温度測定システム及び温度算出方法
【課題】被測定体の内部温度を測定するための新しい手法の提案。
【解決手段】温度測定システム１において、相対関係判定部３１１は、別途測定された被測定体の内部温度である基準内部温度８２３と、接触子１００を被測定体に接触させた際の第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２のそれぞれの検出温度である基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２とを用いて、各温度センサー１１，１２それぞれの位置における熱収支特性の相対関係を示す熱収支相対係数８４０を算出する。そして、内部温度算出部３２０は、熱収支相対係数８４０と、各温度センサー１１，１２のそれぞれの検出温度とを用いて、被測定体の内部温度を継続的に算出する。
【解決手段】温度測定システム１において、相対関係判定部３１１は、別途測定された被測定体の内部温度である基準内部温度８２３と、接触子１００を被測定体に接触させた際の第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２のそれぞれの検出温度である基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２とを用いて、各温度センサー１１，１２それぞれの位置における熱収支特性の相対関係を示す熱収支相対係数８４０を算出する。そして、内部温度算出部３２０は、熱収支相対係数８４０と、各温度センサー１１，１２のそれぞれの検出温度とを用いて、被測定体の内部温度を継続的に算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定体の内部温度を測定する温度測定システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。人体や動物の体温に基づいて、人や動物の健康状態、基礎代謝状態あるいは精神状態を判断するためには、人体や動物の表層部の温度ではなく、その内部温度（深部温度）の情報が必要である。
【０００３】
また、例えば、炉や配管等の内部温度を測定する場合に、炉や配管の外側に温度測定装置を設けて内部温度を測定することができれば、温度測定装置を炉や配管等の内部に設けるための設備や部材が不要となる他、耐熱性や耐腐食性、測定レンジの点からもより安価な温度測定装置を利用可能となり、また、工事コストも削減できる。
【０００４】
内部温度の測定に関する技術としては、例えば人体の温度を測定する特許文献１や特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５５−２９７９４号公報
【特許文献２】特開２００６−３０８５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている技術は、いわゆる熱流補償式を利用した内部温度測定に関する技術である。この技術は、熱流補償型プローブを体表面に貼付し、体表面からの熱の放散を見かけ上ゼロにすることにより、被測定体の内部温度を測定する技術である。この場合、生体内部とプローブとを温度平衡状態とするためにヒーターの制御が必要となる。そのため、ヒーターを動作させるための電力が必要となる他、内部温度の測定精度を向上させるために、ヒーターの精細な温度制御が必要であった。
【０００７】
また、特許文献２に開示されている技術では、内部温度の算出に際して、温度測定装置とその周囲の環境（外界）との間で生じる熱収支を考慮していないという問題がある。つまり、特許文献２の技術は、周囲の環境との間で熱収支が生じない、いわば理想的な系を形成できることを前提とした技術である。しかし、現実には、温度測定装置と周囲の環境との間の熱収支が存在するため、この熱収支に起因する温度の測定誤差分を無視できないという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、被測定体の内部温度を測定するための新しい手法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するための第１の形態は、複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子と、別途測定された被測定体の内部温度と、前記接触子を前記被測定体に接触させた際の前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定する判定部と、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を継続的に算出する温度算出部と、を備えた温度測定システムである。
【００１０】
また、他の形態として、複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子を用いて被測定体の内部温度を算出する温度算出方法であって、別途測定された前記被測定体の内部温度と、前記接触子を前記被測定体に接触させた際の前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定することと、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を継続的に算出することと、を含む温度算出方法を構成してもよい。
【００１１】
この第１の形態等によれば、別途測定された被測定体の内部温度と、複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子を被測定体に接触させた際の複数の温度センサーの検出温度とを用いて、複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定する。ここで、熱収支とは、熱の出入りのことを意味し、熱収支特性とは、その熱の出入りの特性のことを意味する。
【００１２】
後述する実施形態で詳述するが、複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係が分かれば、複数の温度センサーの検出温度を用いて被測定体の内部温度を算出することができる。この手法では、接触子を被測定体に接触させた状態で複数の温度センサーによって温度を検出し、それらの検出温度と、別途測定しておいた被測定体の内部温度から判定した熱収支特性の相対関係とを用いるだけで、被測定体の内部温度を簡易に算出することができる。この場合、被測定体の内部温度を精度良く測定しておくことで、被測定体の内部温度を正しく算出することができる。また、複数の温度センサーの位置における熱収支特性を考慮して内部温度を算出するため、熱収支に起因する温度の測定誤差分も併せて補償することができる。
【００１３】
また、第２の形態として、第１の形態の温度測定システムにおいて、前記複数の温度センサーは、前記接触子内の、前記接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００１４】
この第２の形態によれば、複数の温度センサーが、接触子内の、接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる。接触子内の、接触子外との熱の出入りの特性が異なる位置に複数の温度センサーを設けることで、複数の温度センサーの位置における熱収支特性を相違させることができる。
【００１５】
また、第３の形態として、第１又は第２の形態の温度測定システムにおいて、前記接触子は、（１）前記被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、（２）前記接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは（１）で且つ（２）の位置に温度センサーを有してなる、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００１６】
この第３の形態によれば、接触子が、（１）被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、（２）接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、に温度センサーを有してなるため、複数の温度センサーの検出温度に差を生じさせることができる。この場合、（１）で且つ（２）の位置に温度センサーを有する構成としてもよい。
【００１７】
また、第４の形態として、第１〜第３の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記接触子は、熱伝導特性が異なる複数の層を有し、当該異なる層に温度センサーを有する、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００１８】
この第４の形態によれば、接触子の熱伝導特性が異なる複数の層に温度センサーを設置することで、複数の温度センサーの位置での熱収支特性を相違させることができる。
【００１９】
また、第５の形態として、第１〜第４の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記判定部は、別途測定された前記被測定体の内部温度に対する前記複数の温度センサーの検出温度の差を用いて前記熱収支特性の相対関係を判定する、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００２０】
後述する実施形態で詳述するが、内部温度は、複数の温度センサーの検出温度と、熱収支特性の相対関係とに基づく所定の演算式に従って算出可能である。また、別途測定された被測定体の内部温度を利用することで、当該演算式から熱収支特性の相対関係を可逆的に求めることができる。この際、熱収支特性の相対関係は、別途測定された被測定体の内部温度に対する複数の温度センサーの検出温度の差を用いて求めることができる。
【００２１】
また、第６の形態として、第１〜第５の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記接触子は、３以上の温度センサーを異なる位置に有し、前記接触子に設けられた温度センサーの中から少なくとも２つの温度センサーを選択する選択部を更に備え、前記判定部は、前記選択部により選択された温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定し、前記温度算出部は、前記熱収支特性の相対関係と、前記選択部により選択された温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を算出する、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００２２】
この第６の形態によれば、接触子に設けられた３以上の異なる位置に配置された温度センサーの中から、少なくとも２つの温度センサーを選択する。そして、選択した温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定し、当該熱収支特性の相対関係と、選択した温度センサーの検出温度とを用いて、被測定体の内部温度を算出する。かかる構成により、３以上の異なる位置に配置された温度センサーの中から、内部温度の算出に適した温度センサーを選択して内部温度を算出することが可能となる。
【００２３】
また、第７の形態として、第１〜第６の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記被測定体は人体であり、前記接触子は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触され、前記判定部は、前記深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位内部の測定対象位置の別途測定された温度と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記熱収支特性の相対関係を判定し、前記温度算出部は、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記測定対象位置の温度を継続的に算出する、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００２４】
この第７の形態によれば、被測定体は人体であり、接触子は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触される。そして、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位内部の測定対象位置の別途測定された温度と、複数の温度センサーの検出温度とを用いて、熱収支特性の相対関係を判定する。そして、熱収支特性の相対関係と、複数の温度センサーの検出温度とを用いて、測定対象位置の温度を継続的に算出する。これにより、人体のうち、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位を測定対象位置として、その温度を継続的に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（１）接触子の構成図。（２）熱流経路モデルの説明図。（３）熱流経路モデルの説明図。
【図２】（１）温度センサーの設置位置の一例。（２）温度センサーの設置位置の一例。（３）温度センサーの設置位置の一例。（４）温度センサーの設置位置の一例。
【図３】（１）接触子の一構成例。（２）接触子の一構成例。（３）接触子の一構成例。（４）接触子の一構成例。
【図４】（１）接触子の一構成例。（２）接触子の一構成例。
【図５】実験結果の説明図。
【図６】温度測定システムの機能構成を示すブロック図。
【図７】第１メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図８】（１）変形例における接触子の構成図。（２）変形例における処理部の機能構成図。
【図９】第２メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図１０】第３メイン処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．原理
１−１．温度算出の原理
図１（図１（１）〜図１（３））は、本実施形態における温度算出の原理の説明図である。本実施形態では、図１（１）に示すように、温度の測定対象とする被測定体に接触面ＳＴが接触するように、所定形状の接触子１００を被測定体に接触させる。
【００２７】
接触子１００は、熱伝導性を有し、当該接触子１００内の異なる位置に複数の温度センサーを有して構成される。接触子１００は、所定の熱伝導率（又は熱抵抗）を有する材料によって形成される。好適な材料の１つはシリコンゴムである。
【００２８】
