(57)【要約】  温度によって共振周波数が変化する共振子を用いた熱流式体温計において、送受信アンテナ間の結合度の向上と測定精度の両立を図るとともに、製造コストの削減を実現する。本発明は、被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する体温計２００であって、第１の水晶振動子１１１と第２の水晶振動子１１２が配された第１の熱抵抗体１１３と、第３の水晶振動子１２１及び第４の水晶振動子１２２が配された第２の熱抵抗体１２３と、均一化部材１３０と、を備え、第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２は、ループ状のアンテナの同一平面上に延設された４つの延設部それぞれの先端に取り付けられており、該４つの延設部のうち少なくとも１つは、該平面と平行な平面を形成するように折り返して配置されていることを特徴とする。
2013140720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサとして温度によって共振周波数が変化する共振子を用い、被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する熱流式体温計におけるアンテナユニットの製造方法であって、
平面フィルムより、一つのループ状のアンテナと、該アンテナに延設された複数の延設部と、を一体的に切り出す切出工程と、
前記延設部の先端それぞれにおいて、同一平面上に温度センサを取り付ける取付工程と、
前記アンテナの内側に延設された延設部の先端に取り付けられた温度センサと、前記アンテナの外側に延設された延設部の先端に取り付けられた温度センサとが、所定の間隔をもって対向した位置に配されるよう、少なくとも一つの延設部を折り曲げる折曲工程と
を有することを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記平面フィルムは、片面銅箔フィルムであり、
前記切出工程は、更に、
前記アンテナと、前記延設部の先端の温度センサ取り付けランドと、前記アンテナと前記温度センサ取り付けランドとの間に、エッチングにて配線を構築する構築工程を有し、
前記構築工程により配線が構築された後に、前記アンテナと前記延設部とを一体的に切り出すことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記切出工程は、更に、
前記アンテナと、前記延設部の先端の温度センサ取り付けランドと、前記アンテナと前記温度センサ取り付けランドとの間に、銅またはアルミの蒸着、または、銀または黒鉛の印刷、または、銅または銀の無電解メッキにて、配線を構築する構築工程を有し、
前記構築工程により配線が構築された後に、前記アンテナと前記延設部とを一体的に切り出すことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記アンテナは、前記対向した位置に配された温度センサの間にそれぞれ取り付けられる熱抵抗体を取り囲む大きさに切り出されることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する体温計であって、
前記体表面に接触する側に第１の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第２の温度センサが配された第１の熱抵抗体と、
前記体表面に接触する側に第３の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第４の温度センサが配された第２の熱抵抗体と、
前記第１の熱抵抗体及び前記第２の熱抵抗体の、前記体表面に接触する側の面と対向する側の面を覆うように構成される均一化部材と、を備え、
前記第１乃至第４の温度センサは、一つのループ状のアンテナに延設された４つの延設部それぞれの先端に取り付けられており、該４つの延設部の少なくとも１つは、該アンテナにより形成される平面と平行な平面を形成するよう折り曲げて配置されていることを特徴とする体温計。
【請求項６】
被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する体温計であって、
前記体表面に接触する側に第１の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第２の温度センサが配された熱抵抗体と、を備え、
前記第１乃至第２の前記温度センサは、一つのループ状のアンテナに延設された２つの延設部それぞれの先端に取り付けられており、該２つの延設部の少なくとも１つは、該アンテナにより形成される平面と平行な平面を形成するよう折り曲げて配置されていることを特徴とする体温計。
【請求項７】
前記延設部のうち、前記アンテナの内側方向に延設された延設部の先端に、前記体表面に接触する側の面と対向する側に配置される温度センサが、取り付けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の体温計。
【請求項８】
前記延設部のうち、前記アンテナの外側方向に延設された延設部の先端に、体表面に接触する側に配置される温度センサが取り付けられていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の体温計。
【請求項９】
前記延設部は、前記アンテナと同一平面上において、一体成型されていることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の体温計。
【請求項１０】
前記アンテナは、前記一つまたは複数の熱抵抗体により形成される外縁に沿って配置されていることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項に記載の体温計。
