(57)【要約】【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】温度測定装置１は、装置本体１０の厚み方向において被測定体への接触面１０ｂ寄りに第１温度センサー１１を、装置本体１０の厚み方向において表示部１３寄りに第２温度センサー１２を備える。マークＭを表示／非表示に切り替えることによって、表示部１０を第１表示状態と第２表示状態とに切り替える。第１表示状態のときの第１温度センサー１１の検出温度及び第２温度センサー１２の検出温度と、第２表示状態のときの第１温度センサー１１の検出温度及び第２温度センサー１２の検出温度とを用いて、被測定体の内部温度を算出する。【選択図】図２
2016164525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、
装置本体の厚み方向において被測定体への接触面寄りに配置された第１温度センサーと、
装置本体の厚み方向において前記表示部寄りに配置された第２温度センサーと、
前記表示部が第１表示状態のときの前記第１温度センサーによって検出された第１状態第１温度および前記第２温度センサーによって検出された第１状態第２温度と、前記表示部が第２表示状態のときの前記第１温度センサーによって検出された第２状態第１温度および前記第２温度センサーによって検出された第２状態第２温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を算出する演算処理部と、
を備えた温度測定装置。
【請求項２】
前記第２温度センサーは、前記表示部のうち前記第１表示状態と前記第２表示状態とで表示色が変化する部位の下方に配置された、
請求項１に記載の温度測定装置。
【請求項３】
前記表示部および前記第２温度センサーは、平面視において前記表示部の前記部位の面積が前記第２温度センサーの面積よりも大きく構成された、
請求項２に記載の温度測定装置。
【請求項４】
前記表示部および前記第２温度センサーは、平面視において前記表示部の前記部位の面積が前記第２温度センサーの面積の３倍以上に構成された、
請求項３に記載の温度測定装置。
【請求項５】
前記１温度センサー及び前記第２温度センサーは、平面視において装置本体の外縁又は中心からの距離が異なる位置に配置された、
請求項１〜４の何れか一項に記載の温度測定装置。
【請求項６】
前記演算処理部は、以下の式に基づ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装置。
Ｔｃ＝（Ｔａ１・Ｔｂ２−Ｔｂ１・Ｔａ２）／（Ｔａ１−Ｔａ２−Ｔｂ１＋Ｔｂ２）
但し、Ｔｃは内部温度、Ｔａ１は第１状態第１温度、Ｔａ２は第２状態第１温度、Ｔｂ１は第１状態第２温度、Ｔｂ２は第２状態第２温度。
【請求項７】
前記被測定体は人体であり、
ウェアラブル機器として構成された、
請求項１〜６の何れか一項に記載の温度測定装置。
【請求項８】
前記表示部は、液晶表示装置を有して構成される、
請求項１〜７の何れか一項に記載の温度測定装置。
【請求項９】
前記表示部は、電気泳動装置を有して構成される、
請求項１〜７の何れか一項に記載の温度測定装置。
【請求項１０】
表示部と、装置本体の厚み方向において被測定体への接触面寄りに配置された第１温度センサーと、装置本体の厚み方向において前記表示部寄りに配置された第２温度センサーとを備えた温度測定装置による温度測定方法であって、
前記表示部を第１表示状態と第２表示状態とに切り替えることと、
前記第１表示状態のときの前記第１温度センサーによって検出された第１状態第１温度および前記第２温度センサーによって検出された第１状態第２温度と、前記第２表示状態のときの前記第１温度センサーによって検出された第２状態第１温度および前記第２温度センサーによって検出された第２状態第２温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を算出することと、
を含む温度測定方法。
【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装置等に関する。
【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の発明は、表示部と、装置本体の厚み方向において被測定体への接触面寄りに配置された第１温度センサーと、装置本体の厚み方向において前記表示部寄りに配置された第２温度センサーと、前記表示部が第１表示状態のときの前記第１温度センサーによって検出された第１状態第１温度および前記第２温度センサーによって検出された第１状態第２温度と、前記表示部が第２表示状態のときの前記第１温度センサーによって検出された第２状態第１温度および前記第２温度センサーによって検出された第２状態第２温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を算出する演算処理部と、を備えた温度測定装置である。
