触していない場合には、赤外線センサ3は、周囲の外気温を計測していることとなるが、この外気温は、例えば10度乃至28度である場合には、明らかに体温でないと考えられる。また、外気温が高く30度前後あるような場合には、外気温を測定するような機能を設けて、補正することも可能である。
Note that the body temperature is extremely low when it is considered that the body temperature measurement is performed in a normal measurement environment such as an examination room, for example, due to being lost in a snowy mountain, drifting in the sea or river for a long time, or other factors. Except for the case where the body temperature is reached, it is considered to be, for example, about 32 to 43 degrees. However, as described above, when the detected temperature is considered to be the body temperature, It is effective to determine that there is. In the determination that the detected temperature is the body temperature, the threshold value for this determination is optimized by the outside air temperature. That is, the
また、赤外線センサ3は、導電性の物質に反応するが、木や樹脂などの机などには反応しない。更に、金属製の机などには反応するが、室温が高くない場合には、体温程度まで高くならないので、このときの温度は無視される。
The
また、上述したように、MCU83は、測定対象部と赤外線体温計1の先端部分との間の距離が所定の距離である例えば5cm以下になったことを検知すると、この時点から赤外線センサによる赤外線量の測定を開始し、この測定した赤外線量に基づいて測定対象部の温度を検知開始するが、このときから赤外線体温計1の先端部分、すなわち赤外線センサ3を人体の皮膚に接触させることなく、人体の皮膚の表面を走査しながら、最適な位置、すなわち体温に近い位置であって、具体的には額の中央位置などを探し、この位置で赤外線センサを人体に接触させて、その体温を測定することができる。なお、人体の額の特定位置である中央部分の近傍にある動脈は、人間の脳へ至る血管が存在し、この部分は体温調整に影響されずに常に一定の血流があり、人体の深部温度を表しているものである。
Further, as described above, when the
上述したように、本実施形態では、赤外線体温計1の赤外線センサ3が人体の皮膚に接触したときの体温を測定して液晶表示器11で表示するので、体温測定で例えば顔を背けて嫌がったり、じっとしていないような幼児や乳児などの体温を測定するのに非常に有効である。すなわち、幼児や乳児などは物が触れると、反射的に顔を動かすので、本実施形態の赤外線体温計1のように接触と同時に体温を測定できることは、非常に有効なことであり、確実かつ簡単に失敗することなく幼児などの体温を測定することができる。
As described above, in the present embodiment, the body temperature when the
また、赤外線体温計1は、額表面の温度から腋の下の温度に換算して表示する機能も備えているが、上述したように、このとき、額の中央部などの特定の位置で測定する必要がある。これはこの部位近傍にある動脈に由来する温度を測るためである。
The
更に、上述した接触時の温度測定以外に、接触前、すなわち接触ぎりぎりの位置で測定した温度を用いることもできるが、この接触前の温度、接触時の温度および赤外線体温計1本体の温度の関係から接触による影響を知ることができるし、また補正することもできる。
Furthermore, in addition to the above-described temperature measurement at the time of contact, the temperature measured before contact, that is, at the position of the contact margin can be used, but the relationship between the temperature before contact, the temperature at the time of contact, and the temperature of the
すなわち、接触前の温度、接触時の温度から、ここまでが接触前のデータで、ここからが接触後のデータと分けて捕らえられることから、その差異によって赤外線体温計1本体が接触したことによって額に与える影響(赤外線体温計1本体の温度による影響)を推定することができる。 That is, from the temperature before contact and the temperature at the time of contact, the data up to here is the data before contact, and from here it is captured separately from the data after contact. Can be estimated (the effect of the temperature of the body of the infrared thermometer 1).
