JP5737452B2

JP5737452B2 - 温度計及び温度計測方法

Info

Publication number: JP5737452B2
Application number: JP2014084370A
Authority: JP
Inventors: 興子清水
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: JP2014167480A

Description

本発明は、温度計及び温度計測方法に関するものである。

従来、在宅にて健康を管理するための生体情報計測機器が数多くある。例えば、血圧測定による塩分摂取の調整や血糖値測定によるインスリン投与がある。これによって毎日決った時刻に測定をして生体情報のトレンドを収集している。このように生体情報のトレンドを収集する需要が高まっている。そこで基本的なバイタル情報である体温からは健康状態・基礎代謝状態・精神状態などの生体情報が得られる。計測の簡易性から日常的に身近な計測手段であるが、必要に応じてしばらくの拘束状態（静止状態）を伴う計測であって、活動時や常時計測をすることはそもそも身近な測定手段（製品）がないために稀である。本発明は、日常的にトレンドを収集できる深部体温計に対し、被測定物やセンサーと系の外側に対する熱の収支を補正することで精度を向上させる装置に関する。

例えば、炉の内部・配管の内部などの温度を知る場合に、温度計を設置するために設備の切削加工を施したり、内部物質で温度計が腐食する等による劣化を懸念したりすることなく、外装から間接的に内部の温度を測定できることが好ましい。

また、動物の体温について、健康状態・基礎代謝状態・精神状態を知りたい場合には、表層部の温度ではなく核深部の温度情報が必要になる。その場合にも、表層部を介して内部の温度を正確に知りたいという要望がある。

ところで、生体に関する装置は熱流補償型深部体温計として知られる。しかしこの方式は感温プローブを核心部と温度平衡にするためにヒーターを使うので消費電力が大きいという問題がある。さらに装置が大掛かりで、携行性に乏しいという欠点もある。それらの課題に対して、非加熱型の深部体温計が考案され、温度検出部と皮膚の熱抵抗値とが未知で深部体温が得られる体温計が公知である（例えば、特許文献１参照）。これは、測定部位への貼り付け面側の断熱材の熱抵抗を共通にし、測定部位と反対側に熱流差を与えるような構成にすることで深部温度を求める技術であって、この場合は関係する材質の熱抵抗値が未知であっても温度情報のみで深部温度を測定できる技術である。

特開２００６−３０８５３８号公報

しかしながら、特許文献１の手段による場合は、センサーの小型化によって被測定物と外気との間や、センサーと外気との間で起こっている熱収支が測定に影響を及ぼすために、精度が得られなくなる虞がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］第１媒体と第２媒体との境界面に１の面を配置した基材と、前記基材の第１位置の温度を第１温度として測定する第１温度測定部と、前記第１位置との間に熱抵抗値を有する第２位置の温度を第２温度として測定する第２温度測定部と、前記第１温度測定部と、前記第２温度測定部を配置した前記基材とを取り巻く前記第１媒体又は前記第２媒体の温度を媒体温度として測定する媒体温度測定部と、前記第１温度測定部と、前記第２温度測定部を配置した前記基材を取り巻く前記第１媒体又は前記第２媒体に配置した外郭体と、前記外郭体の前記基材を配置した、内部を満たす内部媒体と、前記第１温度と、前記第２温度と、前記媒体温度とを用いて、前記第１媒体又は前記第２媒体の内部の温度を深部温度として演算する演算部と、を含むことを特徴とする温度計。

本適用例によれば、物質の内部の温度を測定する温度計において、被測定物と外気との間や、温度測定部と外気との間で起こる熱収支を演算補正するため、深部温度が精度よく測定できる。特に熱収支の問題は温度計を小型にすることで影響が大きくなるが、演算によって補正できるので、温度計の小型化が可能になる。さらに、基材を取り巻くように外郭体を設けることで、基材外部との熱移動を緩和し、第１温度と第２温度が安定して測定できるようになる。

［適用例２］上記適用例に記載の温度計において、前記演算部が、前記第１温度と、前記第２温度と、前記媒体温度と、を関係付ける定数を算出する定数算出部と、前記定数算出部で算出した前記定数に基づいて、前記深部温度を演算する深部温度演算部と、を含むことを特徴とする温度計。

本適用例によれば、媒体温度と第１温度と第２温度とを関係付ける定数によって、精度良く深部温度が算出できる。

［適用例３］上記適用例に記載の温度計において、前記媒体温度（Ｔｏｕｔ₁）における前記第１温度（Ｔｂ₁）と前記第２温度（Ｔｐ₁）及び前記媒体温度（Ｔｏｕｔ₂）における前記第１温度（Ｔｂ₂）と前記第２温度（Ｔｐ₂）及び前記媒体温度（Ｔｏｕｔ₃）における前記第１温度（Ｔｂ₃）と前記第２温度（Ｔｐ₃）とから、前記媒体温度と、前記第１温度と、前記第２温度とを関係付ける定数を算出し、前記深部温度（Ｔｃ）を演算することを特徴とする温度計。