本実施形態において、接触子１００内には異なる２点の位置に温度センサーが設けられる。以下、２つの温度センサーを第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２として説明する。また、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２が温度を検出する位置のことを、それぞれ第１検出位置Ｐ１及び第２検出位置Ｐ２として図示・説明する。
【００２９】
温度センサーとしては、公知のセンサーを用いることができる。例えば、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、白金測温抵抗体等を利用したセンサーや、熱電対素子や、ＰＮ接合素子、ダイオード等を利用したセンサーを用いることができる。温度センサーからは、検出位置の温度に応じた電気信号（以下、「温度検出信号」と称す。）が出力され、当該温度検出信号に基づいて、各温度センサーの検出温度が取得される。
【００３０】
被測定体の温度測定の対象とする位置を、以下「測定対象位置」と称する。また、外界における任意の位置を、以下「外界任意位置」と称する。本実施形態において被測定体は人体とするが、人体以外の動物等の有機的な物体であってもよいし、炉や配管、エンジンといった無機的な物体であってもよい。また、外界とは、被測定体が置かれた測定環境のことを意味する。
【００３１】
今、被測定体の内部温度が外界の温度よりも高い状況を想定する。熱は、温度の高い方から低い方に移動する。そのため、ここでは、測定対象位置Ｐcを熱源とし、外界任意位置Ｐoutを熱帰着点とする熱流経路を考える。より具体的には、測定対象位置Ｐcから第１検出位置Ｐ１を通って外界任意位置Ｐoutに至る熱流経路（以下、「第１熱流経路」と称す。）と、測定対象位置Ｐcから第２検出位置Ｐ２を通って外界任意位置Ｐoutに至る熱流経路（以下、「第２熱流経路」と称す。）との２つの熱流経路を考える。
【００３２】
第１及び第２熱流経路を熱流が流れる際には、その過程において、外界からの熱の流入及び外界への熱の流出の影響を受ける。本実施形態では、この熱の交換のことを「熱収支」と呼ぶ。この熱収支を考慮して上記の熱流経路を電気回路的にモデル化すると、図１（２）のような熱流経路モデルを構築することができる。
【００３３】
図１（２）の熱流経路モデルでは、測定対象位置Ｐｃから第１検出位置Ｐ１までの経路には様々な経路が考えられ、第１検出位置Ｐ１から外界任意位置Ｐoutまでの経路も様々な経路が考えられる。図１（２）の熱流経路モデルは、各経路が抵抗として表わされている。第２熱流経路も同様である。勿論、それぞれの熱抵抗の値は未知である。
【００３４】
図１（２）の熱流経路モデルを簡易化すると、図１（３）のようになる。測定対象位置Ｐｃと第１検出位置Ｐ１間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をＲa1と表記し、第１検出位置Ｐ１と外界任意位置Ｐout間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をＲa2と表記する。また、測定対象位置Ｐｃと第２検出位置Ｐ２間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をＲb1と表記し、第２検出位置Ｐ２と外界任意位置Ｐout間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をＲb2と表記する。
【００３５】
また、測定対象位置Ｐｃの温度を「内部温度」と称し、Ｔcと表記する。外界任意位置Ｐoutの温度を「外界温度」と称し、Ｔoutと表記する。また、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の検出温度を、それぞれ第１検出温度及び第２検出温度と称し、それぞれＴa及びＴbと表記する。
【００３６】
図１（３）の熱流経路モデルにおいて、第１検出温度Ｔaは、熱抵抗Ｒa1及びＲa2と、内部温度Ｔcと、外界温度Ｔoutとを用いて、次式（１）のように表すことができる。また、第２検出温度Ｔbは、熱抵抗Ｒb1及びＲb2と、内部温度Ｔcと、外界温度Ｔoutとを用いて、次式（２）のように書き表すことができる。
【数１】
【数２】
【００３７】
内部温度Ｔcを求めるために、式（１）及び（２）から外界温度Ｔoutの項を消去する。次式（３）に示すように、式（１）における外界温度Ｔoutの係数と、式（２）における外界温度Ｔoutの係数とを、それぞれ次式（３）及び（４）のように置き換える。
【数３】
【数４】
【００３８】
係数ａは、第１熱流経路の全熱抵抗に対する熱抵抗Ｒa1の割合として表される。これは、第１熱流経路を流れる熱流が熱抵抗Ｒa1によって受ける熱収支の影響を表しており、第１検出位置Ｐ１における熱収支特性を表す係数と考えることができる。係数ｂも同様である。
【００３９】
このとき、式（１）及び（２）は、それぞれ次式（５）及び（６）のように書き換えることができる。
【数５】
【数６】
【００４０】
従って、式（５）及び式（６）から、例えば次式（７）のように内部温度Ｔcを表わすことができる。
【数７】
【００４１】
ここで、式（３）で定義した係数ａと、式（４）で定義した係数ｂとの比として、次式（８）で表される熱収支相対係数Ｄを導入する。
【数８】
【００４２】
熱収支相対係数Ｄは、第１検出位置Ｐ１及び第２検出位置Ｐ２それぞれにおける熱収支特性の相対関係を表す係数（係数ａ及び係数ｂの相対値）である。このとき、熱収支相対係数Ｄを用いて、式（７）は次式（９）のように書き換えることができる。
【数９】
【００４３】
式（９）において、第１検出温度Ｔa及び第２検出温度Ｔbは、それぞれ第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２によって検出可能であるため既知である。しかし、第１熱流経路及び第２熱流経路の熱抵抗Ｒa1，Ｒa2，Ｒb1，Ｒb2は未知であるため、熱収支相対係数Ｄの値も未知である。そこで、本実施形態では、熱収支相対係数Ｄの値を校正する。
【００４４】
式（９）を熱収支相対係数Ｄについて解くと、次式（１０）のようになる。
【数１０】
【００４５】
式（１０）から分かるように、熱収支相対係数Ｄは、被測定体の内部温度Ｔcに対する第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２のそれぞれの検出温度の差を用いて算出される。被測定体の内部温度Ｔcは測定対象とする温度であり、その値は不明である。しかし、内部温度Ｔcを別途測定しておくことができれば、式（１０）から熱収支相対係数Ｄが求まるため、熱収支相対係数Ｄを校正することができる。
【００４６】
例えば、基準とする内部温度（以下、「基準内部温度」と称す。）Ｔcoを、侵襲式或いは非侵襲式の温度測定方法を利用して測定することが可能である。
【００４７】
基準内部温度Ｔcoが得られた時の第１及び第２温度センサー１１，１２の検出温度を、それぞれ基準第１検出温度Ｔao及び基準第２検出温度Ｔboとすると、式（１０）を利用して、次式（１１）のように熱収支相対係数Ｄが算出できる。
【数１１】
【００４８】
式（１１）に従って算出した熱収支相対係数Ｄの値を記憶しておく。そして、その後は、第１検出温度Ｔa及び第２検出温度Ｔbを継続的に測定し、測定された第１検出温度Ｔa及び第２検出温度Ｔbと、熱収支相対係数Ｄと、を用いて、被測定体の内部温度ＴCを式（９）に従って継続的に算出する。
【００４９】
１−２．温度センサーの設置位置
図２（図２（１）〜図２（４））を参照して、温度センサーの設置位置について説明する。基本的に、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２は、例えば図２（１）に示すように、接触子１００内の異なる任意の２箇所に設置すればよい。異なる２つの温度センサーの設置位置が同一となることは物理的に不可能であるため、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２それぞれの検出温度は、基本的には異なる温度となることが想定される。つまり、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２それぞれの検出温度には、僅かであっても温度差が生ずることが想定される。従って、上記の原理に従って被測定体の内部温度を算出することができる。
【００５０】
しかし、第１及び第２温度センサー１１，１２の検出温度が偶然同じ値となるような場合には、内部温度の算出が適切に行われなくなる可能性がある。式（１１）によれば、基準第１検出温度Ｔaoと基準第２検出温度Ｔboとが等しい場合は（Ｔao＝Ｔbo）、熱収支相対係数Ｄは“１”となる（Ｄ＝１）。この場合、式（９）の右辺各項の分母が０となるため、内部温度Ｔcの算出が不可能となるからである。かかる問題に鑑み、本実施形態では、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を、接触子１００内の、接触子１００外との熱収支特性が異なる位置に設ける。これは、複数の温度センサーを、接触子内の、接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けることに相当する。
【００５１】
「Ｔao＝Ｔbo」となるのは、図１（３）の熱流経路モデルにおいて、例えば「Ｒa1＝Ｒb1、且つ、Ｒa2＝Ｒb2」が成立する場合である。従って、原理的には、「Ｒa1≠Ｒb1」又は「Ｒa2≠Ｒb2」となるような接触子１００内の２箇所に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設置することで、各温度センサーの検出温度に差を生じさせることができる。つまり、熱源から外界までの熱流経路を想定した場合に、熱源から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設置すれば「Ｒa1≠Ｒb1」となる。また、当該位置から外界までの熱伝導特性が異なる位置に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設置すれば「Ｒa2≠Ｒb2」となる。本実施形態において、熱伝導特性とは、熱伝導率（熱伝導度）や、その逆数である熱抵抗率といった、熱伝導を表す特性値により定まる熱伝導の特性のことを意味する。
【００５２】
かかる知見に基づき、本実施形態では、接触子１００の物理的な構造に着目して温度センサーの設置位置を位置決めする。具体的には、（１）接触子１００の接触面ＳＴから当該位置までの熱伝導特性が異なる位置（以下、「第１位置条件」と称す。）に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設置すれば「Ｒa1≠Ｒb1」となる可能性は高い。また、（２）接触面ＳＴ以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置（以下、「第２位置条件」と称す。）に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設置すれば「Ｒa2≠Ｒb2」となる可能性は高い。そこで、第１位置条件或いは第２位置条件、若しくは、第１位置条件及び第２位置条件の両方を満たすように、温度センサーの設置位置を定めると好適である。これは、接触子が、（１）被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、（２）接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは（１）で且つ（２）の位置に温度センサーを有してなることに相当する。
【００５３】
上記の条件を満たす例を幾つか挙げる。例えば、図２（２）に示すように、接触面ＳＴから第１温度センサー１１までの距離をＬＡとし、接触面ＳＴから第２温度センサー１２までの距離がＬＢ（＜ＬＡ）となるように設置位置を定める。ここでは、接触面ＳＴの法線方向に沿って第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の設置位置が定められている。この場合、接触面ＳＴから各温度センサー１１，１２の設置位置までの距離が異なるため、各温度センサー１１，１２の位置における熱収支特性が相違する。従って、２点の検出温度に差（温度差）を生じさせることができる。
【００５４】
他の例を図２（３）に示す。第１温度センサー１１は接触子１００の中央部に、第２温度センサー１２は接触子１００の周部寄りに配置されている。但し、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２ともに、接触面ＳＴからの距離はほぼ等しい。この場合、第１温度センサー１１は、接触子１００の接触面ＳＴ以外の側面のうち、直近の側面（図中上側の側面）までの距離はＬ１である。第２温度センサー１２は、接触子１００の接触面ＳＴ以外の側面のうち、直近の側面（図中右側の側面）までの距離はＬ２（＜Ｌ１）である。この場合、各温度センサー１１，１２の位置における熱収支特性が相違し、２点の検出温度に差を生じさせることができる。
【００５５】
また、図２（２）及び図２（３）の例を組み合わせた図２（４）のような配位置としてもよい。
【００５６】
１−３．接触子の構成例
図３（図３（１）〜図３（４））及び図４（図４（１），図４（２））は、接触子１００の幾つかの構成を概略的に示した図であり、断面図として図示している。
【００５７】
図３（１）は、接触子１００の最も単純な構成例として接触子１００Ａの概略構成を示す図である。図３（１）の接触子１００Ａは、シリコンゴム等でなる基部１０の内部の異なる位置に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２が設置されて構成されている。各温度センサーの設置位置の決め方は、図２を参照して説明した通りであり、図３（２）〜（４）においても同様である。
【００５８】
図３（２）は、接触子１００Ｂの概略構成を示す図である。接触子１００Ｂは、外装部２０Ａが例えばプラスチック等からなる箱体状として形成され、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２が基部２０の内部に紐状部材で固定され、更に所定の気体が封入されて構成される。基部２０の内部は、いわば内層部２０Ｂとも考えられ、所定の熱伝導率を有する気体（例えばヘリウムガス）が充填・封入される。
【００５９】
図３（３）は、接触子１００Ｃの概略構成を示す図である。接触子１００Ｃは、基部３０が熱伝導率の異なる材料でなる第１層３０Ａ及び第２層３０Ｂが積層されて構成される。第１層３０Ａ及び第２層３０Ｂの材料は、熱伝導率が異なる材料を適宜選択することが可能である。また、第１層３０Ａに第１温度センサー１１が、第２層３０Ｂに第２温度センサー１２が設置される。
【００６０】
図３（４）は、接触子１００Ｄの概略構成を示す図である。接触子１００Ｄは、上面に第１温度センサー１１を、下面に第２温度センサー１２を配置した回路基板４０Ｃを樹脂等で包含固定させた第１層４０Ａと、第２層４０Ｂとが積層された基部４０を有して構成される。回路基板４０Ｃにはプロセッサーやメモリーを更に実装しておくことも可能であり、その場合には発熱素子から離れた位置に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設けるとよい。