【請求項１１】
前記体表面に接触する側に配置される温度センサが先端に取り付けられた延設部は、それぞれ、前記熱抵抗体の側面に沿うように折り曲げられ、かつ、前記熱抵抗体の前記体表面に接触する側の面において折り曲げられていることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の体温計。
【請求項１２】
前記延設部のうち少なくとも一つを１８０°折り返すことで、複数の温度センサが所定の間隔をもって対向した位置に配置されていることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の体温計。
【請求項１３】
前記均一化部材は、前記体表面に接触する側の面と対向する側に配置される一つまたは複数の温度センサを覆うように配置されており、
前記均一化部材の外周が、前記一つまたは複数の熱抵抗体により形成される外縁よりも内側に位置するように、前記均一化部材の大きさが規定されていることを特徴とする請求項５乃至１２のいずれか１項に記載の体温計。
【請求項１４】
被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する体温計のアンテナユニットであって、
前記体表面に接触する側に第１の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第２の温度センサが配された第１の熱抵抗体と、
前記体表面に接触する側に第３の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第４の温度センサが配された第２の熱抵抗体と、を備え、
前記第１乃至第４の温度センサは、一つのループ状のアンテナに延設された４つの延設部それぞれの先端に取り付けられており、該４つの延設部の少なくとも１つは、該アンテナにより形成される平面と平行な平面を形成するよう折り曲げて配置されていることを特徴とする、体温計のアンテナユニット。
【請求項１５】
被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する体温計のアンテナユニットであって、
前記体表面に接触する側に第１の温度センサが配され、前記体表面に接触する側の面と対向する側に第２の温度センサが配された熱抵抗体と、を備え、
前記第１乃至第２の前記温度センサは、一つのループ状のアンテナに延設された２つの延設部それぞれの先端に取り付けられており、該２つの延設部の少なくとも１つは、該アンテナにより形成される平面と平行な平面を形成するよう折り曲げて配置されていることを特徴とする体温計のアンテナユニット。
【請求項１６】
前記延設部のうち、前記アンテナの内側方向に延設された延設部の先端に、前記体表面に接触する側の面と対向する側に配置される温度センサが、取り付けられていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の体温計のアンテナユニット。
【請求項１７】
前記延設部のうち、前記アンテナの外側方向に延設された延設部の先端に、体表面に接触する側に配置される温度センサが取り付けられていることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
【請求項１８】
前記延設部は、前記アンテナと同一平面上において、一体成型されていることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
【請求項１９】
前記アンテナは、前記一つまたは複数の熱抵抗体により形成される外縁に沿って配置されていることを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
【請求項２０】
前記体表面に接触する側に配置される温度センサが先端に取り付けられた延設部は、それぞれ、前記熱抵抗体の側面に沿うように折り曲げられ、かつ、前記熱抵抗体の前記体表面に接触する側の面において折り曲げられていることを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
【請求項２１】
前記延設部のうち少なくとも一つを１８０°折り返すことで、複数の温度センサが所定の間隔をもって対向した位置に配置されていることを特徴とする請求項１４乃至２０のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
【請求項２２】
前記温度センサが水晶振動子であることを特徴とする請求項１４乃至２１のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニット。
【請求項２３】
前記温度センサが水晶振動子であることを特徴とする請求項５乃至１３のいずれか１項に記載の体温計。
【請求項２４】
前記温度センサが水晶振動子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の体温計のアンテナユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体温計及び該体温計のアンテナユニットならびにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体の体表面に貼り付け、被検体の深部の体温を測定する体温計として、従来より、非加熱型の体温計が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。【０００３】