本適用例によれば、表面から測定できる媒体温度、第１温度、第２温度から定数を求めることによって、深部温度が精度良く測定できる。

［適用例４］上記適用例に記載の温度計において、前記媒体温度と、前記第１温度と、前記第２温度とを関係付ける定数（ａ，ｃ，ｄ）を

の式で算出し、前記深部温度（Ｔｃ）を

の式で演算することを特徴とする温度計。

本適用例によれば、媒体温度、第１温度、第２温度の測定から、定数（ａ，ｃ，ｄ）を求めることで、容易に精度良く深部温度が算出できる。さらに深部温度が定数（ａ，ｃ，ｄ）のみから求められるため、温度計を取り巻く環境や被測定体の熱抵抗値などの個体差による影響を考慮せずに、深部温度が算出できる。

［適用例５］上記適用例に記載の温度計において、前記媒体温度（Ｔｏｕｔ₁）における前記第１温度（Ｔｂ₁）と前記第２温度（Ｔｐ₁）及び前記媒体温度（Ｔｏｕｔ₂）における前記第１温度（Ｔｂ₂）と前記第２温度（Ｔｐ₂）とから、前記深部温度（Ｔｃ）を演算することを特徴とする温度計。

本適用例によれば、２つの外気温から２つの熱流の系統を作るため、深部温度Ｔｃを求める過程でセンサーや被測定体と外気の間で起こる熱収支を打ち消し、精度良く深部温度を測定できる。

［適用例６］上記適用例に記載の温度計において、前記深部温度（Ｔｃ）を

の式で演算することを特徴とする温度計。

本適用例によれば、第１温度、第２温度の測定から、容易に深部温度が算出できる。さらに算出に必要な値はそれぞれ２つずつの第１温度、第２温度のみであるため、温度計を取り巻く環境や被測定体の熱抵抗値などの個体差による影響を考慮せずに、深部温度が算出できる。

［適用例７］上記適用例に記載の温度計において、前記第１温度の測定位置と前記第２温度の測定位置との間には、所定の熱抵抗値を有する断熱材が設けられていることを特徴とする温度計。

本適用例によれば、第１温度測定位置と第２温度測定位置との間の熱抵抗を大きくするために、第１温度と第２温度との温度差を得ることができる。さらに、熱抵抗によって温度差が得られることから、両測定位置を近づけることが出来るため、温度計の小型化・薄型化が可能になる。

［適用例８］上記適用例に記載の温度計において、前記外郭体又は前記内部媒体の温度を前記媒体温度として測定することを特徴とする温度計。

本適用例によれば、媒体温度測定位置の設置が容易になるので、生産性が向上する。

［適用例９］上記適用例に記載の温度計において、前記外郭体が熱伝導体であることを特徴とする温度計。

本適用例によれば、外郭体の外部と内部との熱交換が可能になるため、第１温度と第２温度との温度差を得ることができる。さらに、両測定位置を異なる温度の媒体間に発生する熱流の方向に対して、近づけることが出来るため、温度計の薄型化が可能になる。

［適用例１０］上記適用例に記載の温度計において、前記演算部で演算された前記深部温度を表示する表示部を有する表示装置と、前記媒体温度測定部と、前記第１温度測定部と、前記第２温度測定部とを有する温度計本体と、を含み、前記表示装置と前記温度計本体とは、別体で構成されていることを特徴とする温度計。

本適用例によれば、表示装置と温度計本体とが別体で構成されているので、被測定対象の表面に接触する必要がある温度計本体の軽量化が促進される。したがって、被測定対象の表面に温度計本体を長時間接触させても負担とはならず、長時間にわたって連続的な温度のモニタリングが可能となる。

［適用例１１］上記適用例に記載の温度計において、前記演算部は、前記表示装置に設けられていることを特徴とする温度計。

本適用例によれば、深部温度演算部が表示装置に設けられているので、温度計本体の構成部品が最小限に抑制される。したがって、温度計本体の軽量化、小型化が促進され、被測定対象の表面に接触させる際にも、長時間の測定であっても負担がより一層低減される。

［適用例１２］上記適用例に記載の温度計において、前記表示装置及び前記温度計本体は、無線通信により互いに情報の送受信が可能な送受信手段をそれぞれ含んでいることを特徴とする温度計。

本適用例によれば、表示装置及び温度計本体がそれぞれ送受信手段を備え、互いに無線通信が可能に構成されているので、表示装置を温度計本体に対してある程度離して設置することが可能となる。表示装置が温度計本体と配線されないため、温度計本体を表示装置から完全に分離できるので、温度計本体の軽量化がより一層促進され、温度計本体の取扱い性が向上する。

［適用例１３］上記適用例に記載の温度計において、前記境界面に貼付可能に構成されていることを特徴とする温度計。

本適用例によれば、温度計が被測定対象の表面に貼付可能に構成されているので、温度計の操作性、携帯性が向上する。例えば、温度計を幼児や乳幼児などに使用する場合では、一定時間温度計と体表面との接触を良好に保持することが困難である。このような場合でも、温度計が体表面に貼付可能に構成されているので、幼児や乳幼児が動いても体表面と温度計との接触状況を良好に維持できるから、正確な温度が測定可能となる。