【００１０】
また、本発明の別形態として、表示部と、装置本体の厚み方向において被測定体への接触面寄りに配置された第１温度センサーと、装置本体の厚み方向において前記表示部寄りに配置された第２温度センサーとを備えた温度測定装置による温度測定方法であって、前記表示部を第１表示状態と第２表示状態とに切り替えることと、前記第１表示状態のときの前記第１温度センサーによって検出された第１状態第１温度および前記第２温度センサーによって検出された第１状態第２温度と、前記第２表示状態のときの前記第１温度センサーによって検出された第２状態第１温度および前記第２温度センサーによって検出された第２状態第２温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を算出することと、を含む温度測定方法を構成することとしてもよい。
【００１１】
この第１の発明等によれば、装置本体の厚み方向において被測定体への接触面寄りに第１温度センサーが、表示部寄りに第２温度センサーが配置されている。そして、表示部が第１表示状態のときの第１温度センサーによって検出された第１状態第１温度および第２温度センサーによって検出された第１状態第２温度と、第２表示状態のときの第１温度センサーによって検出された第２状態第１温度および第２温度センサーによって検出された第２状態第２温度とを用いて、被測定体の内部温度が算出される。表示状態を異ならせることによって放射率が変わる。これにより、装置本体を介した熱収支特性が変化し、少なくとも第２温度センサーが位置する温度が変化する。詳細には後述するが、これにより、各表示状態での温度を用いることで熱収支特性を判定することなく、被測定体の内部温度を精確に求めることができる。
【００１２】
第２の発明は、前記第２温度センサーが、前記表示部のうち前記第１表示状態と前記第２表示状態とで表示色が変化する部位の下方に配置された、第１の発明の温度測定装置である。
【００１３】
この第２の発明によれば、第１表示状態と第２表示状態とで表示色が変化する部位の下に第２温度センサーを配置した構成とすることができる。これによれば、表示部の表示状態が変わることで放射率が変わる作用を大きく受けることができる位置に第２温度センサーを配置することができる。
【００１４】
第３の発明は、前記表示部および前記第２温度センサーが、平面視において前記表示部の前記部位の面積が前記第２温度センサーの面積よりも大きく構成された、第２の発明の温度測定装置である。
【００１５】
この場合、第４の発明として、前記表示部および前記第２温度センサーが、平面視において前記表示部の前記部位の面積が前記第２温度センサーの面積の３倍以上に構成された、温度測定装置を構成することとしてもよい。
【００１６】
この第３、第４の発明によれば、第２温度センサーは、表示部の表示状態が変わることで放射率が変わる作用を一層大きく受けることができる。
【００１７】
第５の発明は、前記１温度センサー及び前記第２温度センサーが、平面視において装置本体の外縁又は中心からの距離が異なる位置に配置された、第１〜第４の何れかの発明の温度測定装置である。
【００１８】
この第５の発明によれば、第１温度センサー及び第２温度センサーそれぞれの設置位置における熱収支特性を相違させることができる。
【００１９】
内部温度を算出する具体的な手法としては、例えば第６の発明として、前記演算処理部が、以下の式に基づいて前記被測定体の内部温度を算出する、温度測定装置を構成することができる。
Ｔｃ＝（Ｔａ１・Ｔｂ２−Ｔｂ１・Ｔａ２）／（Ｔａ１−Ｔａ２−Ｔｂ１＋Ｔｂ２）
但し、Ｔｃは内部温度、Ｔａ１は第１状態第１温度、Ｔａ２は第２状態第１温度、Ｔｂ１は第１状態第２温度、Ｔｂ２は第２状態第２温度である。
【００２０】
第７の発明は、前記被測定体が人体であり、ウェアラブル機器として構成された、第１〜第６の何れかの発明の温度測定装置である。
【００２１】
この第７の発明によれば、温度測定装置をウェアラブル機器として構成することができるため、いつでもどこでも任意のタイミングでユーザーの体温を測定することができる。
【００２２】
なお、表示部としては、幾つかの構成が考えられる。例えば、第８の発明として、液晶表示装置を有して構成することとしてもよいし、第９の発明として、電気泳動装置を有して構成することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】温度算出の原理を説明するための図。
【図２】温度測定装置の構成を説明するための図。
【図３】温度測定装置の機能を説明するためのブロック図。
【図４】温度データのデータ構造の例を示す図。
【図５】温度測定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】