一般に、非加熱型の体温計には、被検体の体表面に貼り付けた際に、体表面に接触する第１の温度センサと、該第１の温度センサに断熱材を介して対向して配される第２の温度センサとから構成される温度センサのペアが少なくとも２組備えられている。そして、各温度センサのペアが配されたそれぞれの断熱材の熱伝導率が互いに異なるように構成し、各温度センサのペアにおける第１の温度センサと第２の温度センサとの温度差をそれぞれ検出することにより、深部からの熱流量を求め、深部の体温を算出することとしている。【０００４】
このような体温計（以下、熱流式体温計と称す）においては、通常、温度センサとして、サーミスタや熱電対等が用いられる。【０００５】
一方で、熱流式体温計の場合、被検体の体表面に貼り付けて用いることを前提としているため、温度センサによる検出結果を外部に送信する機能を有する必要がある。そして、被検体の負担軽減の観点から、当該機能は、ワイヤレスであること、及び、小型かつ軽量であることが求められる。【０００６】
しかしながら、サーミスタや熱電対等の温度センサの場合、センサ自身がワイヤレス機能を有しているわけではないため、これらの温度センサを熱流式体温計に適用するにあたっては、別途、ワイヤレス機能を付加する必要がある。また、これらの機能を動作させるための電源も必要となる。このようなことから、熱流式体温計の場合、検出結果を外部に送信することを考慮し、外部からの電波エネルギーにより直接駆動可能な温度センサが用いられることが好ましいといえる。【０００７】
このような要求に対応する温度センサユニットとして、例えば、無給電方式の温度センサユニットが挙げられる。無給電方式の温度センサユニットとは、センサ部、検出部、デジタル変換部等の信号処理部、ならびに通信部を一体的に構成し、受信コイルにおいて受信された、外部からの電磁波により発生する電力により各部を動作させるユニットである。【０００８】
しかしながら、当該温度センサユニットを用いた場合であっても、検出部、信号処理部、通信部等は必要となることから、熱流式体温計に適用するのに十分な程度の小型・軽量化までには至らない。【０００９】
一方、上記要求に対応する他の温度センサユニットとして、例えば、水晶振動子を用いた温度センサユニットが挙げられる。水晶振動子は感知温度に応じて所定の共振周波数で共振する素子であり、水晶振動子を用いた温度センサユニットとは、温度によって共振周波数の変化する水晶振動子と、ループ状のアンテナから成るユニットである。ループ状アンテナと磁界結合させたもう一つのループ状アンテナより励起信号を送信して水晶を共振させ、その共振信号を計測することで、温度が算出されうる。【００１０】
このような温度センサユニットを適用すれば、電源が不要になるだけでなく、温度センサ以外に、別途、検出部や信号処理部、通信部等を配する必要もなくなるため、温度センサを小型・軽量化でき、被検者の体表面に貼り付けた場合であっても、被検者にとって負担の小さい体温計を実現することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２１２４０７号公報
【特許文献２】特開２００９−２２２５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、熱流式体温計の場合、深部の体温を算出するにあたり、４つの温度センサ（第１及び第２の温度センサが２組、計４つの温度センサ。以下、これらを第１乃至第４の温度センサと称す）が必要となる。このため、アンテナ自体も４つ必要となる。加えて、第２の温度センサと第４の温度センサとを同一温度にするために熱的にカップリングする熱流式体温計にあっては、均一化部材も必要となってくる。【００１３】
つまり、限られたスペース上に複数のアンテナ及び均一化部材を配置する必要がある。これに対して、例えば、アンテナに均一化部材を被せて配置してしまうと、それぞれのアンテナについて十分な磁束を確保することが困難となり、送受信アンテナ間の磁界の結合度が低下するといった不都合が生じる。更に、４つのアンテナを重ねて配置しようとすると、複雑な実装構造となり、部品コスト、組み立てコストが増加するうえ、熱流式体温計全体の厚みも厚くなり、実用的でなくなる。【００１４】
このような問題点を考慮すると、４つの温度センサに共通のアンテナを１つのみ配し、それぞれの温度センサにアンテナを共有させる構成が有効といえる。【００１５】
更に、４つの温度センサがアンテナを共有するアンテナユニットを製造する場合、製造工程を簡素化させることで、熱流式体温計全体の製造コストを大きく削減することができる。このため、アンテナユニットは、簡素化された製造工程にて製造できるように構成することが望ましい。【００１６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、温度によって共振周波数が変化する共振子を用いた熱流式体温計において、送受信アンテナ間の結合度の向上と測定精度の両立を図るとともに、製造コストの削減を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するために、本発明に係るアンテナユニットの製造方法は以下のような構成を備える。即ち、
温度センサとして温度によって共振周波数が変化する共振子を用い、被検体の体表面に接触させることで、深部体温を測定する熱流式体温計におけるアンテナユニットの製造方法であって、
平面フィルムより、一つのループ状のアンテナと、該アンテナから延設された複数の延設部と、を一体的に切り出す切出工程と、
前記延設部の先端それぞれにおいて、同一平面上に温度センサを取り付ける取付工程と、