［適用例１４］第１媒体又は第２媒体の内部の温度を深部温度として測定する温度計測方法であって、前記第１媒体と前記第２媒体との境界面に１の面を配置した基材の第１位置の温度を第１温度として測定し、前記第１位置との間に熱抵抗値を有する第２位置の温度を第２温度として測定し、前記基材を取り巻く第１媒体又は第２媒体の温度を媒体温度として測定する温度測定工程と、前記温度測定工程で測定した、前記第１温度と、前記第２温度と、前記媒体温度と、に基づいて、前記深部温度を演算する演算工程と、を含むことを特徴とする温度計測方法。

本適用例によれば、定数算出工程では、温度測定工程で得られた測定値に基づいて定数を算出する。そして、深部温度演算工程では、定数算出工程で得られた定数に基づいて被測定対象の深部温度を演算する。

この深部温度演算が被測定物や温度計と外気との間で起こる熱収支を演算補正するため、深部温度を精度良く測定する温度計測方法を提供する。

［適用例１５］上記適用例に記載の温度計測方法において、演算工程は、前記第１温度と、前記第２温度と、前記媒体温度と、を関係付ける定数を算出する定数算出工程と、前記定数算出工程で算出した前記定数に基づいて、前記深部温度を演算する深部温度演算工程と、を含むことを特徴とする温度計測方法。

本適用例によれば、深部温度演算工程では、定数算出工程で得られた定数に基づいて被測定対象の深部温度を演算するため、容易に精度良く深部温度を測定することができる。

［適用例１６］上記適用例に記載の温度計測方法において、前記媒体温度（Ｔｏｕｔ₁）における前記第１温度（Ｔｂ₁）と前記第２温度（Ｔｐ₁）及び前記媒体温度（Ｔｏｕｔ₂）における前記第１温度（Ｔｂ₂）と前記第２温度（Ｔｐ₂）及び前記媒体温度（Ｔｏｕｔ₃）における前記第１温度（Ｔｂ₃）と前記第２温度（Ｔｐ₃）から、前記定数算出工程は

の式で定数（ａ、ｃ、ｄ）を算出し、前記深部温度演算工程は、

の式より前記深部温度Ｔｃを演算することを特徴とする温度計測方法。

本適用例によれば、定数算出工程で定数（ａ，ｃ，ｄ）を算出することで、深部演算工程においてこれらの定数のみを用いて深部温度を演算することができる。

この温度計を取り巻く環境や被測定体の熱抵抗値などの個体差による影響を考慮せずに、深部温度が算出できる温度計測方法を提供する。

［適用例１７］上記適用例に記載の温度計測方法において、前記媒体温度（Ｔｏｕｔ₁）における前記第１温度（Ｔｂ₁）と前記第２温度（Ｔｐ₁）及び前記媒体温度（Ｔｏｕｔ₂）における前記第１温度（Ｔｂ₂）と前記第２温度（Ｔｐ₂）とから、前記深部温度演算工程は、

本適用例によれば、深部演算工程において温度測定工程で得られた測定値を用いて容易に精度良く、深部温度を演算することができる。

この温度計を取り巻く環境や被測定体に当たる媒質１や媒質２の個体差に影響を考慮せずに、深部温度が算出できる温度計測方法を提供する。

［適用例１８］上記適用例に記載の温度計測方法において、前記基材を取り巻く、前記第１媒体又は前記第２媒体に配置した外郭体の温度、又は外郭体の前記基材を配置した、内部を満たす内部媒体の温度を前記媒体温度として測定することを特徴とする温度計測方法。

本適用例によれば、媒体温度が安定して測定できるため、外乱の影響を受けずに深部体温が算出できる温度計測方法を提供する。

第一の実施形態に係る電子体温計を示すブロック構成図。第一の実施形態に係る体温計本体が人体に装着された状態を示す拡大図。第一の実施形態に係る体温計本体及び表示装置が装着された状態を示す図。第一の実施形態に係る体温計本体を示す図。第一の実施形態に係る体温計本体と各センサーの温度推移とを示すグラフ及び図。第一及び第二の実施形態に係る電子体温計の動作を示すフローチャート。変形例１及び変形例２に係る体温計本体を示した図。実施例１及び実施例２に係る体温計本体を示した図。実施例１及び実施例２に係る深部温度算出の結果を示した図。

（第一の実施形態）

以下に、本実施形態に係る温度計としての電子体温計及びその計測方法について、図を参照しながら説明する。

図１（Ａ）は、本実施形態に係る電子体温計を示すブロック構成図である。この電子体温計２は、被測定対象である被検体４（図３参照）の体表面４Ａに接触する体温計本体１０と、体温計本体１０とは別体に設けられる表示装置１２とを備えている。

図２は、本実施形態に係る体温計本体１０が被検体４に装着された状態を示す拡大図であり、また図３は、本実施形態に係る体温計本体１０及び表示装置１２が装着された状態を示す図である。