【００２４】
１．原理
本実施形態では、被測定体を人体とし、人体の内部温度を測定することとして説明する。また、温度の測定には２種類ある。すなわち、温度の「算出」と温度の「推定」である。まず、「算出」について説明した後に、「推定」について説明する。
【００２５】
１−１．温度算出の原理
図１は、本実施形態における温度算出の原理を説明するための図である。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、基部１００を被測定体に接触させる。
【００２６】
基部１００は、熱伝導性を有し、当該基部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。基部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。
【００２７】
本実施形態において、基部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。
【００２８】
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。従って、温度検出信号は検出温度と等価といえる。
【００２９】
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（＝生体）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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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】
2016164525.tif 000003
【数２】
2016164525.tif 000004
【００３６】
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】
2016164525.tif 000005
【数４】
2016164525.tif 000006
【００３７】
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。
【００３８】
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】
2016164525.tif 000007
【数６】
2016164525.tif 000008
【００３９】
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】
2016164525.tif 000009
【００４０】
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】
2016164525.tif 000010
【００４１】
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】
2016164525.tif 000011
【００４２】
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】
2016164525.tif 000012
【００４３】
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。
【００４４】
しかし、内部温度Ｔｃと外界温度Ｔｏｕｔとに変わりがない状態で、熱流経路における熱収支特性を変化させることができたとする。すると、次の式（１１）が成り立つ。ここで、熱収支特性の変化前を「第１状態」、変化後を「第２状態」とし、変化前の第１温度センサー１１の検出温度を第１状態第１温度Ｔａ１、変化前の第２温度センサー１２の検出温度を第１状態第２温度Ｔｂ１とし、変化後の第１温度センサー１１の検出温度を第２状態第１温度Ｔａ２、変化後の第２温度センサー１２の検出温度を第２状態第２温度Ｔｂ２とする。
【数１１】
2016164525.tif 000013
【００４５】
式（１１）から熱収支相対係数Ｄをキャンセルすると、次式（１２）が導かれる。すなわち、熱収支相対係数Ｄは不明なまま、熱収支相対係数Ｄを用いずに、内部温度Ｔｃを直接求めることができる。よって、高精度に内部温度Ｔｃを算出することができる。
【数１２】
2016164525.tif 000014
以上が温度の「算出」である。
【００４６】
１−２．温度推定の原理
上述した温度算出の原理に従って被測定体の内部温度を算出することが可能ではあるが、基部１００を被測定体に接触させた後、基部１００内の温度（すなわち、温度センサーの設置位置の温度）が安定化して定常状態に至るまでには、ある程度の時間を要する。定常状態に至るまでの過渡状態の間は、第１温度センサー１１の第１検出温度Ｔａ及び第２温度センサー１２の第２検出温度Ｔｂが変化するため、この間の第１検出温度Ｔａ及び第２検出温度Ｔｂを用いて式（１２）から内部温度Ｔｃを求めたとしても、その算出温度には誤差が含まれているおそれがある。