前記アンテナの内側に延設された延設部の先端に取り付けられた温度センサと、前記アンテナの外側に延設された延設部の先端に取り付けられた温度センサとが、所定の間隔をもって対向した位置に配されるよう、前記アンテナの外側に延設された延設部を折り曲げる折曲工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、温度によって共振周波数が変化する共振子を用いた温度センサによる熱流式体温計において、送受信アンテナ間の結合度の向上と測定精度の両立が可能になるとともに、製造コストを削減することが可能となる。【００１９】
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
【図１】図１は、熱流式体温計の測定原理を説明するために、熱流式体温計における熱流を電気回路相似法を用いて電気回路として表現した図である。
【図２】図２は、熱流式体温計を含む体温測定システムの全体構成を示す図である。
【図３】図３は、熱流式体温計の断面構成を示す図である。
【図４】図４は、熱流式体温計の平面構成を示す図である。
【図５】図５は、アンテナと各水晶振動子とが一体的に構成されたアンテナユニットの構成を示す図である。
【図６】図６は、リーダとアンテナユニットとの関係を示す図である。
【図７】図７は、リーダの機能構成を示す図である。
【図８】図８は、アンテナと各水晶振動子とが一体的に構成されたアンテナユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２２】
［第１の実施形態］
＜１．熱流式体温計による深部体温の測定原理＞
はじめに、熱流式体温計（被検体の体表面に貼り付け、被検体の深部の体温を測定する体温計であって、加熱機能を有していないタイプの体温計）における、深部体温の測定原理について簡単に説明する。
【００２３】
図１は、熱流式体温計の測定原理を説明するために、熱流式体温計における熱流を電気回路相似法を用いて電気回路として表現した図である。
【００２４】
図１に示すように、熱流を電流Ｉ、温度を電圧Ｔ、熱抵抗を電気抵抗Ｒとすることで、熱流式体温計における熱流は、等価回路１００により表現することができる。
【００２５】
図１において、Ｔｂは深部体温を、Ｒｔは被検体の皮下組織の熱抵抗を、Ｔｔ１は第１の水晶振動子１１１において検出された温度を、Ｔａ１は第２の水晶振動子１１２において検出された温度を、Ｒａ１は熱抵抗体１１３の熱抵抗値をそれぞれ示している。また、Ｔｔ２は第３の水晶振動子１２１において検出された温度を、Ｔａ２は第４の水晶振動子１２２において検出された温度を、Ｒａ２は熱抵抗体１２３の熱抵抗値をそれぞれ示している。更に、Ｔｃは外部温度を、Ｒｃは、外気側の測定温度を均一化させるための均一化部材１３０の熱抵抗値をそれぞれ示している。
【００２６】
ここで、深部体温が一定であると仮定すると、等価回路１００では、一定の電圧Ｔｂが印加されているものと置き換えることができることから、等価回路１００内には一定の電流Ｉが流れると仮定することができる。
【００２７】
このうち、熱抵抗体１１３における熱流を電流Ｉ１、熱抵抗体１２３における熱流を電流Ｉ２とすると、電流Ｉ１及び電流Ｉ２は下式（１）、（２）のように表すことができる。
【００２８】
【数１】
2013140720.tif 000003
【００２９】
そして、それぞれの式を変形すると、下式（３）、（４）のようになる。
【００３０】
【数２】
2013140720.tif 000004
【００３１】
ここで、皮下組織の熱抵抗Ｒｔは、個人ごと及び部位ごとに異なり、一定ではない。そこで、上式（３）、（４）からＲｔを削除すべく、Ｒｔについて求めると、下式（５）のようになる。
【００３２】
【数３】
2013140720.tif 000005
【００３３】
そして、上式（５）を上式（４）に代入することで、下式（６）が求められる。
【００３４】
【数４】
2013140720.tif 000006
【００３５】
ここで、Ｒａ１及びＲａ２は既知であるため、４つの温度（Ｔｔ１、Ｔｔ２、Ｔａ１、Ｔａ２）を検出すれば、一義的に深部体温Ｔｂを求めることができる。
【００３６】
＜２．体温測定システムの全体構成＞
次に、本実施形態に係る熱流式体温計を含む体温測定システムの全体構成について説明する。図２は、本実施形態に係る熱流式体温計を含む体温測定システムの全体構成を示す図である。図２において、２００は本実施形態に係る熱流式体温計であり、２１０は励起信号を送信することにより熱流式体温計２００の第１乃至第４の温度センサである第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２を駆動させるとともに、各水晶振動子から出力される検出信号をキャッチし、該第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２それぞれの共振周波数を計測するリーダである。リーダ２１０では、既知の周波数−温度特性を利用して、計測した共振周波数より、第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２それぞれの温度を算出することで、被検者の深部体温を算出する。
【００３７】
＜３．熱流式体温計の断面構成＞
次に、熱流式体温計２００の断面構成について説明する。図３は、本実施形態に係る熱流式体温計２００の断面構成を示す図である。
【００３８】
図３において、１１１、１２１は、被検体の体表面に貼り付けた際に、体表面に接触する側に位置する第１の水晶振動子及び第３の水晶振動子であり、１１２、１２２は第１の水晶振動子１１１及び第３の水晶振動子１２１に対向する側に配された第２の水晶振動子及び第４の水晶振動子である。
【００３９】
１１３は第１の水晶振動子１１１と第２の水晶振動子１１２との間に配され、被検体の体表面からの熱流を通過させる熱抵抗体である。同様に、１２３は第３の水晶振動子１２１と第４の水晶振動子１２２との間に配され、被検体の体表面からの熱流を通過させる熱抵抗体である。