先ず、図２に示すように、体温計本体１０は、温度測定部１４（図３参照）を備えている。温度測定部１４は、被検体４の体表面４Ａに接触する接触面１８Ａを有している断熱部１８と、断熱部１８と外気部１６との間に設けられた外郭部１６Ａと、この外郭部１６Ａによって外気と隔離された内部外気１６Ｂと、を備えている。

温度測定部１４は、断熱部１８の内部の温度又は外周の温度を測定する測定部としての第１温度センサー（第１温度測定部）２０と第２温度センサー（第２温度測定部）２２とを備えている。

また、温度測定部１４は、断熱部１８と外気部１６との間の外郭部１６Ａ又は内部外気１６Ｂに、温度測定部としての外気温度センサー（媒体温度測定部）２４を備えている。

この温度測定部１４からなる体温計本体１０は、粘着剤などによって接触面１８Ａが被検体４に貼付可能となっており、この粘着剤などにより、体表面４Ａに良好な当接力で密着できるように構成されている。

ここで、体温計本体１０の貼付位置は、比較的安定して体表面温度を測定できる額や後頭部、胸部、背中などの部位に設定されることが望ましい。また、体温計本体１０の上に衣服を着用していても、体温計本体１０が寝具等と接触していてもよい。

第１温度センサー２０、第２温度センサー２２、外気温度センサー２４は、温度値を抵抗値に変換するものや、温度値を電圧値に変換するものなどが採用できる。なお、温度値を抵抗値に変換するものとしては、チップサーミスターや、サーミスターパターンがプリントされたフレキシブル基板、白金測温抵抗体などが採用できる。また、温度値を電圧値に変換するものとしては、熱電対素子や、ＰＮ接合素子、ダイオードなどが採用できる。

また、温度測定部１４は、第１温度センサー２０、第２温度センサー２２、及び外気温度センサー２４の他に、前述の図１に示されるように、Ａ／Ｄ変換部２６を備えている。

Ａ／Ｄ変換部２６は、第１温度センサー２０、第２温度センサー２２、及び外気温度センサー２４で変換された抵抗値や電圧値のアナログ信号をデジタル信号に変換し、送受信部（送受信手段）２８に出力する。

送受信部２８は、アンテナコイル３０を備え、Ａ／Ｄ変換部２６でデジタル信号に変換された温度値（抵抗値や電圧値）の信号を表示装置１２側に電波送信する。

表示装置１２は、体温の測定結果などを表示する表示部３２と、表示装置１２を外部から操作する操作部３４と、表示装置１２の動作を制御する演算部３６と、演算部３６などから得られた情報を蓄積する記憶部３８とを備えている。

表示部３２は、液晶画面などによって温度情報や操作画面を表示するものであり、例えば測定された体表面温度や、演算された深部温度としての深部体温などが表示可能となっている。本実施形態では、一例として腕時計の文字板等に相当する部分に表示部３２が設けられ、操作者６が表示装置１２を腕につけた状態で表示部３２が視認可能となっている。

操作部３４は、ボタンやレバー、キーなどによって外部から表示装置１２に情報を入力可能に構成されており、例えば表示部３２に表示される画面にしたがってメニューを選択したり、その他被測定者（本実施形態では幼児）の氏名、年齢、体温の測定日時などの情報を入力可能にしたりするように構成されている。

演算部３６は、第１温度センサー２０からの第１温度Ｔｂと、第２温度センサー２２からの第２温度Ｔｐと、外気温度センサー２４からの外気温度Ｔｏｕｔと、を使って定数を算出する定数算出部４０と、定数算出部４０で算出された定数ａと、定数ｃと、定数ｄと、に基づいて、被検体４の深部体温Ｔｃを演算する深部体温演算部４２とを備えている。

定数算出部４０は、被検体４からの第１温度センサー２０と第２温度センサー２２と外気温度センサー２４とを、線形に関係付ける定数ａと、定数ｃと、定数ｄと、を算出する。

深部体温演算部４２は、定数算出部４０で算出した、定数ａと、定数ｃと、定数ｄと、を用いて被検体４の深部体温Ｔｃを演算する。

なお、表示装置１２は、各データの出力部として、図示しない無線、ロギングシステム、及びＵＳＢなどのＩ／Ｆを含んでもよい。

図４（Ａ）は、本実施形態の先行技術である、特開２００６−３０８５３８に開示された体温計本体１０の構造を示した図である。第１体表面温度センサー５０Ａからの第１体表面温度Ｔ１と、第１中間温度センサー５２Ａからの第１中間温度Ｔ２と、あるいは、第２体表面温度センサー５０Ｂからの第２体表面温度Ｔ３と、第２中間温度センサー５２Ｂからの第２中間温度Ｔ４と、に基づくと、深部体温を求めるために、式（１）の関係式が得られる。

また、図４（Ｂ）に示すように、温度測定部１４Ａの第１放熱制御部５４Ａと、温度測定部１４Ｂの第２放熱制御部５４Ｂとは異なる材料で構成され、これにより、第１放熱制御部５４Ａの熱抵抗値と第２放熱制御部５４Ｂの熱抵抗値とは異なる値に設定されている。第１系統５６Ａと第２系統５６Ｂとの温度分布が異なるように外気と触れる部分にそれぞれ第１放熱制御部５４Ａ及び第２放熱制御部５４Ｂが設けられている。