【００４７】
そこで、過渡状態の温度から、定常状態の温度を推定する技術を導入する。具体的には、本実施形態では、熱伝導方程式から求められる非定常熱伝導の式を用いることとする。時間差をおいて算出した内部温度として、時刻ｔ１において算出した内部温度Ｔｃを第１内部温度Ｔｃ１、時刻ｔ２において算出した内部温度Ｔｃを第２内部温度Ｔｃ２とすると、次式（１３）によって定常内部温度ＴｃＸを推定することができる。これが温度の「推定」である。
【数１３】
2016164525.tif 000015
【００４８】
ここで、Ｒは熱抵抗定数であり、Ｃは熱容量定数であり、両者は予め定められる。また、熱抵抗定数Ｒ及び熱容量定数Ｃそれぞれの値を予め定めておくのではなく、Ｒ×Ｃの値を予め定めておくこととしてもよい。
【００４９】
また、「推定」は、過渡状態（非定常状態）は勿論のこと、定常状態であっても、有効に温度を求めることができる。そのため、本実施形態では、常時、この「推定」まで行って得られた温度を被測定体の内部温度（出力値）として出力することとする。但し、「算出」した温度の変化が少ない所定の安定化条件を満たした場合には「推定」の処理を省略し、「算出」した温度を出力値としてもよい。
【００５０】
２．実施例
次に、上記の原理に従って被測定体である人体の内部温度を測定する温度測定装置１の実施例について説明する。
【００５１】
２−１．外観構成
図２（１）は、温度測定装置１の全体構成例を示す外観図である。本実施例における温度測定装置１は、装置本体１０に設けられた２本のバンド２０，２０をバックル２１で留めることで、被測定体であり人体であるユーザーの腕に装着される腕時計型のウェアラブル機器として構成される。２本のバンド２０，２０をユーザーの腕に巻き付けることで装置本体１０の裏面（接触面）を、ユーザーの皮膚面に密着させることができる。なお、装着部位は腕に限らず、胸部や腹部、首部、大腿部、足首等の別の部位の皮膚面に装着する構成としてもよい。また、手首のみならず、上腕に到着する構成としてもよい。装着部位に応じてバンド２０を長尺としたり、バンド２０の一部を伸縮素材としたり、バックル２１の代わりに面ファスナー等を用いたりすると好適である。勿論、本実施例においてもバックル２１の代わりに面ファスナーを用いてもよい。
【００５２】
温度測定装置１は、装置本体１０の表側（ユーザーに装着した時に外向きになる側）に表示面を有する表示部１３と、操作入力手段としての操作スイッチ１６とを備える。ユーザーは、操作スイッチ１６を操作して測定開始操作等の各種操作入力をすることができる。また、装置本体１０の内部には、充電式のバッテリー１５と、制御基板１７とが内蔵される。なお、図示しないが、その他にも、装置本体１０の適所において、内部温度の測定結果を外部装置に送信等するための通信装置や、測定結果をメモリーカードに読み書き等するためのリーダーライター装置等が適宜設けられる。
【００５３】
バッテリー１５への充電方式は適宜設定できる。例えば、装置本体１０の背面側に電気接点を別途設け、家庭用電源に接続されたクレードルにセットし、電気接点を介してクレードル経由で通電・充電される構成でもよいし、非接触式の無線式充電でもよい。
【００５４】
制御基板１７には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７１と、ＩＣ（Integrated Circuit）メモリー等の記憶素子でなる記憶媒体１７３とが搭載されている。その他にも、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、各種集積回路等の必要な電子部品を適宜搭載することができる。温度測定装置１は、ＣＰＵ１７１が記憶媒体１７３に格納されているプログラムを実行することによって、内部温度の測定機能等の各種機能を実現する。
【００５５】
表示部１３は、液晶表示装置や電気泳動装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー等の小型ディスプレーで構成される。また、タッチパネル機能を備えることとしてもよい。
【００５６】
図２（２）は、装置本体１０の厚み方向断面における、第１温度センサー１１および第２温度センサー１２の配置位置を説明するための簡略図である。装置本体１０の厚み方向において、ユーザーの皮膚に接触する装置本体１０の裏面である接触面１０ｂ寄りに第１温度センサー１１が配置され、表示部１３寄りに第２温度センサー１２が配置されている。より詳細には、第１温度センサー１１は、表示部１３よりも接触面１０ｂに近い位置に配置されており、第２温度センサー１２は、接触面１０ｂよりも表示部１３に近い位置に配置されている。