【００６１】
図４（１）及び図４（２）は、温度センサーとして、赤外線温度センサー等の非接触式の温度センサーを用いた場合の接触子１００の構成例である。図４（１）の接触子１００Ｅは、カップ状に形成された基部５０を逆さまにして被測定体に接触して用いられる構成を成し、基部５０の内側底面（被測定体表面の対向面）に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を有して構成される。また、第１温度センサー１１は基部５０の周部寄りの位置に設置され、第２温度センサー１２は中央部に設置されている。
【００６２】
第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２は、被測定体の表面上の検出位置Ｐ１及びＰ２の温度をそれぞれ検出する。第１温度センサー１１は、基部５０の周部寄りに設置されているため、第２温度センサー１２と比べて外界との間の熱収支の影響を受けやすい。そのため、第１及び第２温度センサー１１，１２それぞれの検出温度には差が生じ得る。
【００６３】
図４（２）の接触子１００Ｆは、外装部６０Ａが例えばプラスチック等からなる箱状体として形成され、基部６０の内部６０Ｂの天井面に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２が設置されて構成される。
【００６４】
また、基部６０の内部６０Ｂの底面であって第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の対向位置には、それぞれ熱伝導率の異なる材料で形成された第１台座部６０Ｃ及び第２台座部６０Ｄが設けられている。第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２は、それぞれ第１台座部６０Ｃ及び第２台座部６０Ｄの検出位置Ｐ１及びＰ２の温度をそれぞれ検出する。第１台座部６０Ｃと第２台座部６０Ｄとは熱伝導率が異なるため、各温度センサー１１，１２それぞれの検出温度に差が生じ得る。
【００６５】
１−４．実験結果
図５は、上記の温度算出の原理に従って行った実験結果の一例を示す図である。被測定体を温水とし、温水上にポリ塩化ビニル（ＰＶＴ）を材料とする２０［ｍｍ］の厚さの土台を乗せ、更に土台上に図１（１）の接触子１００を配置して温水の温度を算出した。この実験で用いた接触子１００は、シリコンゴムを直径４０［ｍｍ］、高さ５［ｍｍ］のボタン状に成形したものである。第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２にはサーミスターを用いた。また、温水の温度は３２［℃］〜４４［℃］の範囲で変化させた。
【００６６】
図５において、横軸は水温実測値であり、縦軸は水温算出値である。単位は何れも［℃］である。このグラフを見ると、水温実測値と水温算出値とは線形の特性を示しており、水温が正しく算出されていることがわかる。このうち、点線で囲った部分の結果に着目してみると、水温実測値が３６．９２２［℃］に対して水温算出値が３６．９５２８６９［℃］であり、算出誤差は０．０８［％］の−０．０３１０３６［℃］であった。この実験結果から、本実施形態の温度算出方法の有効性が実証された。
【００６７】
２．実施例
次に、上記の原理に従って被測定体の内部温度を算出・測定する温度測定システム１の実施例について説明する。ここでは、被測定体を人体とし、接触子１００を頭部、首部及び胴体部の何れかの部位表面に接触させて、測定対象位置の温度を測定する場合を例に挙げて説明する。
【００６８】
２−１．機能構成
図６は、本実施形態における温度測定システム１の機能構成の一例を示すブロック図である。温度測定システム１は、接触子１００と、本体装置２００とを備えて構成される。
【００６９】
接触子１００の原理的な構成は上述した通りである。実施例としての構成としては、被測定体である人体の皮膚面に当接する基部１０の接触面ＳＴを露出した状態で保持するプラスチック製のカバー部（不図示）を有し、例えばプローブとして構成される。また、接触子１００は、全体として面状（例えばボタン状やシート状）の形状としてもよいし、片手で把持可能な筒状の形状としてもよい。
【００７０】
また、接触子１００と本体装置２００とは、ケーブルによって有線接続してもよいし、接触子１００内に小型無線機を内蔵させて本体装置２００との間で無線接続可能に構成してもよい。また、接触子１００を人体胴部や首部に固定するために、人体胴部や首部に巻き付けるベルトを具備する構成としてもよいし、取り替え可能な粘着テープを装着可能な構成としてもよい。
【００７１】
本体装置２００は、例えば、処理部３００と、操作部４００と、表示部５００と、通信部６００と、記憶部８００とを有する。
【００７２】
処理部３００は、記憶部８００に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って、温度測定システム１の各部を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサーを有して構成される。
【００７３】
処理部３００は、接触子１００内の第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２から、それぞれ温度検出信号を入力する。そして、当該温度検出信号に基づいて、第１検出位置Ｐ１及び第２検出位置Ｐ２の検出温度を取得して、記憶部８００に記憶させる。
【００７４】
処理部３００は、主要な機能部として、初期校正部３１０と、内部温度算出部３２０とを有する。また、初期校正部３１０は、相対関係判定部３１１を機能部として有する。相対関係判定部３１１は、複数の温度センサーそれぞれの位置における熱収支特性の相対関係を判定する判定部に相当する。また、内部温度算出部３２０は、被測定体の内部温度を継続的に算出する温度算出部に相当する。
【００７５】
操作部４００は、スイッチ等を有して構成される入力装置であり、押下されたスイッチの信号を処理部３００に出力する。操作部４００は、ユーザーが、初期校正のための基準内部温度を入力するために用いる他、内部温度の測定開始、測定終了といった各種指示操作を入力するために用いられる。
【００７６】
表示部５００は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を有して構成され、処理部３００から入力される表示信号に基づく各種表示を行う表示装置である。表示部５００には、被測定体の内部温度の測定結果等が表示される。
【００７７】
通信部６００は、処理部３００の制御に従って、装置内部で利用される情報をＰＣ（Personal Computer）等の外部の情報処理装置との間で送受するための通信装置である。この通信部６００の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続する形式や、近距離無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である。
【００７８】
記憶部８００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置を有して構成される。記憶部８００には、温度測定システム１のシステムプログラムや、初期校正機能、温度算出機能、通信機能等の各種機能を実現するための各種プログラム、データ等を記憶している。
【００７９】
記憶部８００には、プログラムとして、処理部３００によって読み出され、第１メイン処理（図７参照）として実行される第１メインプログラム８１０が記憶されている。第１メインプログラム８１０は、初期校正処理として実行される初期校正プログラム８１１と、内部温度算出処理として実行される内部温度算出プログラム８１２とをサブルーチンとして含む。これらの処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００８０】
また、記憶部８００には、データとして、初期校正用データ８２０と、検出温度データ８３０と、熱収支相対係数８４０と、算出内部温度８５０とが記憶される。
【００８１】
初期校正用データ８２０は、温度測定システム１の初期校正を行うためのデータであり、基準第１検出温度８２１と、基準第２検出温度８２２と、基準内部温度８２３とがこれに含まれる。
【００８２】
検出温度データ８３０は、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２から入力した温度検出信号に基づいて取得した検出温度のデータであり、第１検出温度８３１と、第２検出温度８３２とがこれに含まれる。
【００８３】
熱収支相対係数８４０は、初期校正用データ８２０を利用して、式（１１）に従って算出される熱収支相対係数Ｄの値である。
【００８４】
算出内部温度８５０は、検出温度データ８３０と熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）に従って継続的に算出される内部温度である。
【００８５】
２−２．使用例
温度測定システム１は、原則的に、内部温度を測定したい人体の部位表面に接触子１００を接触させた状態で初期校正を行い、その状態で継続的に内部温度の算出を行うものである。本実施例において、接触子１００は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触するように設置する。
【００８６】
例えば、食道温を測定したい場合は、首部の皮膚面に接触子１００を固定し、その状態で第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の検出温度を演算して、基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２とする。また、例えば、先端部にサーミスターを封入したカテーテルを食道に挿入して食道温を測定し、その測定温度を基準内部温度８２３とする。また、熱流補償式を利用して食道温を測定することとしてもよい。
【００８７】
そして、相対関係判定部３１１は、基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２と、基準内部温度８２３とを用いて、式（１１）に従って熱収支相対係数８４０を算出する。その後は、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の検出温度と、予め算出しておいた熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）に従って食道温を算出する。
【００８８】
上記の使用法が基本的な使用例であるが、応用例として、接触子１００の設置位置から離れた位置を測定対象位置とすることも可能である。例えば、直腸を測定対象位置として直腸温を測定する場合、接触子１００の設置位置は、測定対象位置である直腸との間で温度が相対的に変化する部位表面であれば、任意の位置としてよい。人体のうち、頭部、首部及び胴体部といった四肢を除く部位は、恒温を保つ核心部であるため、これらの部位表面が好適である。
【００８９】
なお、この場合も、基準内部温度８２３は、測定対象位置の温度とする必要がある。つまり、直腸を測定対象位置とするため、直腸温を所定の温度測定方法を利用して測定する。例えば、サーミスタープローブを肛門から挿入して直腸温を測定する方法や、熱流補償式を利用して直腸温を測定する方法などを利用可能である。
【００９０】
別途測定した基準内部温度８２３と、その測定時に接触子１００から演算・取得した基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２とを用いて、式（１１）に従って熱収支相対係数８４０を算出する。これが初期校正となる。以降は、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の検出温度と、算出しておいた熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）に従って直腸温を継続的に算出できる。
【００９１】
２−３．処理の流れ
図７は、本体装置２００の処理部３００が、記憶部８００に記憶されている第１メインプログラム８１０に従って実行する第１メイン処理の流れを示すフローチャートである。
【００９２】
先ず、処理部３００は、記憶部８００に記憶されている初期校正プログラム８１１に従って初期校正処理を行う。初期校正処理では、処理部３００は初期校正部３１０として機能する。
【００９３】
初期校正部３１０は、基準内部温度８２３を入力し、初期校正用データ８２０として設定する（ステップＡ１）。例えば、操作部４００から操作入力されたり、外部の測定装置から外部入力した基準内部温度８２３を記憶部８００に記憶させる。
【００９４】
次いで、初期校正部３１０は、接触子１００から温度検出信号を入力して各温度センサーの検出温度を演算し、基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２として記憶部８００に記憶させる（ステップＡ５）。
【００９５】
その後、相対関係判定部３１１は、基準第１検出温度８２１と、基準第２検出温度８２２と、基準内部温度８２３とを用いて、式（１１）に従って熱収支相対係数８４０を算出し、記憶部８００に記憶させる（ステップＡ９）。そして、初期校正部３１０は、初期校正処理を終了する。
【００９６】
初期校正処理を行ったならば、処理部３００は、記憶部８００に記憶されている内部温度算出プログラム８１２に従って内部温度算出処理を行う。内部温度算出処理では、処理部３００は内部温度算出部３２０として機能する。
【００９７】
内部温度算出部３２０は、接触子１００から温度検出信号を入力して各温度センサーの検出温度を演算し、第１検出温度８３１及び第２検出温度８３２として記憶部８００に記憶させる（ステップＡ１３）。
【００９８】
そして、内部温度算出部３２０は、第１検出温度８３１と、第２検出温度８３２と、熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）に従って内部温度を算出し、算出内部温度８５０として記憶部８００に記憶させる（ステップＡ１７）。そして、内部温度算出部３２０は、内部温度算出処理を終了する。
【００９９】
内部温度算出処理を行ったならば、処理部３００は、ステップＡ１７で求めた算出内部温度８５０を表示部５００に表示させる（ステップＡ２１）。そして、処理部３００は、温度測定を終了するか否かを判定する（ステップＡ２５）。例えば、操作部４００を介してユーザーから温度測定の終了指示操作がなされた場合に、温度測定を終了すると判定する。
【０１００】
温度測定を継続すると判定したならば（ステップＡ２５；Ｎｏ）、処理部３００は、ステップＡ１３に戻る。また、温度測定を終了すると判定したならば（ステップＡ２５；Ｙｅｓ）、処理部３００は、第１メイン処理を終了する。
【０１０１】
２−４．作用効果