図５は、本実施形態に係る体温計本体１０と各センサーの温度推移を示すグラフ及び図である。図５（Ａ）は、体温計本体１０と被検体４とが置かれている環境温度が一定状態であり、外気温度センサーの温度が一定の値を示している場合の図である。図５（Ｂ）は、体温計本体１０と被検体４とが置かれている環境温度が変化して、外気温度センサーの温度が変化する場合の図である。深部体温Ｔｃは、式（１）に示すように、温度検出部と皮膚との熱抵抗に依存しない。

図５（Ａ）に示すように、第２温度測定部２２の温度である第２温度Ｔｐを能動的に変化させた場合に、第１温度測定部２０の温度である第１温度Ｔｂは線形に変化する。この変化量ａとオフセット値ｂは、第１温度測定部２０と第２温度測定部２２との間に存在する熱抵抗値と熱収支に依存する。第１温度Ｔｂと第２温度Ｔｐとの間には、それぞれ定数ａ、定数ｂを用いて式（２）の関係式が成り立つ。

任意の２点の第２温度ＴｐをＴｐＡ及びＴｐＢとし、そのときの第１温度ＴｂをそれぞれＴｂＡ及びＴｂＢとすると、式（１）のＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、定数ａ、定数ｂに基づいて、それぞれについて式（３）の関係式が成り立つ。

式（１）については、その制約条件として、センサーと、空気などの他の熱伝導体との間に起こる熱収支がないとした状態でのみ成立する。特に、小型化・薄型化をするにしたがって、この熱収支による誤差の問題が顕在化する傾向にある。そこで、熱収支の差分をΔＴｃとして式（１）に熱収支の差分項を考慮すると式（４）の関係式が得られる。

よって、式（３）に基づいて、熱収支による誤差を考慮した深部体温は式（５）の関係となる。

図５（Ｂ）に示すように、外気温度センサーの温度がＴｏｕｔ１、Ｔｏｕｔ２、Ｔｏｕｔ３の値を示している場合に、第１温度Ｔｂがそれぞれ、Ｔｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３となり、第２温度ＴｐがそれぞれＴｐ１、Ｔｐ２、Ｔｐ３となる場合の図である。

この場合、第１温度Ｔｂは第２温度Ｔｐだけでなく、外気温度Ｔｏｕｔに対しても線形の関係を示すことから、式（６）が得られる。

よって、定数ｂは外気温度Ｔｏｕｔに線形となるため、式（７）が得られる。

式（７）に基づいて、深部体温を表す式（８）が得られる。

ここで、熱の移動が温度差によって起こることから、熱収支の差分ΔＴｃは外気温度Ｔｏｕｔと深部体温Ｔｃの値が等しくなる場合には生じないのでΔＴｃ＝０となる。よって、熱収支の影響がない場合には、深部体温については式（９）が得られる。

深部体温を求めるために、定数ａと、定数ｃと、定数ｄを算出する。式（６）について、第１温度Ｔｂ、第２温度Ｔｐ、外気温度Ｔｏｕｔが実測可能であることから、３つの定数については、式（１０）を基に式（１１）が得られる。

したがって、定数算出部４０にはこの式（１１）が、定数ａ、定数ｃ、及び定数ｄと、を算出する式として記憶されている。

深部体温演算部４２には式（９）が深部体温Ｔｃの演算式として記憶されている。

記憶部３８には、体温計本体１０から送信された第１温度Ｔｂ、第２温度Ｔｄ、外気温度Ｔｏｕｔが記憶される。また、定数演算部４０で算出した定数ａ、定数ｃ、定数ｄも記憶される。さらに、深部体温演算部４２で演算された被検体４の深部体温Ｔｃも記憶される。

ここで、記憶部３８は、複数の被検体４に関する温度情報を記憶可能に構成されており、深部体温Ｔｃなどが、被検体４ごとに記憶されている。また、記憶部３８は、深部体温Ｔｃを算出する際に算出した定数ａと、定数ｃと、定数ｄと、を記憶可能となっている。なお、記憶部３８には、前述の温度情報以外にも、例えば被測定者（被検体４、幼児）の氏名、年齢、測定日時などの測定情報を記憶させてもよい。この場合に、これらの測定情報は、操作部３４から入力されてもよい。

このような電子体温計２は、次のように動作する。

図６（Ａ）は、本実施形態に係る電子体温計２の動作を示すフローチャートである。

先ず、被検体４（本実施形態では幼児の胸部）に体温計本体１０を装着し、幼児を抱いた電子体温計２の操作者６は表示装置１２を腕に装着する。操作者６が表示装置１２の操作部３４を操作することにより表示装置１２のスイッチがＯＮされると、送受信部２８が体温計本体１０（温度測定部１４）にアンテナコイル３０を介して電波を送信する。この電波による電磁誘導でアンテナコイル３０に起電力を発生させることにより体温計本体１０にチャージを行う。