【００４０】
なお、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３は、互いに、熱伝導率が異なっており（例えば、０．１０Ｗ／ｍＫと０．４０Ｗ／ｍＫ）、それぞれ復元性の高い弾性材料により構成されているものとする。また、熱抵抗体１１３、１２３は、共に厚さ１ｍｍで直径が２０ｍｍの平板形状を有しているものとする。なお、第１の水晶振動子１１１、第２の水晶振動子１１２及び第３の水晶振動子１２１、第４の水晶振動子１２２はそれぞれ、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３内の中央位置に配置されているものとする。
【００４１】
更に、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３の上面には、熱伝導率２３６Ｗ／ｍＫのアルミニウムからなる均一化部材１３０が配されており、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３の上面の一部を覆っている。これにより、熱抵抗体１１３の上面及び熱抵抗体１２３の上面（つまり、熱流が放散される外気側）の温度は均一化される。
【００４２】
更に、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３の外周には、絶縁部材３０５−１が配され、均一化部材１３０の外周及び上面には、絶縁部材３０５−２が配されている。また、絶縁部材３０５−２より下面側には、第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２がはんだ付け（または導電ペイストで接続）されたフレキシブルフィルム回路基板（後述するアンテナユニットを構成する基板）が配されている。
【００４３】
フレキシブルフィルム回路基板は、そのアンテナ部分が、均一化部材１３０と干渉することがないよう、均一化部材１３０の外周において、熱抵抗体１１３と熱抵抗体１２３とが内包される大きさに形成されており、絶縁部材３０５−１上に配置されている。アンテナ部分をこのような形状に形成し配置することにより、第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２が共有する当該アンテナ部分とリーダ２１０との間の磁界結合において、均一化部材１３０の影響を極力回避することができる。
【００４４】
また、フレキシブルフィルム回路基板は、第２の水晶振動子１１２が接続される延設部と第４の水晶振動子１２２が接続される延設部とが、それぞれ、熱抵抗体１１３の上面または熱抵抗体１２３の上面と、絶縁部材３０５−２の下面または均一化部材１３０の下面との間に配されている。更に、第１の水晶振動子１１１が接続される延設部と第３の水晶振動子１２１が接続される延設部とが、それぞれ、絶縁部材３０５−１と熱抵抗体１１３の側面または熱抵抗体１２３の側面との間を通り、熱抵抗体１１３の下面または熱抵抗体１２３の下面にて折れ曲がり、熱抵抗体１１３の下面または熱抵抗体１２３の下面と貼付テープ（粘着層）３０３または３０４との間を通って、熱伝導部材３０１まで延設されている。延設部のこのような配置により、第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２間の熱的なカップリングの影響を軽減させることができる。
【００４５】
なお、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３はそれぞれの底面が同一平面を形成するように均一化部材１３０及び絶縁部材３０５−２に固定されているものとする。この結果、被検体の体表面に貼り付けられた際に、熱抵抗体１１３の底面及び熱抵抗体１２３の底面がそれぞれ、被検体の体表面に対して隙間なく貼り付けられることとなる。
【００４６】
なお、第１の水晶振動子１１１と第３の水晶振動子１２１の体表面側（底面）は、それぞれ、アルミテープ等の熱伝導性のよい熱伝導部材３０１、３０２により覆われており、更に、熱流式体温計２００の体表面側は、貼り付けテープ（粘着層）３０３及び貼り付けテープ（剥離紙）３０４により覆われているものとする。
【００４７】
＜４．熱流式体温計の平面構成＞
次に、熱流式体温計２００の平面構成について説明する。図４は、本実施形態に係る熱流式体温計２００における平面構成を示した図である。
【００４８】
図４の４ａに示すように、第１の水晶振動子１１１、第２の水晶振動子１１２、第３の水晶振動子１２１、第４の水晶振動子１２２は、共通のアンテナ４０１に接続されている（以下、アンテナ４０１と第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２とが一体化されたこのような構成を、アンテナユニット４００と称す。なお、アンテナユニット４００の詳細構成は後述する）。
【００４９】
アンテナ４０１は、熱抵抗体１１３及び熱抵抗体１２３の側面を取り囲むように配置される。このように、第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２がアンテナを共有し、かつ、熱抵抗体１１３及び１２３の外側に配置することで、均一化部材１３０よりアンテナ４０１の径をより大きくとることができる。この結果、リーダ２１０とアンテナユニット４００との安定的な通信を実現することが可能となる。
【００５０】
なお、上述したように、アンテナ４０１から延設された第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２は、熱抵抗体１１３（または１２３）の体表面に接触する側の面と対向する側の面の中央位置に配置される。
【００５１】