温度測定システム１において、相対関係判定部３１１は、別途測定された被測定体の内部温度である基準内部温度８２３と、接触子１００を被測定体に接触させた際の第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２のそれぞれの検出温度である基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２とを用いて、各温度センサー１１，１２それぞれの位置における熱収支特性の相対関係を示す熱収支相対係数８４０を算出する。そして、内部温度算出部３２０は、熱収支相対係数８４０と、各温度センサー１１，１２のそれぞれの検出温度とを用いて、被測定体の内部温度を継続的に算出する。
【０１０２】
熱収支相対係数８４０を初期校正することができれば、各温度センサー１１，１２によって検出された第１検出温度８３１及び第２検出温度８３２と、熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）から内部温度を算出することができる。この手法では、接触子１００を被測定体に接触させた状態で各温度センサー１１，１２によってそれぞれ検出された検出温度と、別途測定しておいた被測定体の内部温度とを用いるだけで、被測定体の内部温度を簡易に算出することができる。また、各温度センサー１１，１２それぞれの位置における熱収支特性を考慮して内部温度を算出するため、熱収支に起因する温度の測定誤差分も併せて補償することができる。
【０１０３】
また、各温度センサー１１，１２は、接触子１００内の、接触子１００外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる。接触子１００の物理的な構造に着目すると、接触子１００は、（１）被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、（２）接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは（１）で且つ（２）の位置に各温度センサー１１，１２を有してなる。これにより、各温度センサー１１，１２それぞれの位置での熱収支特性を相違させ、各温度センサー１１，１２の検出温度に差（温度差）を生じさせることができる。温度差が大きいほど、各温度センサー１１，１２それぞれの位置における熱収支特性の相対関係が熱収支相対係数Ｄに明確に反映されるようになる。その結果、式（９）から内部温度を高い正確性で算出することが可能となる。
【０１０４】
３．変形例
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明するが、上記の実施例と同一の構成やフローチャートの同一のステップについては、同一の符号を付して、再度の説明を省略する。
【０１０５】
３−１．温度センサーの設置数
上記の実施形態では、接触子１００の内部に２個の温度センサーを設置する場合を例に挙げて説明したが、３以上の温度センサーをそれぞれ異なる位置に設置することとしてもよい。この場合、図１で説明した熱流経路モデルとして、設置する温度センサーの数に応じた熱流経路を想定して、上記の実施形態と同様のモデル化を行えばよい。
【０１０６】
つまり、接触子１００内にｎ個の温度センサーを設置する場合は、第１〜第ｎ熱流経路それぞれについて、図１（３）と同様の熱流経路モデルを構築する。そして、第１〜第ｎ検出位置それぞれの位置における温度の式を定式化する。そして、第１〜第ｎ検出位置それぞれの位置における熱収支特性の相対関係を、熱収支相対係数としてそれぞれ定義する。あとは、上記の実施形態と同様に熱収支相対係数の校正を行った後、内部温度の算出を行えばよい。
【０１０７】
３−２．温度センサーの選択
また、接触子１００内に３以上の温度センサーをそれぞれ異なる位置に設置し、その中から少なくとも２つの温度センサーを選択して内部温度の算出を行うこととしてもよい。例えば、３つの温度センサーを設置する場合は、その中から２つの温度センサーを選択して内部温度の算出を行う。また、例えば、４つの温度センサーを設置する場合は、その中から２つ或いは３つの温度センサーを選択して内部温度の算出を行えばよい。ここでは、接触子１００内に３つの温度センサーを設置する場合を例に挙げて説明する。
【０１０８】
図８（１）は、本変形例における接触子１００Ｇの概略構成の一例を示す図である。接触子１００Ｇは、基部１０内の第１〜第３検出位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に、第１〜第３温度センサー１１，１２，１３をそれぞれ設けて構成される。
【０１０９】
図８（２）は、本変形例における本体装置２００の処理部３００の機能構成を示す図である。処理部３００は、初期校正部３１０に、更に温度センサー選択部３１３を有する。温度センサー選択部３１３は、３つの温度センサーの中から２つの温度センサーを選択する選択部である。
【０１１０】
図９は、本変形例において、図８（２）の処理部３００が図７の第１メイン処理に代えて実行する第２メイン処理の流れを示すフローチャートである。
【０１１１】
先ず、処理部３００は、第２初期校正処理を実行する。初期校正部３１０は、基準内部温度を設定した後（ステップＡ１）、第１〜第３温度センサー１１〜１３の検出温度をそれぞれ演算する（ステップＢ３）。そして、２つの温度センサーの組合せ毎に、演算した検出温度の差（以下、「検出温度差」と称す。）を算出する（ステップＢ５）。
【０１１２】
次いで、温度センサー選択部３１３は、ステップＢ５で算出された検出温度差に基づいて、温度測定に使用する温度センサー（以下、「測定使用温度センサー」と称す。）を決定する（ステップＢ７）。具体的には、例えば、検出温度差が最大である温度センサーの組合せを判定し、その組合せとなる２つの温度センサーを測定使用温度センサーとして選択する。これは、上記の実施形態でも説明したように、２点の温度差がなるべく大きくなるようにして熱収支相対係数Ｄの校正を行うことが適切であるためである。
【０１１３】
次いで、相対関係判定部３１１は、ステップＢ７で選択した測定使用温度センサーについて検出された検出温度を基準第１検出温度及び基準第２検出温度とし、これらの基準検出温度と、ステップＡ１で設定した基準内部温度とを用いて、式（１１）に従って熱収支相対係数を算出する（ステップＡ９）。そして、初期校正部３１０は、第２初期校正処理を終了する。
【０１１４】
その後、処理部３００は、第２内部温度算出処理を行う。内部温度算出部３２０は、ステップＢ７で選択した測定使用温度センサーの検出温度を演算し、それぞれ第１検出温度及び第２検出温度とする（ステップＢ１３）。そして、内部温度算出部３２０は、第１検出温度及び第２検出温度と、ステップＡ９で算出した熱収支相対係数とを用いて、式（９）に従って内部温度を算出した後（ステップＡ１７）、第２内部温度算出処理を終了する。以降のステップは、第１メイン処理と同じである。
【０１１５】
３−３．熱収支相対係数及び内部温度の演算式
上記の実施形態で説明した熱収支相対係数及び内部温度の演算式はあくまでも一例であり、これに限られない。例えば、上記の実施形態において、式（８）のように定義した熱収支相対係数Ｄを、次式（１２）の熱収支相対係数Ｆとして定義することも可能である。
【数１２】
【０１１６】
この場合、式（７）は、熱収支相対係数Ｆを用いて次式（１３）のように書き換えることができる。
【数１３】
【０１１７】
式（１３）を熱収支相対係数Ｆについて解き、基準内部温度Ｔco、基準第１検出温度Ｔao及び基準第２検出温度Ｔboを代入することで、次式（１４）のように熱収支相対係数Ｆを算出することができる。
【数１４】
【０１１８】
また、式（５）及び式（６）から外界温度Ｔoutを消去する際に、消去の手順を変えることで、次式（１５）を導出することができる。
【数１５】
【０１１９】
式（１５）に基づき、熱収支相対係数Ｇを次式（１６）のように定義することも可能である。
【数１６】
【０１２０】
この場合、式（１５）は、次式（１７）のように表すことができる。
【数１７】
【０１２１】
式（１７）を熱収支相対係数Ｇについて解き、基準内部温度Ｔco、基準第１検出温度Ｔao及び基準第２検出温度Ｔboをそれぞれ代入することで、次式（１８）のように熱収支相対係数Ｇを算出することができる。
【数１８】
【０１２２】
上記の熱収支相対係数Ｆ及びＧは、何れも、第１熱流経路に存在する全熱抵抗のうち熱抵抗Ｒa1が占める割合（係数ａ）と、第２熱流経路に存在する全熱抵抗のうち熱抵抗Ｒb1が占める割合（係数ｂ）との比で表されている。また、熱収支相対係数Ｆ及びＧは、何れも、基準内部温度Ｔcoに対する各温度センサー１１，１２のそれぞれの基準検出温度Ｔao，Ｔboの差に基づき算出される。上記の何れの演算式を用いて熱収支相対係数及び内部温度の算出を行ったとしても、最終的に得られる内部温度の算出結果は同じとなる。
【０１２３】
３−４．検出温度に差が生じない場合の処理
上記の実施形態では、接触子１００内の異なる任意の２箇所に温度センサーを設置することで、各温度センサーの位置での熱収支特性に相違を生じさせた。しかし、場合によっては、各温度センサーの位置での熱収支特性に相違が生じず、各温度センサーの検出温度に差が生じない場合も起こり得る。この場合は、以下のようにして内部温度を算出することが可能である。
【０１２４】
第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を接触子１００内の２箇所に設置する場合、その検出温度である第１検出温度Ｔaと第２検出温度Ｔbとが等しい場合（Ｔa＝Ｔb）、式（７）は次式（１９）のように書き換えることができる。
【数１９】
よって、「Ｔa＝Ｔb」が成立する場合は、内部温度を「Ｔc＝Ｔa＝Ｔb」として求めることができる。
【０１２５】
図１０は、本変形例において、図６の処理部３００が図７の第１メイン処理に代えて実行する第３メイン処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２６】
処理部３００は、内部温度の算出に係る第３内部温度算出処理において、ステップＡ１３で演算した第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２それぞれの検出温度に差が生じているか否かを判定する（ステップＣ１５）。なお、この判定では、検出温度の差が「０」である場合は勿論、検出温度の差が限りなく「０」に近い微小値である場合も、検出温度に差が生じていないと判定することとしてもよい。
【０１２７】
ステップＣ１５において検出温度に差が生じていると判定した場合（ステップＣ１５；Ｙｅｓ）、内部温度算出部３２０は、第１検出温度８３１と、第２検出温度８３２と、熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）に従って内部温度を算出し、算出内部温度８５０として記憶部８００に記憶させる（ステップＡ１７）。そして、内部温度算出部３２０は、第３内部温度算出処理を終了する。
【０１２８】
それに対し、ステップＣ１５において検出温度に差が生じていないと判定した場合（ステップＣ１５；Ｎｏ）、内部温度算出部３２０は、例えば、第１検出温度８３１を内部温度とし、算出内部温度８５０として記憶部８００に記憶させる（ステップＣ１９）。そして、内部温度算出部３２０は、第３内部温度算出処理を終了する。
【０１２９】
３−５．基準内部温度
上記の実施形態では、基準内部温度を所定の温度測定方法を用いて測定することとして説明した。しかし、簡易的に温度算出を行う場合には、過去に測定した基準内部温度を統計的に処理したモデル値のデータを記憶部８００に記憶させておき、これを利用することとしてもよい。例えば、性別、年齢等に分類した基準内部温度のモデル値を本体装置２００の記憶部８００に記憶させておく。そして、初期校正では、操作入力されたユーザーの性別、年齢等に合致するモデル値を基準内部温度として熱収支相対係数の値を算出する。
【符号の説明】
【０１３０】
１ 温度測定システム、 １００ 接触子、 ２００ 本体装置、 ３００ 処理部、 ４００ 操作部、 ５００ 表示部、 ６００ 通信部、 ８００ 記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定体の内部温度を測定する温度測定システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。人体や動物の体温に基づいて、人や動物の健康状態、基礎代謝状態あるいは精神状態を判断するためには、人体や動物の表層部の温度ではなく、その内部温度（深部温度）の情報が必要である。
【０００３】
また、例えば、炉や配管等の内部温度を測定する場合に、炉や配管の外側に温度測定装置を設けて内部温度を測定することができれば、温度測定装置を炉や配管等の内部に設けるための設備や部材が不要となる他、耐熱性や耐腐食性、測定レンジの点からもより安価な温度測定装置を利用可能となり、また、工事コストも削減できる。
【０００４】
内部温度の測定に関する技術としては、例えば人体の温度を測定する特許文献１や特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５５−２９７９４号公報
【特許文献２】特開２００６−３０８５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている技術は、いわゆる熱流補償式を利用した内部温度測定に関する技術である。この技術は、熱流補償型プローブを体表面に貼付し、体表面からの熱の放散を見かけ上ゼロにすることにより、被測定体の内部温度を測定する技術である。この場合、生体内部とプローブとを温度平衡状態とするためにヒーターの制御が必要となる。そのため、ヒーターを動作させるための電力が必要となる他、内部温度の測定精度を向上させるために、ヒーターの精細な温度制御が必要であった。
【０００７】
また、特許文献２に開示されている技術では、内部温度の算出に際して、温度測定装置とその周囲の環境（外界）との間で生じる熱収支を考慮していないという問題がある。つまり、特許文献２の技術は、周囲の環境との間で熱収支が生じない、いわば理想的な系を形成できることを前提とした技術である。しかし、現実には、温度測定装置と周囲の環境との間の熱収支が存在するため、この熱収支に起因する温度の測定誤差分を無視できないという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、被測定体の内部温度を測定するための新しい手法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するための第１の形態は、複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子と、別途測定された被測定体の内部温度と、前記接触子を前記被測定体に接触させた際の前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定する判定部と、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を継続的に算出する温度算出部と、を備えた温度測定システムである。