【００５７】
図２（３）は、装置本体１０の平面視における表示部１３の表示面１３ａと、第１温度センサー１１および第２温度センサー１２との位置関係を説明するための図である。表示部１３には、内部温度の測定のために表示状態を変化させた状態であることを示すマークＭを表示する部位が定められている。そのマークＭの表示部位の下に第２温度センサー１２が位置決めされ、第１温度センサー１１はマークＭから離れた位置に配置されている。
【００５８】
人体の内部温度が外界の温度よりも高い状況であれば、人体から装置本体１０を通って、外界へ熱が放出される熱流経路が形成される。このとき、装置本体１０の表面を通じて熱が放出されるため、装置本体１０の表面の放射率が変化すれば、放出される熱も変化する。すなわち、表示部１３の表示状態を変化させることで放射率を変化させ、熱収支特性を変化させるのが本実施例である。本実施例において表示状態の変化はマークＭが担う。
【００５９】
特に特徴的であるのは、本実施例では、第２温度センサー１２は、ユーザーの皮膚面とマークＭとの間であり、マークＭの直下に位置決めされていることである。このため、第２温度センサー１２の配置位置を経由する熱流経路は、マークＭが表示されたり、非表示となったりすることで放射率の変化の作用を大きく受け、熱収支特性に影響が表れる。結果、マークＭの表示／非表示によって、上述の原理で説明した「第１状態」と「第２状態」を比較的簡単に作り出すことができる。
【００６０】
また、本実施例では、放射率の変化の作用が一層明らかに表れるように、図２（３）に示すように、平面視におけるマークＭの面積を、第２温度センサー１２の面積の３倍以上としている。そして、第２温度センサー１２の設置位置を、マークＭの略中央の直下としている。
【００６１】
また、図２（３）に示すように、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２は、平面視において装置本体１０の外縁及び中心からの距離が異なる位置に配置する。これにより、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２それぞれの位置における熱流出に係る抵抗を異ならせることができ、定常状態において、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を異ならせることができる。
【００６２】
なお、本実施例では、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の配置位置を、平面視において装置本体１０の外縁及び中心からの距離が異なる位置とするが、装置本体１０の外縁からの距離、或いは、装置本体１０の中心からの距離の何れかが異なる位置としてもよい。
【００６３】
また、本実施例において表示状態の変化をマークＭの表示／非表示で実現することとするが、表示面１３ａの全面や左下１／４画面を黒表示と白表示とで切り替えて表示する等、別の表示形態を採用することとしてもよい。
【００６４】
２−２．機能構成
図３は、本実施例における温度測定装置１の概略構成の一例を示すブロック図である。温度測定装置１は、第１温度センサー１１と、第２温度センサー１２と、演算処理部３００と、操作部４００と、表示部１３と、音出力部６００と、通信部７００と、記憶部８００とを有する。
【００６５】
演算処理部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、温度測定装置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。
【００６６】
演算処理部３００は、主要な機能部として、被測定体の温度を測定するための温度算出部３２０及び温度推定部３４０を有し、温度測定プログラム８１０に従って、図５を参照して後述する温度測定処理を実行する。また、時刻を計時するための計時機能等を有する。
【００６７】
温度算出部３２０は、表示部１３の表示状態を変化させ、表示状態の変化の前後における第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２からの温度検出信号が示す検出温度を用いて、上述した式（１２）に従って温度を算出する。
【００６８】
温度推定部３４０は、異なるタイミング、具体的には前回の測定タイミングと今回の測定タイミングにおいて温度算出部３２０で算出された算出温度を用いて、式（１３）に従って温度を推定する。なお、熱抵抗定数Ｒ及び熱容量定数Ｃ、或いは、Ｒ×Ｃの値（以下、包括して「推定用定数」という。）は初期設定され、記憶部８００に推定用定数８５０として設定される。
【００６９】
本実施例では、温度推定部３４０は温度測定に当たって常時機能していることとする。そのため、温度推定部３４０によって推定された温度が、測定結果である出力温度として記憶部８００の温度データ８３０（図４参照）に記憶される。