さらには、接触前で、赤外線体温計1本体がより離れていれば、測定範囲が広く、近づくにつれて狭い範囲を計測することとなるので(サーモパイルの視野角約100度)、この変化する測定値の状況から外気温度の影響であったり、個体差を推測する手がかりとすることね可能となる。これにより額全体が均一の温度なのか、分布があるのかが分かれば、これと外気温度との関係で補正がより正確になる。
The is found, before the contact, if more distant
例えば、外気温度によって異なるが一般的に額には温度分布があるので、このとき分布が少なければ、発熱、個体差、厚着であるなどの通常状態ではないと判断でき、この内容を加味した補正が可能となる。 For example, although there is a temperature distribution in the forehead, although it varies depending on the outside air temperature, if there is little distribution at this time, it can be determined that it is not a normal state such as heat generation, individual differences, thick clothing, etc. Is possible.
以上、一例を示したが、本発明は如何様にも変形が可能であることは言うまでもないことである。 An example has been described above, but it goes without saying that the present invention can be modified in any way.
1 赤外線体温計
3 赤外線センサ
5 グラウンド電極
7 近接センサの電極S
7a 電極外装
11 液晶表示器
13 電源スイッチ
15 電池収納部
21 電池
71 近接センサ回路
73 バックライト/イルミネーション昇圧回路
77 アナログスイッチ
79 OPアンプ
81 AD変換回路
83 MCU
87 ブザー
C1、C2 コンデンサ
D1 ショットキーダイオード
D2 発光ダイオード
R1、R2 抵抗
Q1 調光用トランジスタ
U1 シュミットトリガCMOSインバータ
U2 CMOSインバータ
1 Infrared thermometer
3
87 Buzzer C1, C2 Capacitor D1 Schottky diode D2 Light emitting diode R1, R2 Resistor Q1 Dimming transistor U1 Schmitt trigger CMOS inverter U2 CMOS inverter
Claims (4)
前記接触判定手段は、
前記センサ本体が人体に接近するときの静電容量を測定し、この静電容量に基づきセンサ本体と人体との間の距離を測定する近接センサと、
前記センサ本体が人体に接触したときの所定の静電容量を予め記憶する記憶手段と、
前記近接センサで測定した静電容量を前記所定の静電容量と比較し、この測定した静電容量が前記所定の静電容量になったとき、センサ本体が人体に接触したと判定する手段と
を有することを特徴とする赤外線体温計。 An infrared thermometer that measures body temperature using an infrared sensor, and that determines that the sensor body incorporating the infrared sensor has contacted the human body, and that the contact determination means determines that the sensor body has contacted the human body Infrared amount measuring means for measuring the amount of infrared rays from the infrared sensor at the time, and body temperature calculating means for calculating body temperature based on the amount of infrared rays measured by the infrared amount measuring means,
The contact determination means includes
A proximity sensor that measures a capacitance when the sensor body approaches the human body, and measures a distance between the sensor body and the human body based on the capacitance;
Storage means for storing in advance a predetermined capacitance when the sensor body contacts the human body;
Means for comparing the capacitance measured by the proximity sensor with the predetermined capacitance, and determining that the sensor body is in contact with the human body when the measured capacitance reaches the predetermined capacitance; infrared thermometer characterized in that it has a.
前記接触判定手段は、
前記センサ本体が人体に近接する近接距離を測定する近接センサと、
この近接センサで測定された近接距離が人体に比較的近づいた所定の距離以下になったとき、前記体温算出手段で算出された温度を監視する温度監視手段と、
この温度監視手段で監視する温度が所定の温度付近になったときをセンサ本体が人体に接触したと判定する手段と
を有することを特徴とする赤外線体温計。 An infrared thermometer that measures body temperature using an infrared sensor, and that determines that the sensor body incorporating the infrared sensor has contacted the human body, and that the contact determination means determines that the sensor body has contacted the human body Infrared amount measuring means for measuring the amount of infrared rays from the infrared sensor at the time, and body temperature calculating means for calculating body temperature based on the amount of infrared rays measured by the infrared amount measuring means,
The contact determination means includes
A proximity sensor for measuring a proximity distance in which the sensor body is close to a human body;
Temperature monitoring means for monitoring the temperature calculated by the body temperature calculating means when the proximity distance measured by the proximity sensor is equal to or less than a predetermined distance relatively close to the human body;
Infrared thermometer temperature monitored by the temperature monitoring means you further comprising a means for determining the sensor main body when it is near the predetermined temperature is brought into contact with the human body.
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