【００１０】
また、他の形態として、複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子を用いて被測定体の内部温度を算出する温度算出方法であって、別途測定された前記被測定体の内部温度と、前記接触子を前記被測定体に接触させた際の前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定することと、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を継続的に算出することと、を含む温度算出方法を構成してもよい。
【００１１】
この第１の形態等によれば、別途測定された被測定体の内部温度と、複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子を被測定体に接触させた際の複数の温度センサーの検出温度とを用いて、複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定する。ここで、熱収支とは、熱の出入りのことを意味し、熱収支特性とは、その熱の出入りの特性のことを意味する。
【００１２】
後述する実施形態で詳述するが、複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係が分かれば、複数の温度センサーの検出温度を用いて被測定体の内部温度を算出することができる。この手法では、接触子を被測定体に接触させた状態で複数の温度センサーによって温度を検出し、それらの検出温度と、別途測定しておいた被測定体の内部温度から判定した熱収支特性の相対関係とを用いるだけで、被測定体の内部温度を簡易に算出することができる。この場合、被測定体の内部温度を精度良く測定しておくことで、被測定体の内部温度を正しく算出することができる。また、複数の温度センサーの位置における熱収支特性を考慮して内部温度を算出するため、熱収支に起因する温度の測定誤差分も併せて補償することができる。
【００１３】
また、第２の形態として、第１の形態の温度測定システムにおいて、前記複数の温度センサーは、前記接触子内の、前記接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００１４】
この第２の形態によれば、複数の温度センサーが、接触子内の、接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる。接触子内の、接触子外との熱の出入りの特性が異なる位置に複数の温度センサーを設けることで、複数の温度センサーの位置における熱収支特性を相違させることができる。
【００１５】
また、第３の形態として、第１又は第２の形態の温度測定システムにおいて、前記接触子は、（１）前記被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、（２）前記接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは（１）で且つ（２）の位置に温度センサーを有してなる、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００１６】
この第３の形態によれば、接触子が、（１）被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、（２）接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、に温度センサーを有してなるため、複数の温度センサーの検出温度に差を生じさせることができる。この場合、（１）で且つ（２）の位置に温度センサーを有する構成としてもよい。
【００１７】
また、第４の形態として、第１〜第３の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記接触子は、熱伝導特性が異なる複数の層を有し、当該異なる層に温度センサーを有する、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００１８】
この第４の形態によれば、接触子の熱伝導特性が異なる複数の層に温度センサーを設置することで、複数の温度センサーの位置での熱収支特性を相違させることができる。
【００１９】
また、第５の形態として、第１〜第４の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記判定部は、別途測定された前記被測定体の内部温度に対する前記複数の温度センサーの検出温度の差を用いて前記熱収支特性の相対関係を判定する、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００２０】
後述する実施形態で詳述するが、内部温度は、複数の温度センサーの検出温度と、熱収支特性の相対関係とに基づく所定の演算式に従って算出可能である。また、別途測定された被測定体の内部温度を利用することで、当該演算式から熱収支特性の相対関係を可逆的に求めることができる。この際、熱収支特性の相対関係は、別途測定された被測定体の内部温度に対する複数の温度センサーの検出温度の差を用いて求めることができる。
【００２１】
また、第６の形態として、第１〜第５の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記接触子は、３以上の温度センサーを異なる位置に有し、前記接触子に設けられた温度センサーの中から少なくとも２つの温度センサーを選択する選択部を更に備え、前記判定部は、前記選択部により選択された温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定し、前記温度算出部は、前記熱収支特性の相対関係と、前記選択部により選択された温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を算出する、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００２２】
この第６の形態によれば、接触子に設けられた３以上の異なる位置に配置された温度センサーの中から、少なくとも２つの温度センサーを選択する。そして、選択した温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定し、当該熱収支特性の相対関係と、選択した温度センサーの検出温度とを用いて、被測定体の内部温度を算出する。かかる構成により、３以上の異なる位置に配置された温度センサーの中から、内部温度の算出に適した温度センサーを選択して内部温度を算出することが可能となる。
【００２３】
また、第７の形態として、第１〜第６の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記被測定体は人体であり、前記接触子は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触され、前記判定部は、前記深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位内部の測定対象位置の別途測定された温度と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記熱収支特性の相対関係を判定し、前記温度算出部は、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記測定対象位置の温度を継続的に算出する、温度測定システムを構成することとしてもよい。
【００２４】
この第７の形態によれば、被測定体は人体であり、接触子は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触される。そして、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位内部の測定対象位置の別途測定された温度と、複数の温度センサーの検出温度とを用いて、熱収支特性の相対関係を判定する。そして、熱収支特性の相対関係と、複数の温度センサーの検出温度とを用いて、測定対象位置の温度を継続的に算出する。これにより、人体のうち、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位を測定対象位置として、その温度を継続的に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（１）接触子の構成図。（２）熱流経路モデルの説明図。（３）熱流経路モデルの説明図。
【図２】（１）温度センサーの設置位置の一例。（２）温度センサーの設置位置の一例。（３）温度センサーの設置位置の一例。（４）温度センサーの設置位置の一例。
【図３】（１）接触子の一構成例。（２）接触子の一構成例。（３）接触子の一構成例。（４）接触子の一構成例。
【図４】（１）接触子の一構成例。（２）接触子の一構成例。
【図５】実験結果の説明図。
【図６】温度測定システムの機能構成を示すブロック図。
【図７】第１メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図８】（１）変形例における接触子の構成図。（２）変形例における処理部の機能構成図。
【図９】第２メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図１０】第３メイン処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．原理
１−１．温度算出の原理
図１（図１（１）〜図１（３））は、本実施形態における温度算出の原理の説明図である。本実施形態では、図１（１）に示すように、温度の測定対象とする被測定体に接触面ＳＴが接触するように、所定形状の接触子１００を被測定体に接触させる。
【００２７】
接触子１００は、熱伝導性を有し、当該接触子１００内の異なる位置に複数の温度センサーを有して構成される。接触子１００は、所定の熱伝導率（又は熱抵抗）を有する材料によって形成される。好適な材料の１つはシリコンゴムである。
【００２８】
本実施形態において、接触子１００内には異なる２点の位置に温度センサーが設けられる。以下、２つの温度センサーを第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２として説明する。また、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２が温度を検出する位置のことを、それぞれ第１検出位置Ｐ１及び第２検出位置Ｐ２として図示・説明する。
【００２９】
温度センサーとしては、公知のセンサーを用いることができる。例えば、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、白金測温抵抗体等を利用したセンサーや、熱電対素子や、ＰＮ接合素子、ダイオード等を利用したセンサーを用いることができる。温度センサーからは、検出位置の温度に応じた電気信号（以下、「温度検出信号」と称す。）が出力され、当該温度検出信号に基づいて、各温度センサーの検出温度が取得される。
【００３０】
被測定体の温度測定の対象とする位置を、以下「測定対象位置」と称する。また、外界における任意の位置を、以下「外界任意位置」と称する。本実施形態において被測定体は人体とするが、人体以外の動物等の有機的な物体であってもよいし、炉や配管、エンジンといった無機的な物体であってもよい。また、外界とは、被測定体が置かれた測定環境のことを意味する。
【００３１】
今、被測定体の内部温度が外界の温度よりも高い状況を想定する。熱は、温度の高い方から低い方に移動する。そのため、ここでは、測定対象位置Ｐcを熱源とし、外界任意位置Ｐoutを熱帰着点とする熱流経路を考える。より具体的には、測定対象位置Ｐcから第１検出位置Ｐ１を通って外界任意位置Ｐoutに至る熱流経路（以下、「第１熱流経路」と称す。）と、測定対象位置Ｐcから第２検出位置Ｐ２を通って外界任意位置Ｐoutに至る熱流経路（以下、「第２熱流経路」と称す。）との２つの熱流経路を考える。
【００３２】
第１及び第２熱流経路を熱流が流れる際には、その過程において、外界からの熱の流入及び外界への熱の流出の影響を受ける。本実施形態では、この熱の交換のことを「熱収支」と呼ぶ。この熱収支を考慮して上記の熱流経路を電気回路的にモデル化すると、図１（２）のような熱流経路モデルを構築することができる。
【００３３】
図１（２）の熱流経路モデルでは、測定対象位置Ｐｃから第１検出位置Ｐ１までの経路には様々な経路が考えられ、第１検出位置Ｐ１から外界任意位置Ｐoutまでの経路も様々な経路が考えられる。図１（２）の熱流経路モデルは、各経路が抵抗として表わされている。第２熱流経路も同様である。勿論、それぞれの熱抵抗の値は未知である。
【００３４】
図１（２）の熱流経路モデルを簡易化すると、図１（３）のようになる。測定対象位置Ｐｃと第１検出位置Ｐ１間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をＲa1と表記し、第１検出位置Ｐ１と外界任意位置Ｐout間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をＲa2と表記する。また、測定対象位置Ｐｃと第２検出位置Ｐ２間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をＲb1と表記し、第２検出位置Ｐ２と外界任意位置Ｐout間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をＲb2と表記する。
【００３５】
また、測定対象位置Ｐｃの温度を「内部温度」と称し、Ｔcと表記する。外界任意位置Ｐoutの温度を「外界温度」と称し、Ｔoutと表記する。また、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の検出温度を、それぞれ第１検出温度及び第２検出温度と称し、それぞれＴa及びＴbと表記する。
【００３６】
図１（３）の熱流経路モデルにおいて、第１検出温度Ｔaは、熱抵抗Ｒa1及びＲa2と、内部温度Ｔcと、外界温度Ｔoutとを用いて、次式（１）のように表すことができる。また、第２検出温度Ｔbは、熱抵抗Ｒb1及びＲb2と、内部温度Ｔcと、外界温度Ｔoutとを用いて、次式（２）のように書き表すことができる。
【数１】
【数２】
【００３７】
内部温度Ｔcを求めるために、式（１）及び（２）から外界温度Ｔoutの項を消去する。次式（３）に示すように、式（１）における外界温度Ｔoutの係数と、式（２）における外界温度Ｔoutの係数とを、それぞれ次式（３）及び（４）のように置き換える。
【数３】
【数４】
【００３８】
係数ａは、第１熱流経路の全熱抵抗に対する熱抵抗Ｒa1の割合として表される。これは、第１熱流経路を流れる熱流が熱抵抗Ｒa1によって受ける熱収支の影響を表しており、第１検出位置Ｐ１における熱収支特性を表す係数と考えることができる。係数ｂも同様である。
【００３９】