【００７０】
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演算処理部３００に出力する。初期設定のための設定値を入力したり、温度測定の開始、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。
【００７１】
表示部１３は、液晶表示装置や電気泳動装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー等の小型ディスプレーで構成され、演算処理部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１３には、内部温度の測定のためのマークＭや、測定結果である出力温度、非定常状態か定常状態かの測定状態の識別、測定した温度が異常であるか正常であるかの識別等が表示される。
【００７２】
音出力部６００は、スピーカーを有して構成され、演算処理部３００から入力される音信号に基づき音を再生して出力する。音出力部６００は、測定した温度が異常であるか正常であるかの識別音や各種報知音等を出力する。ここで言う音には音声が含まれるのは勿論である。
【００７３】
通信部７００は、演算処理部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７００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。
【００７４】
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、温度測定装置１のシステムプログラムや、温度算出機能、温度推定機能、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。
【００７５】
記憶部８００には、プログラムとして、演算処理部３００によって読み出され、温度測定処理（図５参照）として実行される温度測定プログラム８１０が記憶されている。温度測定プログラム８１０には、上述した原理に従って温度を算出するための温度算出プログラム８１２と、温度を推定するための温度推定プログラム８１４とがサブルーチンとして含まれる。温度測定処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００７６】
また、記憶部８００には、データとして、温度データ８３０と、推定用定数８５０と、異常温度条件８７０と、正常復帰条件８８０と、測定時間間隔８９０とが記憶される。
【００７７】
温度データ８３０は、例えば、図４に示すデータ構造を有する。すなわち、表示部１３のマークＭを非表示とした第１表示状態かマークＭを表示した第２表示状態かの識別情報と、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くそれぞれの検出温度と、この検出温度を用いて算出した算出温度と、この算出温度を用いて推定した、測定結果として出力する出力温度（出力値）と、測定状態が非定常状態か定常状態かを示す測定状態と、出力温度が正常であるか異常であるかの判定結果とを、各測定タイミングの時刻と対応づけて格納する。従って、温度データ８３０は、各値の履歴データとも言える。
【００７８】
ここで、時刻は、温度測定が行われた時刻（タイミング）を意味する。また、測定状態は、算出温度の変化経過に基づき判定される。例えば前後の算出温度の温度差と算出時間間隔とから温度変化速度を求め、これが一定値以内に収まった場合に定常状態と判定し、それまでは非定常状態と判定する。
なお、図４において、初回の時刻「Ｔ１」においては、表示状態を一定とした１回分の検出温度しか得られていないため、温度を算出することができず、算出温度、出力温度、測定状態、判定結果が何れも空欄となっている。
【００７９】
図３に戻り、異常温度条件８７０は、出力温度が異常であることを判断するための条件である。例えば、高温側の条件（例えば３８度以上）と、低温側の条件（例えば２７度以下）とをＯＲ条件で含む条件とする。高温になった場合、低温になった場合の何れの場合も異常と判断する。
【００８０】
正常復帰条件８８０は、異常温度条件８７０を満たすために異常と判断された後に、出力温度が正常温度に戻ったことを判断するための条件である。正常復帰条件８８０には、温度に関する条件（復帰温度条件）と、時間に関する条件（復帰時間条件）とが含まれる。復帰温度条件は、異常温度条件８７０の閾値よりも正常値に近い閾値が条件とされる。例えば、高温側の条件として３７．５度未満であるとし、低温側の条件として３０度以上として、この温度範囲内であることを復帰温度条件とする。復帰時間条件は、復帰温度条件を満たした状態が継続して一定時間経過したことを判断するための条件であり、例えば、１分以上といった条件が定められる。復帰温度条件を満たした状態の継続時間が復帰時間条件を満たしたこと、これが正常復帰条件８８０となる。