同様に、アンテナ４０１から延設された第１の水晶振動子１１１、第３の水晶振動子１２１は、熱抵抗体１１３（または１２３）の体表面に接触する側の面の中央位置に配置される。換言すると、第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２がこのような配置となるように、アンテナ４０１から延設される長さが規定されている。
【００５２】
更に、図４の４ｂに示すように、均一化部材１３０は、第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２を、体表面に接触する側の面と対向する側から覆うように（均一化部材１３０の外周が第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２の外側に位置するように）構成されており、かつ、熱抵抗体１１３及び１２３により形成される外縁よりも、均一化部材１３０の外周の方が内側に位置するように構成されている（均一化部材１３０はこのような大きさに規定されている）。
【００５３】
均一化部材１３０をこのような大きさに規定したのは、均一化部材１３０がアルミニウムからなり、熱抵抗体１１３及び１２３により形成される外縁よりも、大きくなるように形成してしまうと、熱抵抗体１１３及び１２３の外周に設けられたアンテナ４０１がリーダ２１０から送信された励起信号をキャッチする際、あるいは検出信号を送信する際に、障害となるからである。
【００５４】
一方で、均一化部材１３０は、第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２により検出される、熱流が放散される外気側の温度を均一化させる役割があるため、熱抵抗体１１３または１２３の中央位置にそれぞれ配置された第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２を少なくとも覆うだけの大きさとなるように構成されている。
【００５５】
つまり、均一化部材１３０は、その外周が第２の水晶振動子１１２、第４の水晶振動子１２２の外側に位置し、かつ、熱抵抗体１１３、１２３により形成される外縁よりも内側に位置するよう構成されている。
【００５６】
＜５．アンテナユニットの詳細構成＞
次にアンテナユニット４００の詳細構成について説明する。図５は、アンテナユニット４００の詳細構成を説明するための図であり、熱流式体温計２００全体に対する位置がわかるよう、熱流式体温計２００の断面構成図を５ａに示している。また、５ｂ〜５ｄは、それぞれアンテナユニット４００の平面図と側面図とを示しており、５ｂから５ｄに向かってアンテナユニット４００の製造工程が進む過程を示している。
【００５７】
図５の５ｂに示すように、組み立て前のアンテナユニット４００は、ループ状に形成されたアンテナ４０１の平面方向に沿って、アンテナ４０１と同一平面上に、延設部５０１〜５０４が延設されている。アンテナ４０１及び延設部５０１は、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ポリイミド等のフィルム、または紙を基材として構成されており（幅：１ｍｍ以下、厚さ：０．１ｍｍ以下）、片面銅箔フィルムに対するエッチング、または銅またはアルミの蒸着、または、銀または黒鉛の印刷、または、銅または銀の無電解メッキにて形成された導電体が配され（幅：０．１ｍｍ以下、厚さ：２０μｍ）、一体的に形成されている。なお、導電体が配された部分は、水晶振動子取り付けランドを除き、更にレジストにより覆われていてもよい。
【００５８】
このように、アンテナ４０１と延設部５０１〜５０４とを同一平面上に形成することで、下記のように、アンテナユニット４００の製造を容易にすることが可能となり、製造コストの低減を実現することができる。
・アンテナ４０１及び延設部５０１〜５０４は、例えば、片面導体のフレキシブルフィルム回路基板から切り出すだけで生成することが可能となる。
・第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２は、自動実装機を用いて片面実装させることが可能となる。
【００５９】
更に、図５の５ｃに示すように、一体的に形成されたアンテナ４０１と延設部５０１〜５０４に対しては、その延設部５０１〜５０４の先端の水晶振動子取り付けランドそれぞれに、第１の水晶振動子１１１〜第４の水晶振動子１２２が実装される。なお、アンテナ４０１の内側に延設された延設部５０２及び５０４は、先端に取り付けられた第２の水晶振動子１１２と第４の水晶振動子１２２とが製造時に、同一平面内において互いに干渉することがないよう、アンテナ４０１の長軸の１／２以下の長さに規定されているものとする。
【００６０】
更に、図５の５ｄに示すように、第１の水晶振動子１１１が実装された延設部５０１は、熱抵抗体１１３の端部において折り曲げられ、熱抵抗体１１３の側面に沿って体表面側に誘導され、熱抵抗体１１３の下面にて折り曲げられることで、延設部５０１の先端に取り付けられた第１の水晶振動子１１１が、熱抵抗体１１３の中央位置に配置される。
【００６１】
同様に、第３の水晶振動子１２１が実装された延設部５０３は、熱抵抗体１２３の端部において折り曲げられ、熱抵抗体１２３の側面に沿って体表面側に誘導され、熱抵抗体１２３の下面にて折り曲げられることで、延設部５０３の先端に取り付けられた第３の水晶振動子１２１が、熱抵抗体１２３の中央位置に配置される。
【００６２】
このように第１の水晶振動子１１１〜第４の水晶振動子１２２を、アンテナ４０１の平面方向に延設された延設部５０１〜５０４を介して配置する構成とすることで、水晶振動子間の熱的なカップリングの影響を極力排除することが可能となる。
【００６３】
＜６．各水晶振動子とリーダの通信の詳細構成＞