このとき、式（１）及び（２）は、それぞれ次式（５）及び（６）のように書き換えることができる。
【数５】
【数６】
【００４０】
従って、式（５）及び式（６）から、例えば次式（７）のように内部温度Ｔcを表わすことができる。
【数７】
【００４１】
ここで、式（３）で定義した係数ａと、式（４）で定義した係数ｂとの比として、次式（８）で表される熱収支相対係数Ｄを導入する。
【数８】
【００４２】
熱収支相対係数Ｄは、第１検出位置Ｐ１及び第２検出位置Ｐ２それぞれにおける熱収支特性の相対関係を表す係数（係数ａ及び係数ｂの相対値）である。このとき、熱収支相対係数Ｄを用いて、式（７）は次式（９）のように書き換えることができる。
【数９】
【００４３】
式（９）において、第１検出温度Ｔa及び第２検出温度Ｔbは、それぞれ第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２によって検出可能であるため既知である。しかし、第１熱流経路及び第２熱流経路の熱抵抗Ｒa1，Ｒa2，Ｒb1，Ｒb2は未知であるため、熱収支相対係数Ｄの値も未知である。そこで、本実施形態では、熱収支相対係数Ｄの値を校正する。
【００４４】
式（９）を熱収支相対係数Ｄについて解くと、次式（１０）のようになる。
【数１０】
【００４５】
式（１０）から分かるように、熱収支相対係数Ｄは、被測定体の内部温度Ｔcに対する第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２のそれぞれの検出温度の差を用いて算出される。被測定体の内部温度Ｔcは測定対象とする温度であり、その値は不明である。しかし、内部温度Ｔcを別途測定しておくことができれば、式（１０）から熱収支相対係数Ｄが求まるため、熱収支相対係数Ｄを校正することができる。
【００４６】
例えば、基準とする内部温度（以下、「基準内部温度」と称す。）Ｔcoを、侵襲式或いは非侵襲式の温度測定方法を利用して測定することが可能である。
【００４７】
基準内部温度Ｔcoが得られた時の第１及び第２温度センサー１１，１２の検出温度を、それぞれ基準第１検出温度Ｔao及び基準第２検出温度Ｔboとすると、式（１０）を利用して、次式（１１）のように熱収支相対係数Ｄが算出できる。
【数１１】
【００４８】
式（１１）に従って算出した熱収支相対係数Ｄの値を記憶しておく。そして、その後は、第１検出温度Ｔa及び第２検出温度Ｔbを継続的に測定し、測定された第１検出温度Ｔa及び第２検出温度Ｔbと、熱収支相対係数Ｄと、を用いて、被測定体の内部温度ＴCを式（９）に従って継続的に算出する。
【００４９】
１−２．温度センサーの設置位置
図２（図２（１）〜図２（４））を参照して、温度センサーの設置位置について説明する。基本的に、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２は、例えば図２（１）に示すように、接触子１００内の異なる任意の２箇所に設置すればよい。異なる２つの温度センサーの設置位置が同一となることは物理的に不可能であるため、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２それぞれの検出温度は、基本的には異なる温度となることが想定される。つまり、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２それぞれの検出温度には、僅かであっても温度差が生ずることが想定される。従って、上記の原理に従って被測定体の内部温度を算出することができる。
【００５０】
しかし、第１及び第２温度センサー１１，１２の検出温度が偶然同じ値となるような場合には、内部温度の算出が適切に行われなくなる可能性がある。式（１１）によれば、基準第１検出温度Ｔaoと基準第２検出温度Ｔboとが等しい場合は（Ｔao＝Ｔbo）、熱収支相対係数Ｄは“１”となる（Ｄ＝１）。この場合、式（９）の右辺各項の分母が０となるため、内部温度Ｔcの算出が不可能となるからである。かかる問題に鑑み、本実施形態では、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を、接触子１００内の、接触子１００外との熱収支特性が異なる位置に設ける。これは、複数の温度センサーを、接触子内の、接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けることに相当する。
【００５１】
「Ｔao＝Ｔbo」となるのは、図１（３）の熱流経路モデルにおいて、例えば「Ｒa1＝Ｒb1、且つ、Ｒa2＝Ｒb2」が成立する場合である。従って、原理的には、「Ｒa1≠Ｒb1」又は「Ｒa2≠Ｒb2」となるような接触子１００内の２箇所に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設置することで、各温度センサーの検出温度に差を生じさせることができる。つまり、熱源から外界までの熱流経路を想定した場合に、熱源から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設置すれば「Ｒa1≠Ｒb1」となる。また、当該位置から外界までの熱伝導特性が異なる位置に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設置すれば「Ｒa2≠Ｒb2」となる。本実施形態において、熱伝導特性とは、熱伝導率（熱伝導度）や、その逆数である熱抵抗率といった、熱伝導を表す特性値により定まる熱伝導の特性のことを意味する。
【００５２】
かかる知見に基づき、本実施形態では、接触子１００の物理的な構造に着目して温度センサーの設置位置を位置決めする。具体的には、（１）接触子１００の接触面ＳＴから当該位置までの熱伝導特性が異なる位置（以下、「第１位置条件」と称す。）に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設置すれば「Ｒa1≠Ｒb1」となる可能性は高い。また、（２）接触面ＳＴ以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置（以下、「第２位置条件」と称す。）に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設置すれば「Ｒa2≠Ｒb2」となる可能性は高い。そこで、第１位置条件或いは第２位置条件、若しくは、第１位置条件及び第２位置条件の両方を満たすように、温度センサーの設置位置を定めると好適である。これは、接触子が、（１）被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、（２）接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは（１）で且つ（２）の位置に温度センサーを有してなることに相当する。
【００５３】
上記の条件を満たす例を幾つか挙げる。例えば、図２（２）に示すように、接触面ＳＴから第１温度センサー１１までの距離をＬＡとし、接触面ＳＴから第２温度センサー１２までの距離がＬＢ（＜ＬＡ）となるように設置位置を定める。ここでは、接触面ＳＴの法線方向に沿って第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の設置位置が定められている。この場合、接触面ＳＴから各温度センサー１１，１２の設置位置までの距離が異なるため、各温度センサー１１，１２の位置における熱収支特性が相違する。従って、２点の検出温度に差（温度差）を生じさせることができる。
【００５４】
他の例を図２（３）に示す。第１温度センサー１１は接触子１００の中央部に、第２温度センサー１２は接触子１００の周部寄りに配置されている。但し、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２ともに、接触面ＳＴからの距離はほぼ等しい。この場合、第１温度センサー１１は、接触子１００の接触面ＳＴ以外の側面のうち、直近の側面（図中上側の側面）までの距離はＬ１である。第２温度センサー１２は、接触子１００の接触面ＳＴ以外の側面のうち、直近の側面（図中右側の側面）までの距離はＬ２（＜Ｌ１）である。この場合、各温度センサー１１，１２の位置における熱収支特性が相違し、２点の検出温度に差を生じさせることができる。
【００５５】
また、図２（２）及び図２（３）の例を組み合わせた図２（４）のような配位置としてもよい。
【００５６】
１−３．接触子の構成例
図３（図３（１）〜図３（４））及び図４（図４（１），図４（２））は、接触子１００の幾つかの構成を概略的に示した図であり、断面図として図示している。
【００５７】
図３（１）は、接触子１００の最も単純な構成例として接触子１００Ａの概略構成を示す図である。図３（１）の接触子１００Ａは、シリコンゴム等でなる基部１０の内部の異なる位置に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２が設置されて構成されている。各温度センサーの設置位置の決め方は、図２を参照して説明した通りであり、図３（２）〜（４）においても同様である。
【００５８】
図３（２）は、接触子１００Ｂの概略構成を示す図である。接触子１００Ｂは、外装部２０Ａが例えばプラスチック等からなる箱体状として形成され、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２が基部２０の内部に紐状部材で固定され、更に所定の気体が封入されて構成される。基部２０の内部は、いわば内層部２０Ｂとも考えられ、所定の熱伝導率を有する気体（例えばヘリウムガス）が充填・封入される。
【００５９】
図３（３）は、接触子１００Ｃの概略構成を示す図である。接触子１００Ｃは、基部３０が熱伝導率の異なる材料でなる第１層３０Ａ及び第２層３０Ｂが積層されて構成される。第１層３０Ａ及び第２層３０Ｂの材料は、熱伝導率が異なる材料を適宜選択することが可能である。また、第１層３０Ａに第１温度センサー１１が、第２層３０Ｂに第２温度センサー１２が設置される。
【００６０】
図３（４）は、接触子１００Ｄの概略構成を示す図である。接触子１００Ｄは、上面に第１温度センサー１１を、下面に第２温度センサー１２を配置した回路基板４０Ｃを樹脂等で包含固定させた第１層４０Ａと、第２層４０Ｂとが積層された基部４０を有して構成される。回路基板４０Ｃにはプロセッサーやメモリーを更に実装しておくことも可能であり、その場合には発熱素子から離れた位置に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を設けるとよい。
【００６１】
図４（１）及び図４（２）は、温度センサーとして、赤外線温度センサー等の非接触式の温度センサーを用いた場合の接触子１００の構成例である。図４（１）の接触子１００Ｅは、カップ状に形成された基部５０を逆さまにして被測定体に接触して用いられる構成を成し、基部５０の内側底面（被測定体表面の対向面）に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を有して構成される。また、第１温度センサー１１は基部５０の周部寄りの位置に設置され、第２温度センサー１２は中央部に設置されている。
【００６２】
第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２は、被測定体の表面上の検出位置Ｐ１及びＰ２の温度をそれぞれ検出する。第１温度センサー１１は、基部５０の周部寄りに設置されているため、第２温度センサー１２と比べて外界との間の熱収支の影響を受けやすい。そのため、第１及び第２温度センサー１１，１２それぞれの検出温度には差が生じ得る。
【００６３】
図４（２）の接触子１００Ｆは、外装部６０Ａが例えばプラスチック等からなる箱状体として形成され、基部６０の内部６０Ｂの天井面に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２が設置されて構成される。
【００６４】
また、基部６０の内部６０Ｂの底面であって第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の対向位置には、それぞれ熱伝導率の異なる材料で形成された第１台座部６０Ｃ及び第２台座部６０Ｄが設けられている。第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２は、それぞれ第１台座部６０Ｃ及び第２台座部６０Ｄの検出位置Ｐ１及びＰ２の温度をそれぞれ検出する。第１台座部６０Ｃと第２台座部６０Ｄとは熱伝導率が異なるため、各温度センサー１１，１２それぞれの検出温度に差が生じ得る。
【００６５】
１−４．実験結果
図５は、上記の温度算出の原理に従って行った実験結果の一例を示す図である。被測定体を温水とし、温水上にポリ塩化ビニル（ＰＶＴ）を材料とする２０［ｍｍ］の厚さの土台を乗せ、更に土台上に図１（１）の接触子１００を配置して温水の温度を算出した。この実験で用いた接触子１００は、シリコンゴムを直径４０［ｍｍ］、高さ５［ｍｍ］のボタン状に成形したものである。第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２にはサーミスターを用いた。また、温水の温度は３２［℃］〜４４［℃］の範囲で変化させた。
【００６６】
図５において、横軸は水温実測値であり、縦軸は水温算出値である。単位は何れも［℃］である。このグラフを見ると、水温実測値と水温算出値とは線形の特性を示しており、水温が正しく算出されていることがわかる。このうち、点線で囲った部分の結果に着目してみると、水温実測値が３６．９２２［℃］に対して水温算出値が３６．９５２８６９［℃］であり、算出誤差は０．０８［％］の−０．０３１０３６［℃］であった。この実験結果から、本実施形態の温度算出方法の有効性が実証された。
【００６７】
２．実施例
次に、上記の原理に従って被測定体の内部温度を算出・測定する温度測定システム１の実施例について説明する。ここでは、被測定体を人体とし、接触子１００を頭部、首部及び胴体部の何れかの部位表面に接触させて、測定対象位置の温度を測定する場合を例に挙げて説明する。
【００６８】
２−１．機能構成
図６は、本実施形態における温度測定システム１の機能構成の一例を示すブロック図である。温度測定システム１は、接触子１００と、本体装置２００とを備えて構成される。
【００６９】
接触子１００の原理的な構成は上述した通りである。実施例としての構成としては、被測定体である人体の皮膚面に当接する基部１０の接触面ＳＴを露出した状態で保持するプラスチック製のカバー部（不図示）を有し、例えばプローブとして構成される。また、接触子１００は、全体として面状（例えばボタン状やシート状）の形状としてもよいし、片手で把持可能な筒状の形状としてもよい。
【００７０】
また、接触子１００と本体装置２００とは、ケーブルによって有線接続してもよいし、接触子１００内に小型無線機を内蔵させて本体装置２００との間で無線接続可能に構成してもよい。また、接触子１００を人体胴部や首部に固定するために、人体胴部や首部に巻き付けるベルトを具備する構成としてもよいし、取り替え可能な粘着テープを装着可能な構成としてもよい。