【００８１】
測定時間間隔８９０は、温度測定を行う時間間隔である。測定状態が定常状態か非定常状態（過渡状態）か、判定結果が正常判定（正常温度）か異常判定（異常温度）かによって、測定時間間隔８９０が変更される。具体的には、非定常状態であれば、定常状態よりも短く設定される。また、異常判定であれば、正常判定よりも短く設定される。
【００８２】
なお、測定時間間隔８９０の設定はこれに限らない。正常判定、または定常状態が継続する場合には所定の最大時間間隔まで徐々に長くしてもよい。また、判定結果が正常判定から異常判定に変化した場合には、所定の最小時間間隔に切り替え、異常判定が継続する場合には、徐々に所定の異常時時間間隔まで長くすることとしてもよい。また、測定開始時には測定時間間隔を最小時間間隔とし、非定常状態の間、非定常状態が継続する時間に応じて、徐々に所定の非定常時標準時間間隔まで長くすることとしてもよい。時間間隔が長くなることで省電力となる。
【００８３】
２−２．温度測定処理の流れ
図５は、演算処理部３００が、記憶部８００に記憶されている温度測定プログラム８１０に従って実行する温度測定処理の流れを示すフローチャートである。
【００８４】
まず、演算処理部３００は、初期設定を行う（ステップＡ１）。例えば、温度測定の終了条件として、測定回数や、温度測定処理を継続する時間を設定することができる。
【００８５】
次いで、演算処理部３００が、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の検出温度を取得して、温度データ８３０に記憶させる（ステップＡ３）。初回の検出温度となるため、内部温度の算出までは行わない。
【００８６】
次いで、演算処理部３００は、表示部１３の表示状態を変更させる（ステップＡ５）。直前の表示状態がマークＭを表示させていない状態であればマークＭを表示させ、表示させた状態であればマークＭを非表示とする。これにより、第１表示状態と第２表示状態とを切り替える。また、表示状態を変更したため、所定時間の間、処理を移行せずに待機する。待機時間は装置本体１０の放射率が変わることを担保する時間となり、装置本体１０の材質等に応じて、例えば５秒〜５分程度の間で適宜設定することができる。
【００８７】
次いで、演算処理部３００は、第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２の検出温度を取得し、温度データ８３０に記憶させるとともに、今回の検出温度と前回の測定タイミングでの検出温度とを用いて、内部温度を算出する（ステップＡ７）。また、演算処理部３００は、前回の測定タイミングで算出した算出温度と、今回の測定タイミングで算出した算出温度とを用いて、内部温度を推定する（ステップＡ７）。この推定後の温度（推定温度）を、今回の測定タイミングでの測定結果とし、出力温度として温度データ８３０に記憶させる。また、出力温度を求めるまでの課程で求めた算出温度も測定時刻と対応づけて温度データ８３０に記憶させる。
【００８８】
次いで、演算処理部３００は、算出温度の経過に基づき、測定状態を判定し、温度データ８３０に記憶させる（ステップＡ９）。そして、出力温度を表示部１３に表示させる（ステップＡ１１）。このとき、判定した測定状態を表示させることとしてもよい。
【００８９】
出力温度が、異常温度条件８７０を満たす場合には（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、演算処理部３００は、温度が異常であると判定して、異常温度である旨の報知を行う（ステップＡ１５）。また、異常温度条件８７０を満たさない場合には（ステップＡ１３：ＮＯ）、前回の測定タイミングの測定結果が異常判定であったか否かを判断する（ステップＡ１７）。前回が異常判定であった場合には（ステップＡ１７：ＹＥＳ）、今回の出力温度が正常復帰条件８８０のうちの復帰温度条件を満たすかを判断する（ステップＡ１９）。ここで否定判断となった場合（ステップＡ１９：ＮＯ）は、異常判定される（ステップＡ１５）。この場合、今回の出力温度は異常温度ではないが、前回の判定が異常判定であり、異常温度でないと継続して言えるまでは、異常と判定することを意味する。
【００９０】
また、復帰温度条件を満たすと判定された場合（ステップＡ１９：ＹＥＳ）、復帰温度条件を満たすと判定されている状態の継続時間を計時する（ステップＡ２１〜Ａ２３）。すなわち、当該時間を計時中でなければ、経過時間の計時をリセットしてスタートする。
【００９１】
そして、計時している経過時間が復帰時間条件を満たす場合（ステップＡ２５：ＹＥＳ）には、経過時間の計時を停止し（ステップＡ２７）、正常温度に復帰したと判定して、その旨を報知する（ステップＡ２９）。復帰時間条件を満たさない場合には（ステップＡ２５：ＮＯ）、引き続き異常判定として（ステップＡ１５）、様子見とする。