次に、熱流式体温計２００を構成する温度センサについて説明する。図６は、第１乃至第４の水晶振動子（１１１、１１２、１２１、１２２）の構成を示す図である。
【００６４】
アンテナ４０１は、第１の水晶振動子１１１と接続されている。このアンテナ４０１に対してリーダ２１０より励起信号ＳｐＬ１を送信する。この際、リーダ２１０をアンテナ４０１と磁界結合による通信が可能な距離に近づけて励起信号ＳｐＬ１を送信する。
【００６５】
水晶振動子を駆動させる無線信号である励起信号ＳｐＬ１はアンテナ４０１でキャッチされ、第１の水晶振動子１１１に印加される。第１の水晶振動子１１１は励起信号ＳｐＬ１によって共振し、共振信号Ｓｆｐ１を出力する。この共振信号Ｓｆｐ１が本実施形態の検出信号に相当する。検出信号Ｓｆｐ１はアンテナ４０１に伝送され、磁界結合によりリーダ２１０へ送信される。
【００６６】
ここで、検出信号Ｓｆｐ１の周波数は水晶振動子１１１の感知する温度によって変化し、一つの共振周波数に対して一意に温度が決まっている。
【００６７】
したがって、既知の温度での当該共振周波数をリーダ２１０側にて予め保持しておくことで、リーダ２１０では、キャッチされた検出信号に基づいて、第１の水晶振動子１１１における温度を算出することができる。
【００６８】
なお、第２の水晶振動子１１２、第３の水晶振動子１２１、第４の水晶振動子１２２についても同様の構成とすることで、各水晶振動子における温度を算出することができる。
【００６９】
＜７．リーダの構成＞
次に、リーダ２１０の機能構成について説明する。図７は、リーダ２１０の機能構成を示す図である。リーダ２１０は、電池、充電池等で構成される電源部、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチを含む操作スイッチを備えているが、ここでは省略している。
【００７０】
図７において、７００はリーダユニットであり、アンテナ７０１と、送受信部７０２と、信号変換部７０３と、信号処理部７０４とを備える。
【００７１】
アンテナ７０１は、熱流式体温計２００の各水晶振動子に接続されたアンテナと磁界結合することで、各水晶振動子を励振したり、各水晶振動子より出力された検出信号をキャッチしたりする。
【００７２】
送受信部７０２では、アンテナ７０１を介して熱流式体温計２００の各水晶振動子に向けて適当な周波数の励起信号を送信するために、アンテナ７０１に印加する励起信号を生成したり、アンテナ７０１を介して熱流式体温計２００の各水晶振動子より出力された検出信号をキャッチすることで得られた信号について、バンドパスフィルタを介してノイズを除去した後、増幅したうえで、信号変換部７０３に送ったりする。
【００７３】
信号変換部７０３では、送受信部７０２において検出信号をキャッチすることにより得られた信号をデジタルデータに変換し、信号処理部７０４に送る。
【００７４】
信号処理部７０４では、デジタルフィルタ等によりノイズを除去した後、ＦＦＴ処理等により各検出信号の周波数を測定する。
【００７５】
そして、測定された４つの周波数と、第１乃至第４の水晶振動子それぞれについて予め予想された周波数とを対比し、それぞれ、どの水晶振動子からの信号であるのかを識別する。
【００７６】
また、第１乃至第４の水晶振動子それぞれについて、予め記憶されている水晶振動子の温度と共振周波数との関係関数により、共振周波数から各水晶振動子の温度を算出し、コントロール部に送る。
【００７７】
コントロール部７１１では、送受信部７０２、信号変換部７０３、信号処理部７０４の動作を制御する。また、信号処理部７０４から送られた各水晶振動子の温度に基づいて、深部体温を算出し、記憶部７１２に格納したり、表示部７１３に表示したりする。更に、記憶部７１２に格納された深部体温データを、有線通信部７１４を介して、他の情報処理装置（有線通信部７１４を介して有線接続された他の情報処理装置）に送信したりする。
【００７８】
なお、コントロール部７１１は、マイクロコンピュータなどのＣＰＵと、該ＣＰＵにより実行されるリーダ２１０全体の制御プログラムや各種データを記憶するＲＯＭと、ワークエリアとして測定データや各種データを一時的に記憶するＲＡＭとを備えており、リーダ２１０全体の動作及び判断を司っている。
【００７９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る熱流式体温計では、水晶振動子を用いた温度センサを適用するにあたり、
・複数のアンテナを重ねて配置することによる複雑な実装構造を回避するため、各水晶振動子にアンテナを共有させる構成とした。
・リーダとの安定的な通信を実現するために、アンテナを熱抵抗体の外周を取り囲むように配置した。
・均一化部材が信号の送受信の障害となることがないよう、均一化部材の外周が、熱抵抗体により形成される外縁よりも内側に位置するように、均一化部材の大きさを規定した。
・製造コストを低減させるべく、アンテナと各水晶振動子が接続される延設部とを、フレキシブル回路基板により同一平面上に一体的に形成したうえで、折り曲げて実装する構成とした。
・製造コストを低減させるべく、フレキシブル回路基板には、片面に導体で水晶振動子取り付けランドを配する構成とするとともに、導体で表面または積層間に配線する構成とした。
・熱的なカップリングにより、相互の水晶振動子に影響が生じるのを回避するため、延設部の厚さを薄くするとともに、幅を狭くする構成とした。
・第１の水晶振動子と第２の水晶振動子との熱的なカップリング及び第３の水晶振動子と第４の水晶振動子との熱的なカップリングをできるだけ小さくするため、それぞれの水晶振動子をアンテナの長軸方向に配置させる構成とした。
・延設部の配線及びアンテナを細い導体で形成する構成とした。
【００８０】