【００７１】
本体装置２００は、例えば、処理部３００と、操作部４００と、表示部５００と、通信部６００と、記憶部８００とを有する。
【００７２】
処理部３００は、記憶部８００に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って、温度測定システム１の各部を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサーを有して構成される。
【００７３】
処理部３００は、接触子１００内の第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２から、それぞれ温度検出信号を入力する。そして、当該温度検出信号に基づいて、第１検出位置Ｐ１及び第２検出位置Ｐ２の検出温度を取得して、記憶部８００に記憶させる。
【００７４】
処理部３００は、主要な機能部として、初期校正部３１０と、内部温度算出部３２０とを有する。また、初期校正部３１０は、相対関係判定部３１１を機能部として有する。相対関係判定部３１１は、複数の温度センサーそれぞれの位置における熱収支特性の相対関係を判定する判定部に相当する。また、内部温度算出部３２０は、被測定体の内部温度を継続的に算出する温度算出部に相当する。
【００７５】
操作部４００は、スイッチ等を有して構成される入力装置であり、押下されたスイッチの信号を処理部３００に出力する。操作部４００は、ユーザーが、初期校正のための基準内部温度を入力するために用いる他、内部温度の測定開始、測定終了といった各種指示操作を入力するために用いられる。
【００７６】
表示部５００は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を有して構成され、処理部３００から入力される表示信号に基づく各種表示を行う表示装置である。表示部５００には、被測定体の内部温度の測定結果等が表示される。
【００７７】
通信部６００は、処理部３００の制御に従って、装置内部で利用される情報をＰＣ（Personal Computer）等の外部の情報処理装置との間で送受するための通信装置である。この通信部６００の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続する形式や、近距離無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である。
【００７８】
記憶部８００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置を有して構成される。記憶部８００には、温度測定システム１のシステムプログラムや、初期校正機能、温度算出機能、通信機能等の各種機能を実現するための各種プログラム、データ等を記憶している。
【００７９】
記憶部８００には、プログラムとして、処理部３００によって読み出され、第１メイン処理（図７参照）として実行される第１メインプログラム８１０が記憶されている。第１メインプログラム８１０は、初期校正処理として実行される初期校正プログラム８１１と、内部温度算出処理として実行される内部温度算出プログラム８１２とをサブルーチンとして含む。これらの処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００８０】
また、記憶部８００には、データとして、初期校正用データ８２０と、検出温度データ８３０と、熱収支相対係数８４０と、算出内部温度８５０とが記憶される。
【００８１】
初期校正用データ８２０は、温度測定システム１の初期校正を行うためのデータであり、基準第１検出温度８２１と、基準第２検出温度８２２と、基準内部温度８２３とがこれに含まれる。
【００８２】
検出温度データ８３０は、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２から入力した温度検出信号に基づいて取得した検出温度のデータであり、第１検出温度８３１と、第２検出温度８３２とがこれに含まれる。
【００８３】
熱収支相対係数８４０は、初期校正用データ８２０を利用して、式（１１）に従って算出される熱収支相対係数Ｄの値である。
【００８４】
算出内部温度８５０は、検出温度データ８３０と熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）に従って継続的に算出される内部温度である。
【００８５】
２−２．使用例
温度測定システム１は、原則的に、内部温度を測定したい人体の部位表面に接触子１００を接触させた状態で初期校正を行い、その状態で継続的に内部温度の算出を行うものである。本実施例において、接触子１００は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触するように設置する。
【００８６】
例えば、食道温を測定したい場合は、首部の皮膚面に接触子１００を固定し、その状態で第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の検出温度を演算して、基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２とする。また、例えば、先端部にサーミスターを封入したカテーテルを食道に挿入して食道温を測定し、その測定温度を基準内部温度８２３とする。また、熱流補償式を利用して食道温を測定することとしてもよい。
【００８７】
そして、相対関係判定部３１１は、基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２と、基準内部温度８２３とを用いて、式（１１）に従って熱収支相対係数８４０を算出する。その後は、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の検出温度と、予め算出しておいた熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）に従って食道温を算出する。
【００８８】
上記の使用法が基本的な使用例であるが、応用例として、接触子１００の設置位置から離れた位置を測定対象位置とすることも可能である。例えば、直腸を測定対象位置として直腸温を測定する場合、接触子１００の設置位置は、測定対象位置である直腸との間で温度が相対的に変化する部位表面であれば、任意の位置としてよい。人体のうち、頭部、首部及び胴体部といった四肢を除く部位は、恒温を保つ核心部であるため、これらの部位表面が好適である。
【００８９】
なお、この場合も、基準内部温度８２３は、測定対象位置の温度とする必要がある。つまり、直腸を測定対象位置とするため、直腸温を所定の温度測定方法を利用して測定する。例えば、サーミスタープローブを肛門から挿入して直腸温を測定する方法や、熱流補償式を利用して直腸温を測定する方法などを利用可能である。
【００９０】
別途測定した基準内部温度８２３と、その測定時に接触子１００から演算・取得した基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２とを用いて、式（１１）に従って熱収支相対係数８４０を算出する。これが初期校正となる。以降は、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の検出温度と、算出しておいた熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）に従って直腸温を継続的に算出できる。
【００９１】
２−３．処理の流れ
図７は、本体装置２００の処理部３００が、記憶部８００に記憶されている第１メインプログラム８１０に従って実行する第１メイン処理の流れを示すフローチャートである。
【００９２】
先ず、処理部３００は、記憶部８００に記憶されている初期校正プログラム８１１に従って初期校正処理を行う。初期校正処理では、処理部３００は初期校正部３１０として機能する。
【００９３】
初期校正部３１０は、基準内部温度８２３を入力し、初期校正用データ８２０として設定する（ステップＡ１）。例えば、操作部４００から操作入力されたり、外部の測定装置から外部入力した基準内部温度８２３を記憶部８００に記憶させる。
【００９４】
次いで、初期校正部３１０は、接触子１００から温度検出信号を入力して各温度センサーの検出温度を演算し、基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２として記憶部８００に記憶させる（ステップＡ５）。
【００９５】
その後、相対関係判定部３１１は、基準第１検出温度８２１と、基準第２検出温度８２２と、基準内部温度８２３とを用いて、式（１１）に従って熱収支相対係数８４０を算出し、記憶部８００に記憶させる（ステップＡ９）。そして、初期校正部３１０は、初期校正処理を終了する。
【００９６】
初期校正処理を行ったならば、処理部３００は、記憶部８００に記憶されている内部温度算出プログラム８１２に従って内部温度算出処理を行う。内部温度算出処理では、処理部３００は内部温度算出部３２０として機能する。
【００９７】
内部温度算出部３２０は、接触子１００から温度検出信号を入力して各温度センサーの検出温度を演算し、第１検出温度８３１及び第２検出温度８３２として記憶部８００に記憶させる（ステップＡ１３）。
【００９８】
そして、内部温度算出部３２０は、第１検出温度８３１と、第２検出温度８３２と、熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）に従って内部温度を算出し、算出内部温度８５０として記憶部８００に記憶させる（ステップＡ１７）。そして、内部温度算出部３２０は、内部温度算出処理を終了する。
【００９９】
内部温度算出処理を行ったならば、処理部３００は、ステップＡ１７で求めた算出内部温度８５０を表示部５００に表示させる（ステップＡ２１）。そして、処理部３００は、温度測定を終了するか否かを判定する（ステップＡ２５）。例えば、操作部４００を介してユーザーから温度測定の終了指示操作がなされた場合に、温度測定を終了すると判定する。
【０１００】
温度測定を継続すると判定したならば（ステップＡ２５；Ｎｏ）、処理部３００は、ステップＡ１３に戻る。また、温度測定を終了すると判定したならば（ステップＡ２５；Ｙｅｓ）、処理部３００は、第１メイン処理を終了する。
【０１０１】
２−４．作用効果
温度測定システム１において、相対関係判定部３１１は、別途測定された被測定体の内部温度である基準内部温度８２３と、接触子１００を被測定体に接触させた際の第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２のそれぞれの検出温度である基準第１検出温度８２１及び基準第２検出温度８２２とを用いて、各温度センサー１１，１２それぞれの位置における熱収支特性の相対関係を示す熱収支相対係数８４０を算出する。そして、内部温度算出部３２０は、熱収支相対係数８４０と、各温度センサー１１，１２のそれぞれの検出温度とを用いて、被測定体の内部温度を継続的に算出する。
【０１０２】
熱収支相対係数８４０を初期校正することができれば、各温度センサー１１，１２によって検出された第１検出温度８３１及び第２検出温度８３２と、熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）から内部温度を算出することができる。この手法では、接触子１００を被測定体に接触させた状態で各温度センサー１１，１２によってそれぞれ検出された検出温度と、別途測定しておいた被測定体の内部温度とを用いるだけで、被測定体の内部温度を簡易に算出することができる。また、各温度センサー１１，１２それぞれの位置における熱収支特性を考慮して内部温度を算出するため、熱収支に起因する温度の測定誤差分も併せて補償することができる。
【０１０３】
また、各温度センサー１１，１２は、接触子１００内の、接触子１００外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる。接触子１００の物理的な構造に着目すると、接触子１００は、（１）被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、（２）接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは（１）で且つ（２）の位置に各温度センサー１１，１２を有してなる。これにより、各温度センサー１１，１２それぞれの位置での熱収支特性を相違させ、各温度センサー１１，１２の検出温度に差（温度差）を生じさせることができる。温度差が大きいほど、各温度センサー１１，１２それぞれの位置における熱収支特性の相対関係が熱収支相対係数Ｄに明確に反映されるようになる。その結果、式（９）から内部温度を高い正確性で算出することが可能となる。
【０１０４】
３．変形例
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明するが、上記の実施例と同一の構成やフローチャートの同一のステップについては、同一の符号を付して、再度の説明を省略する。
【０１０５】
３−１．温度センサーの設置数
上記の実施形態では、接触子１００の内部に２個の温度センサーを設置する場合を例に挙げて説明したが、３以上の温度センサーをそれぞれ異なる位置に設置することとしてもよい。この場合、図１で説明した熱流経路モデルとして、設置する温度センサーの数に応じた熱流経路を想定して、上記の実施形態と同様のモデル化を行えばよい。
【０１０６】
つまり、接触子１００内にｎ個の温度センサーを設置する場合は、第１〜第ｎ熱流経路それぞれについて、図１（３）と同様の熱流経路モデルを構築する。そして、第１〜第ｎ検出位置それぞれの位置における温度の式を定式化する。そして、第１〜第ｎ検出位置それぞれの位置における熱収支特性の相対関係を、熱収支相対係数としてそれぞれ定義する。あとは、上記の実施形態と同様に熱収支相対係数の校正を行った後、内部温度の算出を行えばよい。
【０１０７】
３−２．温度センサーの選択
また、接触子１００内に３以上の温度センサーをそれぞれ異なる位置に設置し、その中から少なくとも２つの温度センサーを選択して内部温度の算出を行うこととしてもよい。例えば、３つの温度センサーを設置する場合は、その中から２つの温度センサーを選択して内部温度の算出を行う。また、例えば、４つの温度センサーを設置する場合は、その中から２つ或いは３つの温度センサーを選択して内部温度の算出を行えばよい。ここでは、接触子１００内に３つの温度センサーを設置する場合を例に挙げて説明する。
【０１０８】
図８（１）は、本変形例における接触子１００Ｇの概略構成の一例を示す図である。接触子１００Ｇは、基部１０内の第１〜第３検出位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に、第１〜第３温度センサー１１，１２，１３をそれぞれ設けて構成される。
【０１０９】
図８（２）は、本変形例における本体装置２００の処理部３００の機能構成を示す図である。処理部３００は、初期校正部３１０に、更に温度センサー選択部３１３を有する。温度センサー選択部３１３は、３つの温度センサーの中から２つの温度センサーを選択する選択部である。