【００９２】
また、ステップＡ１７において、前回の判定結果が異常ではない場合には（ステップＡ１７：ＮＯ）、正常と判定して、その旨を報知する（ステップＡ３１）。
【００９３】
ステップＡ１５，Ａ２９，Ａ３１の何れかの後、演算処理部３００は、測定時間間隔８９０を設定する。すなわち、測定状態が非定常状態である場合には（ステップＡ３３：非定常状態）、時間間隔Ｉｔ１を測定時間間隔８９０に設定する（ステップＡ３７）。また、定常状態である場合には（ステップＡ３３：定常状態）、判定結果が異常判定であれば時間間隔Ｉｔ２を、正常判定であれば時間間隔Ｉｔ３を測定時間間隔８９０に設定する（ステップＡ３９，Ａ４１）。時間間隔は、Ｉｔ１＜Ｉｔ２＜Ｉｔ３である。
【００９４】
そして、演算処理部３００は、温度測定処理を終了するかを判定し、終了しない場合には（ステップＳ４３：ＮＯ）、設定した測定時間間隔８９０に従って、次回の測定タイミングに達したときにステップＡ５に処理を移行し、温度測定を終了すると判断した場合には（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、温度測定処理を終了する。
【００９５】
２−３．作用効果
以上、温度測定装置１によれば、装置本体１０の厚み方向において被測定体への接触面１０ｂ寄りに第１温度センサー１１が、表示部１３寄りに第２温度センサー１２が配置されている。そして、表示部１３が第１表示状態のときの第１温度センサー１１によって検出された第１状態第１温度および第２温度センサー１２によって検出された第１状態第２温度と、第２表示状態のときの第１温度センサー１１によって検出された第２状態第１温度および第２温度センサー１２によって検出された第２状態第２温度とを用いて、被測定体の内部温度が算出される。表示部１３の表示状態を異ならせることによって放射率が変わる。これにより、装置本体１０を介した熱収支特性が変化し、少なくとも第２温度センサー１２が位置する温度が変化する。
【００９６】
また、内部温度は式（１２）を用いて算出される。これにより、熱収支特性を判定する必要がないため、被測定体の内部温度を精確に求めることができる。
【００９７】
また、第２温度センサー１２は、第１表示状態と第２表示状態とで表示色が変化するマークＭの下に位置決めされている。これによれば、第２温度センサー１２は、表示部１３の表示状態が変わることで放射率が変わる作用を大きく受けることができる。
【００９８】
また、温度測定に当たっては、装置本体１０の温度が定常状態に至っていない、非定常状態（過渡状態）の場合を考慮して、一旦「算出」した温度から、定常状態の温度を「推定」する。これにより、装置本体１０を皮膚面に接触させて間もない非定常状態（過渡状態）であっても、精度の高い内部温度を求めることができる。
【００９９】
３．変形例
本発明を適用した実施形態の一例を説明したが、本発明を適用可能な形態は上述した形態に限られるものではない。
【０１００】
例えば、温度測定装置１をバンド２０，２０で人体に装着・固定するウェアラブル機器として説明したが、スマートグラスとして構成することも可能である。その場合、メガネフレームのモダン（先セル）部分やテンプル部分等の皮膚に接触する部位に第１温度センサー１１及び第２温度センサー１２を内蔵することとし、皮膚への接触面と反対側の外面に表示画面を備える構成とする。より具体的には、当該部位の厚み方向において皮膚への接触面寄りに第１温度センサー１１を備え、表示部寄りに第２温度センサー１２を備える構成とする。表示状態の制御や温度の算出については、上述した実施形態と同様である。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、温度センサーを２つとして説明したが、３以上の温度センサーを用いる構成も可能である。例えば、上述した第１温度センサー１１の近傍位置に複数の温度センサーを配置して、これらの温度センサーの検出温度のうちの中央値或いは平均値を、第１温度センサー１１の位置の検出温度として採用することとする。同じく、上述した第２温度センサー１２の近傍位置に複数の温度センサーを配置して、これらの温度センサーの検出温度のうちの中央値或いは平均値を、第２温度センサー１２の位置の検出温度として採用する。
【符号の説明】
【０１０２】
１  温度測定装置、  １０  装置本体、  １１  第１温度センサー、  １２  第２温度センサー、  １３  表示部、  ３００  演算処理部、  ８００  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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