次に、起電力により体温計本体１０が起動し、第１温度センサー２０と、第２温度センサー２２と、外気温度センサー２４が起動する。

次に、これらの各センサー２０，２２，２４が起動すると、体温計本体１０は、送受信部２８から表示装置１２にスタンバイ信号を送信する。

次に、表示装置１２の演算部３６は、このスタンバイ信号を受信すると温度測定開始信号を送受信部２８からアンテナコイル３０を介して送信する。

次に、体温計本体１０は、この温度測定開始信号を受信して、第１温度センサー２０と、第２温度センサー２２と、外気温度センサー２４と、を駆動し、断熱材１８の外周部を含む内部の任意の２点の温度である、第１温度Ｔｂ（Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３）と、第２温度Ｔｐ（Ｔｐ１，Ｔｐ２，Ｔｐ３）と、外郭部１６Ａの外周部を含む内部の温度又は、断熱材１８と外郭部１６Ａとの間の内部外気１６Bの温度である外気温度Ｔｏｕｔ(Ｔｏｕｔ１，Ｔｏｕｔ２、Ｔｏｕｔ３)を測定する（ステップＳ１０、温度測定工程）。これらの第１温度Ｔｂと、第２温度Ｔｐと、外気温度Ｔｏｕｔと、の温度情報は、Ａ／Ｄ変換部２６でアナログ信号からデジタル信号に変換され、送受信部２８によって表示装置１２に送信される。なお、第１温度Ｔｂと、第２温度Ｔｐは、被検体４の深部から体表面４Ａまでの伝熱が定常状態（平衡状態）となるように、所定時間経過後に測定することが望ましい。

このようにして所定時間ごとに第１温度Ｔｂと、第２温度Ｔｐと、外気温度Ｔｏｕｔとを測定することで、３パターンの組合せである（Ｔｂ１，Ｔｐ１，Ｔｏｕｔ１）と、（Ｔｂ２，Ｔｐ２，Ｔｏｕｔ２）と、（Ｔｂ３，Ｔｐ３，Ｔｏｕｔ３）と、を測定して、記憶部３８に蓄積する。

次に、演算部３６の定数算出部４０では、記憶部３８から呼び出した第１温度Ｔｂ（Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３）と、第２温度Ｔｐ（Ｔｐ１，Ｔｐ２，Ｔｐ３）と、外郭部１６Ａ又は断熱部１８と外郭部１６Ａとの間の内部外気１６Bの温度である外気温度Ｔｏｕｔ（Ｔｏｕｔ１，Ｔｏｕｔ２，Ｔｏｕｔ３）と、を式（１１）に代入することによって、定数ａと、定数ｃと、定数ｄと、を算出する（ステップＳ２０、定数算出工程）。

次に、演算部３６の深部体温演算部４２では、ステップＳ２０で算出された定数ａと、定数ｃと、定数ｄと、を式（９）に代入することによって深部体温Ｔcを演算する（ステップＳ３０、深部体温演算工程）。

次に、演算部３６は、記憶部３８に深部体温Ｔcを記憶させるとともに、表示部３２に深部体温Ｔｃを表示する。操作者６は、幼児を抱いた状態で、腕時計型の表示装置１２の表示部３２で、深部体温Ｔｃを確認できる。

以降、演算部３６は、内蔵されたタイマーにより第１温度Ｔｂの測定時からの経過時間をカウントし、所定時間経過したか否かを監視する。経過時間が所定時間以上となると、ステップＳ１０に戻って、演算部３６は体温計本体１０に測定開始信号を送信し、再度第１温度Ｔｂ、第２温度Ｔｐ、外気温度Ｔｏｕｔの測定を行う。

このようにして所定時間ごとにＴｃを測定し、記憶部３８に蓄積する。

（第二の実施形態）

以下に、本実施形態に係る温度計としての電子体温計及びその計測方法について、図を参照しながら説明する。なお、上記第一の実施形態と同様の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。

図４の従来技術では、図４（Ａ）に示すように、２つの異なる熱流の系は第１系統５６Ａと第２系統５６Ｂとして、同じ外気温度の元に置かれていた。

本実施形態では、外気温度が異なる２つの場合で２つの異なる熱流の系を作っている。２つの異なる外気温度Ｔｏｕｔ１，Ｔｏｕｔ２の系によって、深部体温Ｔｃの誤差の要因となる、熱収支の項ΔＴｃを打ち消すことができる。

よって図５（Ｂ）に示すように、外気温度センサーの温度がＴｏｕｔ１、Ｔｏｕｔ２の値を示している場合に、第１温度Ｔｂがそれぞれ、Ｔｂ１、Ｔｂ２となり、第２温度ＴｐがそれぞれＴｐ１、Ｔｐ２となる場合に式（１）の関係に基づいて深部体温を演算する。