【０１１０】
図９は、本変形例において、図８（２）の処理部３００が図７の第１メイン処理に代えて実行する第２メイン処理の流れを示すフローチャートである。
【０１１１】
先ず、処理部３００は、第２初期校正処理を実行する。初期校正部３１０は、基準内部温度を設定した後（ステップＡ１）、第１〜第３温度センサー１１〜１３の検出温度をそれぞれ演算する（ステップＢ３）。そして、２つの温度センサーの組合せ毎に、演算した検出温度の差（以下、「検出温度差」と称す。）を算出する（ステップＢ５）。
【０１１２】
次いで、温度センサー選択部３１３は、ステップＢ５で算出された検出温度差に基づいて、温度測定に使用する温度センサー（以下、「測定使用温度センサー」と称す。）を決定する（ステップＢ７）。具体的には、例えば、検出温度差が最大である温度センサーの組合せを判定し、その組合せとなる２つの温度センサーを測定使用温度センサーとして選択する。これは、上記の実施形態でも説明したように、２点の温度差がなるべく大きくなるようにして熱収支相対係数Ｄの校正を行うことが適切であるためである。
【０１１３】
次いで、相対関係判定部３１１は、ステップＢ７で選択した測定使用温度センサーについて検出された検出温度を基準第１検出温度及び基準第２検出温度とし、これらの基準検出温度と、ステップＡ１で設定した基準内部温度とを用いて、式（１１）に従って熱収支相対係数を算出する（ステップＡ９）。そして、初期校正部３１０は、第２初期校正処理を終了する。
【０１１４】
その後、処理部３００は、第２内部温度算出処理を行う。内部温度算出部３２０は、ステップＢ７で選択した測定使用温度センサーの検出温度を演算し、それぞれ第１検出温度及び第２検出温度とする（ステップＢ１３）。そして、内部温度算出部３２０は、第１検出温度及び第２検出温度と、ステップＡ９で算出した熱収支相対係数とを用いて、式（９）に従って内部温度を算出した後（ステップＡ１７）、第２内部温度算出処理を終了する。以降のステップは、第１メイン処理と同じである。
【０１１５】
３−３．熱収支相対係数及び内部温度の演算式
上記の実施形態で説明した熱収支相対係数及び内部温度の演算式はあくまでも一例であり、これに限られない。例えば、上記の実施形態において、式（８）のように定義した熱収支相対係数Ｄを、次式（１２）の熱収支相対係数Ｆとして定義することも可能である。
【数１２】
【０１１６】
この場合、式（７）は、熱収支相対係数Ｆを用いて次式（１３）のように書き換えることができる。
【数１３】
【０１１７】
式（１３）を熱収支相対係数Ｆについて解き、基準内部温度Ｔco、基準第１検出温度Ｔao及び基準第２検出温度Ｔboを代入することで、次式（１４）のように熱収支相対係数Ｆを算出することができる。
【数１４】
【０１１８】
また、式（５）及び式（６）から外界温度Ｔoutを消去する際に、消去の手順を変えることで、次式（１５）を導出することができる。
【数１５】
【０１１９】
式（１５）に基づき、熱収支相対係数Ｇを次式（１６）のように定義することも可能である。
【数１６】
【０１２０】
この場合、式（１５）は、次式（１７）のように表すことができる。
【数１７】
【０１２１】
式（１７）を熱収支相対係数Ｇについて解き、基準内部温度Ｔco、基準第１検出温度Ｔao及び基準第２検出温度Ｔboをそれぞれ代入することで、次式（１８）のように熱収支相対係数Ｇを算出することができる。
【数１８】
【０１２２】
上記の熱収支相対係数Ｆ及びＧは、何れも、第１熱流経路に存在する全熱抵抗のうち熱抵抗Ｒa1が占める割合（係数ａ）と、第２熱流経路に存在する全熱抵抗のうち熱抵抗Ｒb1が占める割合（係数ｂ）との比で表されている。また、熱収支相対係数Ｆ及びＧは、何れも、基準内部温度Ｔcoに対する各温度センサー１１，１２のそれぞれの基準検出温度Ｔao，Ｔboの差に基づき算出される。上記の何れの演算式を用いて熱収支相対係数及び内部温度の算出を行ったとしても、最終的に得られる内部温度の算出結果は同じとなる。
【０１２３】
３−４．検出温度に差が生じない場合の処理
上記の実施形態では、接触子１００内の異なる任意の２箇所に温度センサーを設置することで、各温度センサーの位置での熱収支特性に相違を生じさせた。しかし、場合によっては、各温度センサーの位置での熱収支特性に相違が生じず、各温度センサーの検出温度に差が生じない場合も起こり得る。この場合は、以下のようにして内部温度を算出することが可能である。
【０１２４】
第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を接触子１００内の２箇所に設置する場合、その検出温度である第１検出温度Ｔaと第２検出温度Ｔbとが等しい場合（Ｔa＝Ｔb）、式（７）は次式（１９）のように書き換えることができる。
【数１９】
よって、「Ｔa＝Ｔb」が成立する場合は、内部温度を「Ｔc＝Ｔa＝Ｔb」として求めることができる。
【０１２５】
図１０は、本変形例において、図６の処理部３００が図７の第１メイン処理に代えて実行する第３メイン処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２６】
処理部３００は、内部温度の算出に係る第３内部温度算出処理において、ステップＡ１３で演算した第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２それぞれの検出温度に差が生じているか否かを判定する（ステップＣ１５）。なお、この判定では、検出温度の差が「０」である場合は勿論、検出温度の差が限りなく「０」に近い微小値である場合も、検出温度に差が生じていないと判定することとしてもよい。
【０１２７】
ステップＣ１５において検出温度に差が生じていると判定した場合（ステップＣ１５；Ｙｅｓ）、内部温度算出部３２０は、第１検出温度８３１と、第２検出温度８３２と、熱収支相対係数８４０とを用いて、式（９）に従って内部温度を算出し、算出内部温度８５０として記憶部８００に記憶させる（ステップＡ１７）。そして、内部温度算出部３２０は、第３内部温度算出処理を終了する。
【０１２８】
それに対し、ステップＣ１５において検出温度に差が生じていないと判定した場合（ステップＣ１５；Ｎｏ）、内部温度算出部３２０は、例えば、第１検出温度８３１を内部温度とし、算出内部温度８５０として記憶部８００に記憶させる（ステップＣ１９）。そして、内部温度算出部３２０は、第３内部温度算出処理を終了する。
【０１２９】
３−５．基準内部温度
上記の実施形態では、基準内部温度を所定の温度測定方法を用いて測定することとして説明した。しかし、簡易的に温度算出を行う場合には、過去に測定した基準内部温度を統計的に処理したモデル値のデータを記憶部８００に記憶させておき、これを利用することとしてもよい。例えば、性別、年齢等に分類した基準内部温度のモデル値を本体装置２００の記憶部８００に記憶させておく。そして、初期校正では、操作入力されたユーザーの性別、年齢等に合致するモデル値を基準内部温度として熱収支相対係数の値を算出する。
【符号の説明】
【０１３０】
１ 温度測定システム、 １００ 接触子、 ２００ 本体装置、 ３００ 処理部、 ４００ 操作部、 ５００ 表示部、 ６００ 通信部、 ８００ 記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子と、
別途測定された被測定体の内部温度と、前記接触子を前記被測定体に接触させた際の前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定する判定部と、
前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を継続的に算出する温度算出部と、
を備えた温度測定システム。
【請求項２】
前記複数の温度センサーは、前記接触子内の、前記接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる、
請求項１に記載の温度測定システム。
【請求項３】
前記接触子は、（１）前記被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、（２）前記接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは（１）で且つ（２）の位置に温度センサーを有してなる、
請求項１又は２に記載の温度測定システム。
【請求項４】
前記接触子は、熱伝導特性が異なる複数の層を有し、当該異なる層に温度センサーを有する、
請求項１〜３の何れか一項に記載の温度測定システム。
【請求項５】
前記判定部は、別途測定された前記被測定体の内部温度に対する前記複数の温度センサーの検出温度の差を用いて前記熱収支特性の相対関係を判定する、
請求項１〜４の何れか一項に記載の温度測定システム。
【請求項６】
前記接触子は、３以上の温度センサーを異なる位置に有し、
前記接触子に設けられた温度センサーの中から少なくとも２つの温度センサーを選択する選択部を更に備え、
前記判定部は、前記選択部により選択された温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定し、
前記温度算出部は、前記熱収支特性の相対関係と、前記選択部により選択された温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を算出する、
請求項１〜５の何れか一項に記載の温度測定システム。
【請求項７】
前記被測定体は人体であり、
前記接触子は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触され、
前記判定部は、前記深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位内部の測定対象位置の別途測定された温度と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記熱収支特性の相対関係を判定し、
前記温度算出部は、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記測定対象位置の温度を継続的に算出する、
請求項１〜６の何れか一項に記載の温度測定システム。
【請求項８】
複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子を用いて被測定体の内部温度を算出する温度算出方法であって、
別途測定された前記被測定体の内部温度と、前記接触子を前記被測定体に接触させた際の前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定することと、
前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を継続的に算出することと、
を含む温度算出方法。
【請求項１】
複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子と、
別途測定された被測定体の内部温度と、前記接触子を前記被測定体に接触させた際の前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定する判定部と、
前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を継続的に算出する温度算出部と、
を備えた温度測定システム。
【請求項２】
前記複数の温度センサーは、前記接触子内の、前記接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる、
請求項１に記載の温度測定システム。
【請求項３】
前記接触子は、（１）前記被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、（２）前記接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは（１）で且つ（２）の位置に温度センサーを有してなる、
請求項１又は２に記載の温度測定システム。
【請求項４】
前記接触子は、熱伝導特性が異なる複数の層を有し、当該異なる層に温度センサーを有する、
請求項１〜３の何れか一項に記載の温度測定システム。
【請求項５】
前記判定部は、別途測定された前記被測定体の内部温度に対する前記複数の温度センサーの検出温度の差を用いて前記熱収支特性の相対関係を判定する、
請求項１〜４の何れか一項に記載の温度測定システム。
【請求項６】
前記接触子は、３以上の温度センサーを異なる位置に有し、
前記接触子に設けられた温度センサーの中から少なくとも２つの温度センサーを選択する選択部を更に備え、
前記判定部は、前記選択部により選択された温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定し、
前記温度算出部は、前記熱収支特性の相対関係と、前記選択部により選択された温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を算出する、
請求項１〜５の何れか一項に記載の温度測定システム。
【請求項７】
前記被測定体は人体であり、
前記接触子は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触され、
前記判定部は、前記深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位内部の測定対象位置の別途測定された温度と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記熱収支特性の相対関係を判定し、
前記温度算出部は、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記測定対象位置の温度を継続的に算出する、
請求項１〜６の何れか一項に記載の温度測定システム。
【請求項８】
複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子を用いて被測定体の内部温度を算出する温度算出方法であって、
別途測定された前記被測定体の内部温度と、前記接触子を前記被測定体に接触させた際の前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定することと、
前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を継続的に算出することと、
を含む温度算出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６１２３２（Ｐ２０１３−６１２３２Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９６３５（Ｐ２０１１−１９９６３５）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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