この結果、温度によって共振周波数が変化する共振子を用いた熱流式体温計において、送受信アンテナ間の結合度の向上と測定精度の両立を図ることが可能となるとともに、製造コストの削減を実現することが可能となった。
【００８１】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、熱流式体温計２００の第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２を、リーダ２１０により送信される励起信号により励起させる構成としたが（受動型としたが）、本発明はこれに限定されない。例えば、熱流式体温計２００に電池を配し、当該電池に基づいて水晶振動子を励起させる構成としてもよい（能動型としてもよい）。
【００８２】
［第３の実施形態］
上記第１の実施形態では、アンテナ４００の内側と外側とにそれぞれ２つずつ延設部を設ける構成（図５の５０１〜５０４）としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、４つの延設部をすべてアンテナ４００の内側または外側に設けるように構成してもよい（図８の８ａ参照）。
【００８３】
また、上記第１の実施形態では、アンテナ４００の長軸方向に４つの延設部を設ける構成（図５の５０１〜５０４）としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、４つの延設部のうちのいずれかをアンテナ４００の長軸方向以外の方向に設けるように構成してもよい（図８の８ｂ参照）。
【００８４】
更に、延設部は、１本の直線により形成されている必要はなく、複数の直線や曲線が組み合わされて構成されていてもよい（図８の８ｃ参照）。この場合、折り曲げ位置８０１において延設部５０１、５０３を折り曲げることで、第１の水晶振動子１１１と第２の水晶振動子１１２とが互いに対向する位置に配置されることとなる（同様に、第３の水晶振動子１２１と第４の水晶振動子１２２も互いに対向する位置に配置されることとなる）。
【００８５】
また、延設部の折り曲げは、１８０°の折り返しであってもよい。例えば、図８の８ｄのように、折り曲げ位置８０２において延設部５０２を１８０°折り返し、さらに折り曲げ位置８０３で延設部５０１を該直角に２回折り曲げると、第１の水晶振動子１１１と第２の水晶振動子１１２とを互いに対向する位置に配置させることができる（同様に、第３の水晶振動子１２１と第４の水晶振動子１２２も互いに対向する位置に配置させることができる）。この場合、延設部をアンテナの内側にのみ形成し、かつ熱抵抗体の側面から水晶振動子１１１および１２１を体表面側に誘導することができる。したがって、上記第１の実施形態と同様に、送受信アンテナ間の結合度の向上と測定精度の両立、および製造コストの削減を、より小さい面積の平面フィルムで達成することができる。
【００８６】
また、上記第１の実施形態では、熱流式体温計２００が第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２（つまり４つの水晶振動子）で１つのアンテナ４００を共有する構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１及び第２の水晶振動子１１１、１１２で１つのアンテナを共有し、第３及び第４の水晶振動子１２１、１２２で１つのアンテナを共有するように構成してもよい。あるいは、第１及び第３の水晶振動子１１１、１２１で１つのアンテナを共有し、第２及び第４の水晶振動子１１２、１２２で１つのアンテナを共有するように構成してもよい。この場合、図８の８ｅに示すような構成となる。
【００８７】
また、上記第１の実施形態では、熱流式体温計２００を第１乃至第４の水晶振動子１１１〜１２２（つまり４つの水晶振動子）で構成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、熱流式体温計を２つの水晶振動子で構成するようにしてもよい（この場合の構成は、図８の８ｅと同じとなる）。
【００８８】
なお、上述の各実施形態では水晶振動子を例に説明したが、他の共振子であってもよい。例えば、大きな周波数温度特性を有する、弾性表面波共振子などの圧電共振子を用いてもよい。特に、弾性表面波共振子を用いた場合、高い周波数に共振周波数を合わせることが容易であるので、電波による無線通信を行う無線式温度計を容易に製造することができる。また、外部からの無線信号で共振が開始する素子であってもよい。これにより、熱流式体温計のアンテナユニットに共振子の駆動用電源を備える必要がなくなり、熱流式体温計を小型化することができる。また、共振子に替えて、温度センサを備えたＲＦＩＤ−ＩＣを用いてもよい。
【００８９】
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
【００９０】
本願は、２０１２年３月２３日提出の日本国特許出願特願２０１２−０６７３７５を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。
【図１】
2013140720.tif 000007
【図２】
2013140720.tif 000008
【図３】
2013140720.tif 000009
【図４】
2013140720.tif 000010
【図５】
2013140720.tif 000011
【図６】
2013140720.tif 000012
【図７】
2013140720.tif 000013
【図８】
2013140720.tif 000014
【国際調査報告】
2013140720.tif 000015
2013140720.tif 000016
2013140720.tif 000017
2013140720.tif 000018