断熱部１８の外周を含む内側に任意に配置した２点Ｔｂ、Ｔｐについて、第１温度ＴｂをＴｂ１とTｂ２とし、そのときの第２温度ＴｐをそれぞれＴｐ１とＴｐ２とすると、式（１）のＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４はＴ１＝Ｔｂ１、Ｔ２＝Ｔｐ１、Ｔ３＝Ｔｂ２、Ｔ４＝Ｔｐ２となり、式（１２）が得られる。

このような電子体温計２は、次のように動作する。
図６（Ｂ）は、本実施形態に係る電子体温計２の動作を示すフローチャートである。

体温計本体１０は、温度測定開始信号を受信して、第１温度センサー２０と、第２温度センサー２２と、外気温度センサー２４と、を駆動し、断熱部１８の外周部を含む内部の任意の２点の温度である、第１温度Ｔｂ（Ｔｂ１，Ｔｂ２）と、第２温度Ｔｐ(Ｔｐ１，Ｔｐ２)と、外郭部１６Ａの外周部を含む内部の温度である外気温度Ｔｏｕｔ（Ｔｏｕｔ１，Ｔｏｕｔ２）を測定する（ステップＳ４０、温度測定工程）。これらの第１温度Ｔｂと、第２温度Ｔｐと、外気温度Ｔｏｕｔと、の温度情報は、Ａ／Ｄ変換部２６でアナログ信号からデジタル信号に変換され、送受信部２８によって表示装置１２に送信される。なお、第１温度Ｔｂと、第２温度Ｔｐは、被検体４の深部から体表面４Ａまでの伝熱が定常状態（平衡状態）となるように、所定時間経過後に測定することが望ましい。

次に、演算部３６の深部体温演算部４２では、記憶部３８から呼び出した第１温度Ｔｂ（Ｔｂ１，Ｔｂ２）と、第２温度Ｔｐ（Ｔｐ１，Ｔｐ２）と、外郭部１６Ａ又は断熱部１８と外郭部１６Ａとの間の内部外気１６Ｂの温度である外気温度Ｔｏｕｔ（Ｔｏｕｔ１、Ｔｏｕｔ２）と、を式（１２）に代入することによって、深部体温Ｔｃを演算する（ステップＳ５０、深部体温演算工程）。

このようにして所定時間ごとに第１温度Ｔｂと、第２温度Ｔｐと、外気温度Ｔｏｕｔとを測定することで、（Ｔｂ１，Ｔｐ１，Ｔｏｕｔ１）と、（Ｔｂ２，Ｔｐ２，Ｔｏｕｔ２）と、を測定して深部体温Ｔｃを演算し、記憶部３８に蓄積する。

（変形例１）
次に本変形例にかかわる温度測定部１４に関して、外気温度センサー２４について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。

図７（Ａ）は、本変形例にかかわる体温計本体を示した図である。図７（Ａ）に示すように、外気温度センサー２４を外郭部１６Ａと、断熱部１８との間に配置することによって、内部外気１６Ｂの温度をＴｏｕｔとして測定する。

（変形例２）
次に本変形例にかかわる温度測定部１４に関して、外気温度センサー２４について説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。

図７（Ｂ）は、本変形例にかかわる体温計本体を示した図である。図７（Ｂ）に示すように、外気温度センサー２４を断熱部１８と内部外気１６Ｂとの間に設置して赤外線センサーなどの非接触測定器によって外郭部１６Ａの壁面温度をＴｏｕｔとして測定する。

（実施例１）
次に、本実施例にかかわる、深部体温演算について一実施例を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。

図８（Ａ）は、従来例である特許文献１の先行技術を示した図であり、図８（Ｂ）は、本実施例にかかわる体温計本体を示した図である。図９（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施例に係る深部体温演算の結果を示した図である。

従来例は、図９（Ａ）に示すように、熱源温度が実測で３７℃の場合、深部体温Ｔｃ＝３０．９４１８８９℃で実測との差は、−６．０５１８℃であった。

次に、本実施例は、図９（Ｂ）に示すように、断熱部１８の測定位置ＴＡ，ＴＢ，ＴＣ，ＴＤ，ＴＥ，ＴＦにおいてＴｏｕｔ＝２３℃、Ｔｏｕｔ＝３０℃、Ｔｏｕｔ＝３５℃の場合にそれぞれの温度測定値が得られた。

次に、断熱部１８の任意の２点の温度測定位置で、第１温度Ｔｂと第２温度Ｔｐとを測定した。図９（Ｃ）に示すように、第１温度測定位置２０を測定位置ＴＣ、第２温度測定位置２２を測定位置ＴＦとした。熱源温度が実測で３７℃の場合、定数ａ＝−０．５、定数ｃ＝１．０００３５、定数ｄ＝１８．４８７０５となり、深部体温Ｔｃ＝３７℃で、実測との差は、０℃であった。この演算方法を使えば、精度良く深部体温を算出することができる。

（実施例２）
次に、本実施例にかかわる、深部体温演算について他の実施例を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。また、従来例と、体温計本体と、各温度測定位置での温度測定値と、第１温度測定位置２０と、第２温度測定位置２２と、は実施例１と同一である。

図８（Ｂ）は、本実施例にかかわる体温計本体を示した図である。図９（Ｄ）は、本実施例に係る深部体温演算の結果を示した図である。外気温度Ｔｏｕｔ＝２３℃の場合の第１温度ＴｂをＴｂ１、第２温度ＴｐをＴｐ１とし、外気温度Ｔｏｕｔ＝３０℃の場合の第１温度ＴｂをＴｂ２、第２温度ＴｐをＴｐ２とした場合に、深部体温Ｔc＝３７℃で実測との差は、０℃であった。この演算方法を使えば、精度良く深部体温を算出することができる。

本実施形態によれば、物質を介した内部の温度を測定する温度計において、センサーの実装位置ずれを演算補正して深部温度が精度よく測定できる。

なお、上記実施形態は生体を計測する装置、特に電子体温計として技術分野を絞っているが、生体に限らない物質を介した内部の温度を検出することができ、工業用途として例えば炉の内部や配管の内部温度、エンジンルームの内部温度の測定に適用することが可能である。

２…電子体温計４…被検体（被測定対象）４Ａ…体表面６…操作者１０…体温計本体１２…表示装置１４…温度測定部１６…外気部１６Ａ…外郭部１６Ｂ…内部外気１８…断熱部１８Ａ…接触面２０…第１温度センサー（第１温度測定部）２２…第２温度センサー（第２温度測定部）２４…外気温度センサー（外気温度測定部）２４Ａ…外気温度測定位置２６…Ａ／Ｄ変換器２８…送受信部３０…アンテナコイル３２…表示部３４…操作部３６…演算部３８…記憶部４０…定数算出部４２…深部体温演算部（深部温度演算部）５０Ａ…第１体表面温度センサー（第１体表面温度測定部）５０Ｂ…第２体表面温度センサー（第２表面温度測定部）５２Ａ…第１中間温度センサー（第１中間温度測定部）５２Ｂ…第２中間温度センサー（第２中間温度測定部）５４Ａ…第１放熱制御部５４Ｂ…第２放熱制御部５６Ａ…第１系統５６Ｂ…第２系統。

Claims

基材と、
前記基材の第１位置の温度を第１温度として測定する第１温度測定部と、
前記基材の前記第１位置とは異なる第２位置の温度を第２温度として測定する第２温度測定部と、
前記基材を取り囲む外郭体の温度を前記外郭体内の媒体温度として測定する、前記基材に設けられた温度測定部と、
前記第１温度と、前記第２温度と、前記媒体温度とを用いて、被験体の深部温度を演算する演算部と、
を含むことを特徴とする温度計。
請求項１に記載の温度計において、
前記演算部が、
前記第１温度と、前記第２温度と、前記媒体温度と、を関係付ける定数を算出する定数算出部と、
前記定数算出部で算出した前記定数に基づいて、前記深部温度を演算する深部温度演算部と、
を含むことを特徴とする温度計。
請求項１又は請求項２に記載の温度計において、
前記媒体温度が第１の媒体温度（Ｔｏｕｔ1）の際の前記第１温度（Ｔｂ1）と前記第２温度（Ｔｐ1）、及び、前記媒体温度が第２の媒体温度（Ｔｏｕｔ2）の際の前記第１温度（Ｔｂ2）と前記第２温度（Ｔｐ2）、及び、前記媒体温度が第３の媒体温度（Ｔｏｕｔ3）の際の前記第１温度（Ｔｂ3）と前記第２温度（Ｔｐ3）とから、前記媒体温度と、前記第１温度と、前記第２温度とを関係付ける定数を算出し、前記深部温度（Ｔｃ）を演算することを特徴とする温度計。
基材の第１位置の温度を第１温度として測定し、前記基材の前記第１位置とは異なる第２位置の温度を第２温度として測定し、前記基材を取り囲む外郭体の温度を前記外郭体内の媒体温度として測定する温度測定工程と、
前記温度測定工程で測定した、前記第１温度と、前記第２温度と、前記媒体温度とを用いて、被験体の深部温度を演算する演算工程と、
を含むことを特徴とする温度計測方法。
請求項４に記載の温度計測方法において、
前記演算工程が、
前記第１温度と、前記第２温度と、前記媒体温度と、を関係付ける定数を算出する定数算出工程と、
前記定数算出工程で算出した前記定数に基づいて、前記深部温度を演算する深部温度演算工程と、
を含むことを特徴とする温度計測方法。
請求項４又は５に記載の温度計測方法において、
前記媒体温度が第１の媒体温度（Ｔｏｕｔ1）の際の前記第１温度（Ｔｂ1）と前記第２温度（Ｔｐ1）、及び、前記媒体温度が第２の媒体温度（Ｔｏｕｔ2）の際の前記第１温度（Ｔｂ2）と前記第２温度（Ｔｐ2）、及び、前記媒体温度が第３の媒体温度（Ｔｏｕｔ3）の際の前記第１温度（Ｔｂ3）と前記第２温度（Ｔｐ3）から、前記媒体温度と、前記第１温度と、前記第２温度とを関係付ける定数を算出し、前記深部温度を演算することを特徴とする温度計測方法。